第十三章汽车ABS系统1

第十三章汽车ABS系统1第一页，共42页。视频观看马自达有无ABS的制动效果比较第二页，共42页。制动时车轮受力分析VFFBω车轮受到两个制动力，Fμ和FB.MμMμ——制动器摩擦力矩，可转化为车轮周缘的一个切向力.将其称为Fμ。Fμ——制动器制动力。Fμ与制动蹄与制动鼓之间的摩擦力有关，也就是两者之间的压紧度。而这个压紧度又与踩制动踏板的力成正比。Fμ与踩制动踏板的力成正比。FB——地面制动力。地面给予的力最大不可能超过Fφ附着力。第三页，共42页。OP0制动器液压pFφFφFBFμFB=FμFBmax=FφFμFφ——附着力FB——地面制动力Fμ——制动力制动力Fμ：制动器制动力。Fμ与制动蹄与制动鼓之间的摩擦力有关，也就是两者之间的压紧度。而这个压紧度又与踩制动踏板的力成正比。Fμ与踩制动踏板的力成正比。FB：地面制动力。地面给予的力最大不可能超过Fφ附着力。第四页，共42页。13.1ABS概述三、车轮滑移率

式中：S——车轮滑移率；

v——车速(车轮的线速度，m／s)；r——车轮半径(m)；

ω——车轮转动角速度(rad／s)。第五页，共42页。当rω=0，S=1也就是说汽车向前移动，但车轮不转动。（滑移）V=0，车轮转动但汽车不前进。（滑转）当V>rω，0<S<1,也就是说汽车的行驶速度比车轮滚动的速度快。（边滚动边滑移）当V=rω，S=0，也就是说汽车的车轮滚动的速度与汽车行驶速相同。纯滚动。第六页，共42页。φBφSφB/

φSφB：纵向附着系数。影响地面纵向方向的力的大小，如驱动力、制动力φS：横向附着系数。影响地面横向方向的力的大小，如转向力、抵抗横向外力的能力。滑移率始终控制在15%-20%，第七页，共42页。横向附着系数制动方向稳定性，是衡量制动性能的主要指标之一。制动方向稳定性是指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，不发生跑偏、侧滑和失去转向能力。而这些又与横向附着力，横向附着系数φs有关。也就是说横向附着系数越大，车辆抵抗横向外力的能力越强。越不易跑偏、转向能力越好、防侧滑能力越好。而横向附着系数与滑移率S有关。第八页，共42页。13.1ABS概述五、ABS作用在制动过程中，通过调节制动器制动力，使滑移率始终控制在15%-20%，获得最佳的制动效能和较好的制动方向稳定性。也就是说：ABS系统通过制动压力的控制达到一个类似于“点刹”的效果。此时，车轮的运动状态是：滑转第九页，共42页。13.2ABS的组成ABS的组成可以分为传感器、电子控制元件（ECU）和执行器三部分。第十页，共42页。组成元件功能传感器车速传感器检测车速，给ECU，用于滑移率控制轮速传感器检测轮速，给ECU减速度传感器检测制动时减速度，识别是否处于湿滑路面，只用于四轮驱动控制系统。执行器制动压力调节器接受ECU命令，通过电磁阀的动作，控制制动系统压力的增加、保持或降低ABS警告灯ABS发生故障时，发出报警信号灯ECU接受传感器信号，分析、判断或放大信号，输出控制指令，控制各执行器工作。ABS的组成及其功用第十一页，共42页。13.2ABS的工作原理

1、传感器出入各种信号；2、ECU接受各种传感器信号，经过处理后，形成相应的控制指令，给制动压力调节器。

3、制动压力调节器根据控制指令，对制动压力进行调节。第十二页，共42页。13.3ABS系统的布置形式一、几个概念控制通道

独立控制一同控制

高选原则低选原则

二、ABS按通道数的分类

四通道三通道双通道单通道第十三页，共42页。13.3ABS系统的布置形式1、三通道ABS前轮单独、后轮低选；制动距离短，且方向稳定性好第十四页，共42页。13.3ABS系统的布置形式2、四通道ABS制动效能好，但容易跑偏，所以应用很少第十五页，共42页。13.4ABS系统的优点缩短制动距离改善了轮胎的磨损状况增加了汽车制动时的稳定性ABS系统还有一个优点就是使用方便，工作可靠第十六页，共42页。第二节传感器1、作用：检测转速信号，并输入电子指控单元。2、分类：电磁感应式和霍尔效应式第十七页，共42页。二、电磁感应式轮速传感器1、结构：传感头/齿圈（转子）

齿圈安装在随车轮转动的部件上，如半轴、轮毂、制动盘等；由磁阻较小的铁磁性材料制成。传感头安装在车轮附件不随车轮转动的部件上，如制动底板。由永磁铁、极轴、线圈组成。电磁感应现象：当闭合电路内的磁通发生变化时，该闭合电路中就会产生电动势与电流，称电磁感应现象。第十八页，共42页。第十九页，共42页。第二十页，共42页。第二十一页，共42页。2、工作原理：

传感头和齿圈（转子）两部分组成。传感器感应线圈周围的磁场发生强弱交替的变化，在感应线圈中就会出现交变电压。该交变电压的大小和频率与齿圈的转速成正比。优缺点：接近零的转速无法检测；工作可靠，结构简单，运用广泛。第二十二页，共42页。三、霍尔效应式轮速传感器霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。第二十三页，共42页。优缺点：输出的电压信号的强弱不随转速的变化；不会出现高速时频率响应跟不上的问题；电压信号的强弱不随转速的变化；幅值高，抗电磁波干扰能力强。穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而产生霍尔电压的变化，产生微伏级准正弦电压。第二十四页，共42页。13.2ABS的工作原理

1、传感器出入各种信号；2、ECU接受各种传感器信号，经过处理后，形成相应的控制指令，给制动压力调节器。

3、制动压力调节器根据控制指令，对制动压力进行调节。第二十五页，共42页。第三节制动压力调节器（319）1、功用在制动时根据ABS电子控制单元（ECU）的控制指令，通过电磁阀的动作，自动调节制动轮缸的制动压力，使车轮不被抱死，并处于理想滑移状态。也就是说达到类似“点刹”的效果。那么“点刹”反应在制动压力的大小变化上，应该是怎样的？增压、减压、增压、减压……第二十六页，共42页。2、典型的制动压力调节器（1）常规制动时，ABS不参与制动。进油阀开启，出油阀关闭，制动主缸的制动液推入制动轮缸，产生制动力。（2）压力保持时，ABS进入工作状态。进油阀关闭，出油阀关闭。轮缸里的制动液处于不流动状态，制动力保持。基本组成包括：电磁阀、液压泵、低压储液器第二十七页，共42页。（3）压力减小时，ABS参与工作。进油阀关闭，出油阀打开，制动轮缸液体进入低压储液器，制动力减小；电动回油泵通电，将制动液泵回主缸。（4）压力增高时，ABS进入工作状态。进油阀打开，出油阀关闭，回油泵通电，制动主缸的液力进入制动轮缸，同时回油泵将低压储液器里的制动液泵到轮缸里，制动压力增高。第二十八页，共42页。3、制动压力调节器的分类(322)（1）动力源的不同：液压式和气压式（2）与制动主缸的结构关系：整体式和分离式（3）调压方式的不同：循环式，可变容积式第二十九页，共42页。1、循环制动压力调节器主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵第三十页，共42页。常规制动时，ABS不工作，电磁阀线圈中无电流通过，电磁阀柱塞处于较低位置，制动主缸与制动轮缸相通。制动主缸的液力直接进入制动轮缸，制动压力升高。主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵（1）常规制动第三十一页，共42页。（2）保压制动主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵ABS通过传感器判断滑移率已处于合适的范围，就会保持制动压力。ECU向电磁线圈输入一个很小的电流，使电磁阀上升到中间位置。此时，制动主缸、制动轮缸、低压储液器相互分隔，轮缸中的制动力保持一定。第三十二页，共42页。（3）减压制动主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵ECU向电磁线圈输入一个最大的电流，使电磁阀上升到较高位置。此时，制动轮缸、低压储液器相互接通，制动轮缸中的制动液经电磁阀流入储液器，制动力下降。同时，回油泵开始工作，将流回储液器的制动液加压后输送到主缸。制动踏板有“回弹”现象。ABS通过传感器判断车轮趋于抱死，就会减小制动压力。第三十三页，共42页。（4）增压制动主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵第三十四页，共42页。第三十五页，共42页。2、可变容积式制动压力调节器在汽车原有制动系统基础上增加一套液压控制装置。制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。常规制动：电磁阀无电流，柱塞左移，控制活塞在弹簧作用下左移顶开单向阀，常规制动油路接通。ABS不工作。主缸踏板液压部件控制活塞单向阀柱塞电磁阀线圈储液器回油泵传感器轮缸ECU储能器第三十六页，共42页。减压：电磁阀通入一大电流，柱塞右移，控制活塞在压力油作用下右移，单向阀关闭，常规制动油路切断。同时由于控制活塞的右移，使轮缸侧容积增大，制动压力减小。主缸踏板液压部件控制活塞单向阀柱塞电磁阀线圈储液器回油泵传感器轮缸ECU储能器第三十七页，共42页。保压：电磁阀通入较小电流，柱塞右移将所有油路相互隔开，控制活塞保持在某一位置，轮缸侧的容积不发生变化，制动压力保持一定。主缸踏板液压部件控制活塞单向阀柱塞电磁阀线圈储液器回油泵传感器轮缸ECU储能器第三十八页，共42页。2、可变容积式制动压力调节器增压(常规制动)：电磁阀无电流，柱塞左移，控制活塞在弹簧作用下左移顶开单向阀，常规制动油路接通。ABS不工作。主缸踏板液压部件控制活塞单向阀柱塞电磁阀线圈储液器回油泵传感器轮缸ECU储能器第三十九页，