汽车底盘电控技术 教案 项目五

项目五电子教案项目名称项目五电控防抱死制动系统(ABS)教学内容电控防抱死制动系统简介、零部件的结构及工作原理、使用与检修授课时间授课学时教学目标知识目标1.了解ABS的特点2.熟悉ABS零部件的结构及工作原理3.掌握ABS的使用与检修技能目标1.能熟知ABS的结构及工作原理2.能辨析ABS使用中的常见问题及检修方法素养目标具备良好的职业素养及吃苦耐劳、刻苦钻研、精益求精的学习精神实训目标1.掌握ABS的工作原理2.熟悉ABS的控制方式3.掌握ABS的检修教学方法讲授、自学、运用多媒体等教学方法学习方法学生课前通过内容导览、项目预习、查阅资料，课上通过教师讲授、小组讨论交流，课后通过实训任务工单、反思总结、评价等方式进行本项目的学习信息化手段教材及配套的课件、教案、投影仪等 项目五教学过程引导问题引导1.ABS的功用有哪些?引导2.电控ABS由哪几部分组成?引导3.电子控制器(ECU)由哪几个基本电路组成?任务名称任务一电控防抱死制动系统简介教授新知汽车防抱死制动系统(AntilockBrakeSystem,ABS)是汽车上的一种主动安全装置,用于汽车制动时防止车轮抱死拖滑,以提高汽车制动过程中的方向稳定性、转向操控能力和缩短制动距离,充分发挥汽车的制动效能。一、ABS的理论基础(一)汽车制动性制动性能是汽车的主要性能之一。评价汽车制动性能的指标主要有制动效能和制动时的方向稳定性。1.制动效能2.汽车制动时的方向稳定性汽车制动时的方向稳定性是指汽车制动时仍能按指定方向的轨迹行驶,即不发生跑偏、侧滑及失去转向能力。(二)理想的制动控制过程(三)ABS的功用1.提高制动性能ABS能充分利用轮胎和地面的附着系数,在紧急制动情况下,将滑移率控制在20%左右,即可获得较大的地面附着系数,使汽车在车轮不抱死的情况下获得较大的制动力,提高制动减速度,缩短制动距离。2.提高制动时的方向稳定性当汽车制动时,由于制动力较大可能造成车轮抱死。若前轮抱死,汽车会失去转向能力,后轮抱死会造成汽车后轴侧滑,严重时甚至造成急转翻车。ABS可以防止任何车轮完全抱死,因此能有效地提高汽车制动时的方向稳定性和转向操纵能力,保证汽车的安全行驶。3.能够改善轮胎的磨损状况车轮抱死而造成的轮胎磨损是导致轮胎损坏的重要原因。经测定,汽车在紧急制动时,车轮抱死所造成的轮胎累加磨损已超过一套ABS系统的造价。二、ABS的种类目前,汽车上使用的ABS有不同的结构形式,可以按以下方式进行分类。(一)按ECU所依据的控制参数不同分类1.以车轮滑移率S为控制参数的ABS2.以车轮角加速度为控制参数的ABS(二)按生产厂家分类德国的博世(Bosch)ABS和戴维斯(Teves)ABS是目前欧、美、日、韩等国汽车使用最多的ABS。另外还有美国德尔科公司的达科(Delco)ABS等。(三)按照产生制动压力的动力源分类按照产生制动压力动力源的不同分为液压式ABS系统、气压式ABS系统和气液混合式ABS系统。在轿车中液压式ABS系统应用最广泛,本项目主要介绍液压式ABS系统。(四)按制动压力调节装置和制动主缸的相对位置关系分类1.分离式ABS2.整体式ABS(五)按控制方式分类按控制方式的不同,可将ABS系统分为两大类:独立控制和一同控制。在ABS系统中,能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。独立控制方式指一条控制通道只控制一个车轮;而一同控制方式则为一条控制通道同时控制多个车轮,按照这些车轮所处位置不同,一同控制方式又有同轴控制和异轴控制之分,同轴控制是指一个控制通道控制同轴的两个车轮,而异轴控制则是一个控制通道控制非同轴的两个车轮。三、ABS的组成与工作原理(一)ABS的基本组成与工作原理1.基本组成制动系统由ABS和普通的制动系统组成。2.工作原理电子控制防抱死系统ABS的核心是电子控制单元ECU,它通过传感器监视汽车制动时车轮是否抱死。在一般制动情况下,驾驶员踩住制动踏板上的力较小,车轮不会被抱死,ECU无控制信号输出,这时,就如同普通的制动系统,制动力完全由驾驶员踩在制动踏板上的力来控制。在紧急制动或是在湿滑路面行驶时制动,车轮将要被抱死的情况下,ECU就会输出控制信号,通过执行机构(制动压力调节器)控制制动器的制动力,使车轮不会被抱死。(二)ABS的控制方式1.四传感器四通道/四轮独立控制系统2.四传感器四通道/前轮独立–后轮低选择控制方式3.四传感器三通道/前轮独立–后轮低选择控制方式4.三传感器三通道/前轮独立–后轮低选择控制方式5.四传感器二通道/前轮独立控制方式6.四传感器二通道/前轮独立–后轮低选择控制方式7.一传感器一通道/后轮近似低选择控制系统控制方式任务名称任务二电控防抱死制动系统零部件的结构及工作原理教授新知一、传感器(一)轮速传感器轮速传感器由传感头和齿圈组成。轮速传感头的极轴被传感线圈所包围,并直接安装在齿圈的上方。(二)加速度传感器ABS控制系统最重要的控制参数是车速(汽车行驶速度),以往设计的ABS控制系统都是根据汽车车轮的最大转速来估算车速的。随着对制动时的车速计算尽可能精确的要求,目前一些新设计的ABS控制系统采用了G(加速度)传感器。此传感器可以对由车轮转速计算出来的车速进行补偿,使汽车制动时滑移率的计算更加准确。G传感器有水银型、摆型和应变仪型。二、制动压力调节器制动压力调节器的功用是接收ECU的指令,通过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调节。(一)循环式制动压力调节器1.结构2.循环式制动压力调节器的工作过程(1)升压过程(2)保压过程(3)减压过程(二)可变容积式制动压力调节器可变容积式制动压力调节器是在汽车的原有制动系统管路上增加的一套液压控制装置,用它控制制动管路中容积的增减,从而控制制动压力的变化。1.常规制动2.减压3.保压4.增压三、电子控制器(ECU)电子控制器是ABS的控制中心,主要作用是接收传感器的信号并进行处理,判断车轮是否抱死,然后向制动压力调节器发出制动压力控制指令。ECU一般由传感器输入端电路、运算电路、输出控制电路和安全保护电路四个基本电路组成。任务名称任务三电控防抱死制动系统的使用与检修教授新知一、装备ABS的车辆容易出现的一些特殊现象(1)某些装有ABS的汽车,在发动机启动时,踩下制动踏板会弹起,而发动机熄火时,制动踏板会下沉。(2)制动时,转动转向盘会感到转向盘有轻微的振动。(3)制动时,有时会感到制动踏板有轻微振动。(5)高速行驶及转弯或在冰滑路面上行驶时,有时会出现制动报警灯亮起的现象。(6)制动时,ABS继电器不断地动作,这也是ABS起作用的正常现象。(7)装有ABS的汽车,在制动后期会有车轮被抱死的现象,致使地面留下拖滑的印痕。二、检修ABS时应注意的事项ABS的故障大致可分为以下四种情况:一是紧急制动时,车轮被抱死;二是制动效果不良;三是报警灯亮起;四是ABS出现不正常现象。应根据情况,采用正确的方法检修故障。在具体检修时,应注意如下四点。(1)应首先对ABS的外观进行检查,如导线的插头和插接器有无松脱、制动油路和泵及阀有无漏损、蓄电池是否亏电等。(2)遇到制动不良故障时,应先区分是ABS机械部分(制动器、制动总泵、制动管路等)不良,还是ABS电子控制系统的故障。(3)ABS电子控制系统故障多出现于线束插接器或导线头松脱、轮速传感器接触不良等。(4)在需拆检ABS液压控制器件时,应先进行泄压,以避免高压油喷出伤人,尤其是有蓄能器的ABS,蓄能器的压力高达180MPa。三、ABS的故障自诊断(一)ABS自检(1)当点火开关一接通,ABS计算机就立即对外部电路进行自检。这时,制动报警灯亮起,一般3s后熄灭。如果灯不亮或一直亮均说明ABS电路有故障,应进行检查。(2)ABS的ECU对制动压力调节器电磁阀的检查通过控制阀的开闭循环实现。(3)发动机发动后,车速第一次达到60km/h,ABS系统完成自检。如果上述自检过程中,计算机发现异常,或在工作中ABS工作失常,ECU就会停止使用ABS,这时,制动报警灯亮起,并储存故障码。(二)故障码的显示方式在检修ABS系统故障时,应先读出ABSECU储存的故障码,以便得到故障部位的提示,准确、迅速地排除故障。不同的车型,都有自己的故障码的显示方式,大致有以下三种形式。(1)在ABS有故障时,仪表板上的ABS报警灯就会闪烁,或是ABS计算机盒上的发光二极管(LED)闪烁直接显示故障码。(2)将检查插接器或ABS计算机盒上的有关插孔跨接,使仪表板上的ABS灯闪烁来显示故障码。(3)采用专用的故障检测仪读取故障码。四、ABS故障的一般检查方法(一)轮速传感器故障的检查1.轮速传感器可能出现的故障(1)轮速传感器感应线圈有短路、断路、接触不良等。(2)轮速传感器齿圈上的齿有缺损或脏污。(3)轮速传感器信号探头部分安装不牢或磁极与齿圈之间有脏物。2.轮速传感器故障的检查方法(1)直观检查,主要检查传感器有无松动,导线及插接器有无松脱。(2)用电阻表检测传感器感应线圈电阻,如果电阻过大或过小,均说明传感器不良,应更换。(3)用交流电压表测量传感器的输出信号电压,在车轮转动时,电压表应该有电压指示,电压值应随车轮转速的增加而升高,一般情况下,应达2V以上。(4)用示波器检测传感器的输出信号电压波形,正常的信号电压波形应是均匀稳定的正弦电压波形。如果信号电压无或有缺损,应拆下传感器做进一步检查。(二)ECU的检查ECU的故障检查方法如下。(1)检查ABS的ECU线束插接器有无松动,连接导线有无松脱。(2)检查ABS的ECU线束插接器各端子的电压值、波形或电阻,如果与标准值不符,但与之相连的部件和线路正常,则应更换ECU再试。(3)直接采用替换法检验,即在检测传感器、继电器、电磁阀及其线路均无故障时,会怀疑是否是ECU有故障,这时,可以用新的ECU替代,如果故障现象消失,怀疑则被证实。(三)制动压力调节器的检查1.制动压力调节器的可能故障(1)电磁阀线圈不良。(2)阀有泄漏。2.制动压力调节器故障的检查方法(1)用电阻表检测电磁阀线圈的电阻,如果电阻无穷大或过小等,均说明电磁阀有故障。(2)加电压试验,将制动压力调节器电磁阀加上工作电压,看阀能否正常动作。如果不能正常动作,则应更换制动压力调节器。(3)解体后检查,如果怀疑是制动压力调节器有问题,则应在制动压力调节器内无高压制动液时,仔细拆开调节器进行检查。(四)ABS控制继电器的检查继电器的常见故障有触点接触不良、继电器线圈不良等,检查方法如下。(1)对继电器施加正常的工作电压,看继电器能否正常动作。若能正常动作,则用电阻表检测继电器触点间的电压和电阻,正常情况下触点闭合时的电压为0。若电压大于0.5V,则说明触点接触不良。(2)用绝缘电阻表或欧姆表检测继电器线圈的电阻,电阻值应在正常范围之内。五、制动液及其更换(一)对ABS制动液的要求ABS工作时,要以7~8次/s的频率进行减压、保压、增压的循环动作。因此,对制动液的要求比普通制动系统的要求要更高。具体要求如下。(1)沸点要高,不低于260℃,保证制动液不会产生“气阻”。(2)运动黏度要低,保证ABS工作时,“减压—保压—增压”循环动作反应及时。(3)对金属、橡胶无腐蚀性。(4)能长期保存,性能稳定,在使用中,高、低温频繁变化时其化学性能应无大的变化。(5)吸湿沸点要高,吸湿沸点是指制动液在吸湿率为3.5%时的沸点。(二)制动液的更换以乙二醇为基液的DOT3和DOT4制动液,是一种吸湿性较强的液体,一年的吸湿率可高达3%。不同的使用条件和环境吸湿率不同。当制动液含有水分