0607圣达菲培训教材制动系统5

1、,制动系统,ABS&TCS,1.一般事项,2.构成,3.控制(ABS,TCS,EBD,警告灯),4.故障诊断,制动灯开关,轮速传感器,自诊断-K,电源,ABS&EBD警告灯,ECU,ABSECU输入输出信号,G传感器,ABS&TCS构成,1.轮速传感器,3.ABS&TCSECU,4.油压控制模块,5.TCSOff开关,6.警告灯&指示灯,2.G传感器,轮速传感器,轮速传感器,最小P-P电压150mv以上时ABS工作(7Km/h以下),轮速传感器波形,轮速传感器正常波形(20Km/h),轮速传感器正常波形(50Km/h),轮速传感器,项目,电阻,最小P-P电压,齿数,间隙,前轮,1,385110

2、,130mV,47T(101mm),0.30.9mm,后轮,1,385110,130mV,47T(64mm),0.30.9mm,4WD的ABS控制是利用G-传感器的信号来解决路面磨擦系数变化时产生的轮胎早抱死,反应迟缓的问题.G-传感器信号每7毫秒获得一次,然后进行筛选.与2WD相比,ABSCM利用磨擦系数变化(高,中,低)来计算详细的参考车速,并控制制动系统.,一般规格,G-传感器的特点,G传感器的作用中央差速器将AWD(全轮驱动)/4WD车辆的四个轮子连接,所以发动机制动会影响所有轮子。因此,一旦AWD车辆的任一车轮发生抱死,抱死的车轮上的控制扭矩就分配给其他车轮,使所有车轮的实际转速一致

3、.因为从四个ABS传感器传到ABSCM的信号很接近,由ABSCM计算出的参考车速小于实际车速,所以将这个计算结果作为ABS控制的基本值,会产生错误,从而增加车轮抱死的危险性.为解决以上所述的问题,AWD车辆配备了G传感器.用来确定车轮与路面之间的摩擦.例如,如果在冰面上驾驶员猛踩制动踏板会使所有车轮抱死,G-传感器的特点,G传感器的作用车辆滑行,G传感器数值(减速)会降低.因此ABSCM能根据较低的G传感器数值判定所有车轮有抱死趋势.另外一种情况,即使因为一个或两个车轮抱死使所有车轮的速度都降低,如果G传感器数值保持较高,ABSCM仅根据轮速信号纠正参考车速.因此,ABS控制将更精确.,G-传

4、感器的特点,G-传感器的特点,当驾驶4WD车辆时，四个轮子都机械锁止，因此在许多情况下,所有车轮轮速以几乎同样的速度降低.在低(摩擦)路面驾驶时，这种现象更加明显,因此ABS控制变得不稳定。为防止这种现象发生，需安装G传感器。根据该信号，ABSCM判定车辆正在低路或高路面,从而改变ABS工作逻辑。小(或大)G制动G值低(或高)检测低(或高)路ABSCM提前(或延迟)以减少液压车轮锁止延迟(或提前)制动距离增加(或减小)。,4WD车辆的G传感器的作用,抱死轮胎的控制扭矩分配给其他车轮,使所有车轮的实际转速一致.,G-传感器的特点,按照箭头标记朝前的方向安装G传感器.,前,箭头标记,俯视图,安装位

5、置,G-传感器的特点,G-sensor,123,1:Vin(传感器输入)2:Vout(传感器输出)3:GND(仅与ABSCM连接),在G传感器上连接T-连接器,并检测电压打开IGON,检测平面上G传感器的输出电压*标准电压:2.5V3.快速向前或向后倾斜传感器的时候测量电压.确定输出电压变化是否正常.*有关传感器输出电压特性,参照下一页的图表,传感器检测,G-传感器的特点,输出特性,0,+7.35,+9.80,+14.7,-7.35,-9.80,-14.7,0,+0.75,+1,+1.5,-1.5,-1,-0.75,0,48.6,90,-48.6,-90,Acceleration(m/s2),

6、Acceleration(G),Angle(),(-G),(+G),减速,加速,Vout(V),4.00,3.50,3.25,2.50,1.75,1.50,1.00,静态特征,G-传感器的特点,G传感器,ABS&TCSECU的功能,1.ABS控制,2.TCS控制,BTCS(Brake控制),3.EBD控制,4.其他控制,警告灯控制FailSafe控制Relay控制,油压控制模块外观,1.ABS警告灯,2.TCSOff&警告灯,3.TCS工作指示灯,4.EBD(P/Brake)警告灯,3,2,H,E,F,4,P,R,N,D,3,2,L,000000,000000,1,1,1,警告灯&指示灯,1.

7、ABS控制原理,2.ABS控制(常规,保压,减压,增压模式),ABS控制,ABS把轮胎和路面间的摩擦系数控制在最佳范围内,A:高摩擦系数制动力特性曲线B:高摩擦系数侧向摩擦力特性曲线A:低摩擦系数制动力特性曲线B:低摩擦系数侧向摩擦力特性曲线,0.20.40.60.81.0,ABS操作范围,稳定不稳定,操作范围,摩擦系数,滑移率,ABS的原则,滑移率=(V-VWL)/V100V:车体速度VWL:轮速,100%轮胎完全锁止状态,0%轮胎自由滚动状态,最佳制动效果滑移率1030%,1.ECU一体式,2.N.O,N.C电磁阀,3.TC,HS电磁阀(仅TCS),4.HPA,LPA,油压控制模块内部构造

8、,油压控制模块内部(仅ABS),HU构成部件,NOsolenoidvalve通常接通制动总泵和制动轮泵之间的油路，ABS控制(dump&holdmode)时切断制动轮泵上压力。Novalve内的单向阀（checkvalve）启加快回油速度的作用。,NOsolenoidvalve,NCsolenoidvalve通常切断制动轮泵和LowPressureAccumulator间的油路，ABS工作中Dumpmode模式时打开油路让轮泵里的油压通过LPA回到制动总泵。,NCsolenoidvalve,HU构成部件,Motorpump,ABS工作时吸入LPA里的低压制动液后向HighPressureAcc

9、umulator输送高压制动液。,LowPressureAccumulator,Dumpmode工作时打开NCvalve(outletvalve)暂时储存轮泵里的制动液，向PumpMotor提供制动液。,HU构成部件,HighPressureAccumulator,储存高压制动液。HPA又启dampingchamber作用，通过容器内的油压储存吸收电动泵工作时的油压变化，减少ABS工作时的踏板震动感。HPA出口处的吼管（Orifice）启减少液体流动时产生的噪音作用。,HU构成部件,ABS控制(常规模式),N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,OFF,OFF,OFF,SOLENO

10、IDVALVE,PUMPMOTOR,N.O,N.C,P,M.C,F.L,R.R,N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,P,M.C,F.L,R.R,ABS控制(保压模式),ON,OFF,OFF,SOLENOIDVALVE,PUMPMOTOR,N.O,N.C,N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,P,M.C,F.L,R.R,ABS控制(减压模式),ON,ON,SOLENOIDVALVE,PUMPMOTOR,N.O,N.C,ON,N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,P,M.C,F.L,R.R,ABS控制(增压模式),OFF,OFF,ON,SOLENOIDV

11、ALVE,PUMPMOTOR,N.O,N.C,P,TCS控制,1.TCS种类,2.油压控制模块内部,3.TCS控制(常规,增压,保压,减压模式),TCS种类,1.BTCS,2.FTCS,制动力控制,综合控制(发动机,自动变速器,制动系统),描述,BTCS(制动牵引力控制系统),SM车辆采用了BTCS(BrakeinterventionTractionControlSystem)制动牵引力控制系统。BTCS系统是通过对驱动轮的制动扭矩控制，提高车辆的加速性能和稳定性。加速的时候发动机扭矩过多的发动机扭矩使驱动轮容易打滑，轮速传感器检测到驱动轮打滑时通过对驱动轮分泵增压，防止驱动轮打滑。这时TC阀

12、关闭，驱动电动泵，用电磁阀控制制动分泵的油压，防止驱动轮打滑，得到最佳的牵引力和车辆稳定性。,安全概念,BTCS的结构和ABS一样,是由控制模块连续进行监测的。BTCS阀与油路连接在一起，这样可以实现非驱动轮的控制。为防止TCS作用造成制动器温度过高，在驾驶时当制动器温度超出某一极限，BTCS作用将会切断.,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS原理,在冰雪等低摩擦路面,车辆的加速度取决于在路面和轮胎之间的摩擦力。发动机的扭矩大部分作为牵引力使用，过多的扭矩使驱动轮发生不必要的滑动。如下图所示，驱动轮的过量滑动导致牵引力系数和侧向力系数减小,从而破坏驱动力和车辆稳定性。因此，TCS控制的目的就

13、是通过控制驱动轮的滑移率来提高车辆牵引力和稳定性.滑移率为:(VwVv)/Vw100(%)(Vw:轮速,Vv:车速),BTCS(制动牵引力控制系统),根据滑移率计算的牵引力和侧向力特征,TCS原理,摩擦系数(),BTCS(制动牵引力控制系统),TCS控制类型,为减少车辆在低摩擦路面起步和加速时打滑,使用ETCS控制发动机扭矩,BTCS控制制动力.最近的FTCS,即ETCS和BTCS的综合,正得到越来越多的应用.ETCS:发动机扭矩控制-直接控制类型:节气门控制-间接控制类型:点火时刻控制,喷油控制:为减少成本在大部分车辆综合为一体(TCSCM和ECM之间必需的通讯线路)BTCS:制动力控制:每

14、个驱动轮独立控制FTCS:ETCS+BTCS,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS控制方式,BTCS，根据滑移率和车轮加速度倾向控制制动力，如图所示,它对轮胎类型和路面的特征是非常敏感的。所以，应使用滑移率和车辆加速度控制参数以达到理想的牵引控制。当滑移超过预定值时,BTCS就开始产生驱动轮的制动力.在TCS控制期间，滑移率和驱动轮的加速度变化与参考设定值相比较，通过调整制动时间可得到理想的牵引力。否则，在湿滑路面，如果车速和驱动轮速之差超出预定值，TCS开始控制，制动力大小取决于驱动轮的滑动和加速度。,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS控制方式,轮胎和路面间的滑移率特征,摩擦系数(),

15、BTCS(制动牵引力控制系统),TCS控制方式,a:驱动轮加速度a1:加速度最高值a2:加速度最低值,s:预滑移率s1:滑移率最大值s2:滑移率最小值,BTCS(制动牵引力控制系统),基于滑移率和加速度的压力控制模式,以上表格显示的是通过滑移率和加速度来控制制动力,TCS控制方式,BTCS(制动牵引力控制系统),油压图,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS的特殊构造,通常，该阀门处于常开状态，M/C的制动力可以通过TC阀门用于各个车轮。当驱动轮发生滑转时，TC阀门是闭合的，电机产生的制动力作用于其他车轮.电机压力过大时通过TC阀门里面的减压阀，压力回到总泵一侧。,TC(牵引力控制)阀:2EA

16、,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS的特殊构造,TCS工作期间,制动总泵里的油通过HSV提供电机.制动时该阀是关闭的.,HSV(HydraulicShuttleValve):2EA,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS的作用,由于4WDSMBTCS的所有车轮都是驱动轮,每个轮都受控于BTCS.1)控制频率:7msec2)BTCS控制阶段:-阶段0:BTCS以外-阶段1:压力增加-阶段2:压力不变-阶段3:压力下降-阶段4:压力不变-阶段5:压力增加3)控制因素:轮速,车轮加速度或减速度,打滑,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS的作用,4)BTCS的基本控制基本控制的实例在下一页阶段0

17、阶段1:检测车轮打滑趋势阶段1-阶段2:减少车轮打滑趋势.阶段2-阶段3:车轮打滑时车速或转动减少阶段3-阶段4:轮速在打滑极限范围内阶段4阶段5:车轮加速度超过极限,车轮打滑也超过极限以上步骤重复控制车轮,根据低摩擦标准修正打滑极限以得到最大加速度,BTCS(制动牵引力控制系统),TCS的作用,a.正常制动(在BTCS之外),在正常行驶条件下,TC阀(常开)是总泵和各分泵间的通道.踩下制动踏板,制动力通过NO-TC阀传给各个分泵,所有油压控制模块里的电磁阀不工作。即使TCS出现故障,也不会影响制动作用,BTCS(制动牵引力控制系统),a.正常制动(在BTCS之外),BTCS(制动牵引力控制系

18、统),TCS的作用,b.压力增加(BTCS控制),:一旦TCS工作,NO-TC阀就切断总泵和电机分泵之间的通道进油阀保持打开,把分泵的制动力传给打滑的的车轮分泵.,BTCS(制动牵引力控制系统),b.压力增加(BTCS控制),BTCS(制动牵引力控制系统),TCS的作用,c.压力不变(BTCS工作),:当车轮打滑趋势减小时,进油阀关闭以防止车轮压力增加.TCS控制电机泵进行工作,一旦分泵的制动力太大,则制动力通过TC阀的减压阀回到总泵.,BTCS(制动牵引力控制系统),c.压力不变(BTCS控制),BTCS(制动牵引力控制系统),TCS的作用,d.压力减少(BTCS工作),:当车轮加速度在极限

19、范围内,车轮转动也减小到滑移极限范围内时,制动力将减小,以获得合适的牵引力.出油阀打开以释放制动力,进油阀关闭以防止分泵的压力增加.,BTCS(制动牵引力控制系统),d.压力减少(BTCS控制),BTCS(制动牵引力控制系统),TCS警告灯,1.SM警告灯电路(TCS警告灯),当接地端子断开,接地的17号关闭.如果开路或主要连接器断开,TCS警告灯亮.,BTCS(制动牵引力控制系统),油压控制模块内部(TCS),1.NO,NC,LPA,HPA,与ABSHU同样,N.O,N.C,N.O,N.C,P,LPA,P,M.C,T.C,F.L,R.R,H.S,TCS控制(常规模式),OFF,OFF,OFF

20、,电磁阀,电机泵,N.O,N.C,TC阀,OFF,TCS控制(增压模式),N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,P,M.C,T.C,F.L,R.R,H.S,OFF,OFF,ON,电磁阀,电机泵,N.O,N.C,TC阀,ON,N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,P,M.C,T.C,F.L,R.R,H.S,TCS控制(保压模式),ON,OFF,ON,SOLENOIDVALVE,PUMPMOTOR,N.O,N.C,TCVALVE,ON,N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,P,M.C,ON,ON,ON,SOLENOIDVALVE,PUMPMOTOR,N.O

21、,N.C,TCVALVE,ON,T.C,F.L,R.R,H.S,TCS控制(减压模式),EBD(ElectronicBrake-forceDistribution),1.EBD的说明,2.前后轮的制动力分配,3.EBD模式(减压模式),4.EBD效果,5.EBDFail,EBD的说明,3.随摩擦系数的变化需要改变后轮制动力的减压率,Proportioningvalve是机械式后轮制动力分配装置。它与后轮滑移率无关，始终在已设定的一定压力下启作用。因此无法感应乘车人员或载重变化时产生的路面和轮胎间的摩擦力及滑移量的变化。所以无法得到最佳的制动效果。EBD(ElectronicBrake-forc

22、eDistribution)是为了解决以上问题ABS在Normalbrake工作领域时为了防止Rearwheel滑移率超过Frontwheel的滑移率在ABSControlmodule里控制Rearwheel的Inletsolenoidvalve(normalopen)。,EBD(ElectronicBrake-forceDistribution),效果1.提高通常制动效果2.AdhesionUtilization(路面及载重变化时制动力调整功能)3.DrivingStability(转向制动时后轮制动力独立控制)4.其它效果-减少Frontpad磨损-减少制动系统部件热变形5.减少费用:EBDFail时失去后轮制动力控制。,EBD(ElectronicBrake-forceDistribution),前后轮制动力分配,FrontBrake,前后轮分配线,RearBrake,N.O,N.C,N.O,N.C,P,HPA,LPA,ON,ON,OFF,SOLENOIDVALVE,PUMPMOTOR,N.O,N.C,P,M.C,F.L,R.R,只控制RearValve,P,FrontBrake,RearBrake,EBD模式(减压模式),EBDFail,系统,警告灯,ABS,EBD,ABS,EBD