第8章--汽车防滑控制系统

1、第8章 汽车防抱死制动系统,学习目标 了解汽车防抱死制动系统的作用； 掌握防抱死制动系统的基本原理、各种类型防抱死制动系统的结构和性能特点； 掌握防抱死制动系统压力调节的基本方式； 掌握防抱死制动系统传感器、控制器、执行器的工作原理和特性。 了解汽车驱动防滑转系统(ASR)的作用； 了解实现ASR的途经，以及ASR与ABS之间的差异； 掌握ASR的基本原理、特性、结构特点等。,作 业,P234：2、3、5、6、9、12、13,8.1 概述,汽车侧滑是导致车辆失控的主要原因。 统计资料表明： 车速80100km/h时，车祸的40%与侧滑失控有关； 车速超过160km/h时，几乎100%车祸与侧滑

2、失控有关； 为了防止侧滑，汽车底盘出现了各种控制系统： 汽车防抱死系统（ABS）、驱动防滑系统（ASR）、稳定性控制系统等,制动防抱死系统的优点： 1.改善了汽车制动时的方向稳定性 2.缩短了制动距离 3.增加了汽车制动时的转向操纵能力 4.减少了轮胎磨损,8.2 汽车防抱死制动系统,一、制动防抱死的基础理论 1.汽车的制动性 制动性：汽车在行驶过程中，强制地减速以至停车且维持行驶方向稳定性的能力。 评价制动性能的主要指标： （1）制动效能汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力。 即：汽车以一定的初速度制动到停车所产生的： 制动距离 制动时间 制动减速度,（2）制动时的方向稳定性汽车在制动时仍能

3、按指定方向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力。,点击播放,2.汽车制动时车轮受力分析,Fz 法向载荷 Fx 地面制动力 Fj 惯性力 Fxmax 地面最大制动力 附着系数,汽车的制动力是来自地面与轮胎之间的摩擦力，因此具有一般摩擦力的特性。 当汽车惯性力较小时，Fx可随惯性力Fj 的增大而增加； 当汽车惯性力达到一定数值后， Fx达到极限值，将不再继续增大。,当车辆紧急制动时，地面制动力一般都将达到极限，所以极限制动力对制动效果产生决定性影响。 紧急制动情况下，若欲缩短制动距离，须设法增大Fx，由于Fz 不会改变，只有提高附着系数来实现。 1）制动过程中车轮的三种运动状态 第一阶

4、段：纯滚动，路面印痕与胎面花纹基本一致。车速 V = 轮速V 第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。车速 V 轮速V 第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。轮速V = 0,汽车制动时运动状态的变化,制动时车轮运动状态的变化,2）附着系数的影响因素：滑动率S V：车速； V：轮速； r ：车轮半径；：车轮角速度 S越大，抱死程度就越大。 S=0，纯滚动； S=100，纯滑动。 刹车时： 纵向附着系数：车前进方向的附着系数。用来产生制动力。 横向附着系数：横向方向的附着系数。用来防止侧滑的力。,为什么？,3）附着系数与滑移率 S 的关系： 纵向附着系数：最大值出现在 S =1

5、5% 20%之间。 横向向附着系数：最大值出现在S=0%。 随S增大逐渐减为0。,当S=100%时, = 0; 车轮无法从地面获得横向摩擦力。 结论：将滑移率S=20%左右，可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附着系数，是最理想的控制效果。,3.理想的制动控制过程,（1）制动开始时，让制动压力迅速增大，使S上升至20%所需时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。 （）制动过程中： 当S上升稍大于20%时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，使S迅速下降到20%； 当S下降稍小于20%时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，使S迅速上升到20%。 如此循环将S控制在20%附近。,实现S=20%的控

6、制方法： 车轮在制动过程中，以1520 次/秒的频率进行增压、保压、减压的不断切换，使S稳定在20%。 4.汽车防抱死系统（ABS）的功用 ABS的功用：使制动过程接近于理想制动过程。 即：汽车制动时，将车轮滑动率S控制在S=20附近，使汽车获得较高的制动效能和制动时的方向稳定性。,二、ABS的基本组成与工作原理,1、传统制动系统工作原理,由制动主缸、制动轮缸、制动管路等组成。,2、ABS的基本组成与工作原理,ABS是在传统制动基础上，增设制动力调节系统构成。 制动力调节系统组成： 车轮轮速传感器 电控单元（ECU） 制动压力调节器 ABS警告灯 这些装置用来确保制动过程中车轮始终不抱死，车轮

7、滑动率处于合理范围内。,组成：由基本制动系统和制动力调节系统组成。 具体由：(制动主缸、制动轮缸、制动管路)、(车轮轮速传感器、电控单元ECU、制动压力调节器、ABS警告灯) 等组成。,工作原理: ABS控制过程实际上就是利用制动力调节系统对制动管路油压高速地进行“增压一保压一减压”的循环调节过程。,三、ABS控制参数,有两种参数控制法：车轮滑动率、车轮角加速度。 1、以车轮滑动率为控制参数 原理：根据车速和车速传感器的信号计算车轮的滑移率作为控制制动力的依据。 S高于设定值，ECU就会输出减小制动力信号，并通过制动压力调节器减小制动压力； S低于设定值时，ECU就会输出增大制动力信号，并通过

8、制动压力调节器增大制动压力，将滑移率控制在设定范围内。 已有用多普勒雷达测量车速的ABS，价格高。,2、以车轮角加速度为控制参数 通过角加速度来间接控制滑移率。 原理：ECU根据车轮的车速传感器信号计算车轮的角加速度作为控制制动力的依据。 ECU中设置合理的角加速度、角减速度门限值。 制动时，当车轮角减速度达到门限值时(将抱死)，ECU输出减小制动力信号； 当车轮转速升高至角加速度门限值(未抱死) ，ECU输出增加制动力信号。,3、ABS控制系统的几点说明 (ABS的共性),1、ABS是在常规制动基础上工作，制动中车轮未抱死时，与常规制动相同；车轮趋于抱死时，ABS才工作。 2、ABS工作的汽

9、车车速必须大于一定值（如5km/h）才起作用，若低于该车速，制动时按常规制动，车轮仍可能抱死。 3、 ABS出故障，ECU自动关闭ABS，同时ABS警告灯点亮并存储故障码，但常规制动系统仍可正常工作。 4、常规制动系统出故障，ABS随之失去控制作用。,四、ABS的控制方式,控制通道：能够独立进行制动压力调节的制动管路。 分类：,控制形式,独立控制,按高选原则同时控制,按低选原则同时控制,控制通道数目,四通道,三通道,二通道,单通道,两个概念,按高选原则同时控制：对两个车轮实施同时控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行的制动压力调节。 按低选原则同时控制：对两个车轮实施同时控

10、制时，如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行的制动压力调节。,四传感器四通道ABS控制,（1） H型双制动管路系统 特点： 采用四个通道，前后轮共用一条制动管路；每个轮都独立控制；采用4个轮速传感器。,(） X型双制动管路系统,轮速传感器,轮速传感器,轮速传感器,轮速传感器,制动压力调节器,制动压力调节器,制动压力调节器,制动压力调节器,特点：左右后轮不共用一条制动管路；每个轮都独立控制；采用4个轮速传感器。,四通道ABS的特点,1、独立控制 2、最大程度地利用附着力 3、易制动跑偏 很少采用,2三通道ABS控制,（1）四传感器三通道控制 特点：采用三个ABS制动管路，后轮共用一条

11、制动管路；每个轮都独立控制；采用4个轮速传感器。,（2）三传感器三通道控制 特点：采用三个ABS制动管路，后轮共用一条制动管路；每个轮都独立控制；采用3个轮速传感器。,三通道ABS的特点,1、对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮按低选原则同时控制。 2、充分利用前轮附着力 3、制动距离短 4、方向稳定 实际中广泛采用,3二通道ABS控制,特点：采用两个ABS制动管路。,二通道ABS的特点,1、对于前轮驱汽车，后轮制动力小。 2、对于后轮驱汽车，后轮易抱死。 3、方向稳定差。 很少采用,4单通道ABS控制,特点：采用一个ABS制动管路。,单通道ABS的特点,1、结构简单、成本低。 2、制动距

12、离长。 3、转向操作能力差。 轻货车广泛应用,8.2.1 防抱死制动系统的元件及工作原理,一、轮速传感器,作用：测量车轮的旋转速度。 组成：由传感器头、齿圈组成。 传感头被线圈包围直接安装于齿圈上方。 极轴同永磁体相连接，磁体的磁通延伸到齿圈并与它构成磁路。,工作原理： 齿圈随车轮转动时，齿顶和齿隙轮流交替对向极轴，使磁电传感器中磁路的磁通发生变化，从而切割线圈产生交流电，交流电的频率随齿圈转速的快慢而变化。根据交流电的频率，ECU就能计算出车轮的转速。,轮速传感器的工作过程,点击播放,轮速传感器实物图,安装位置,1）、一般前轮传感器头被固定在车轮转向架上，齿圈安装在轮毂上与车轮同步转动； 2

13、）、后轮上的传感器头被固定在后车轴支架上，齿圈安装在驱动轴上与车轮同步转动。,花冠轿车右前轮轮速传感器安装位置示意图,补充：加速度传感器,有些新设计的ABS系统采用了加速度传感器，对车轮转速计算出来的车速进行补偿，使制动时滑移率的计算更加精确。,加速度传感器原理简介,水银型：当汽车制动时，足够大的减速度力将水银上抛，接通电路，给加速度信号。 摆型：摆动板（遮光板）两面分别装有两个信号发生器，当汽车制动时，摆动板摆动信号发生器产生通（）或断（）的脉冲信号。根据通、断变换的速率就能计算出加速度来。 应变仪型：当汽车制动时，悬架减速度产生的惯性力使半导体应变片发生弯曲变形，使其电阻变化，引起动态应变

14、仪输出电压的变化；加速度越大，惯性力越大，输出电压越高。,二、制动主缸,单腔式制动主缸工作原理视频,三、液压式制动压力调节器,功用：接收ECU的指令，通过电磁阀的动作来实现对制动泵的增压、保压、减压控制。 组成：主要由电磁阀、液压泵、储液器等组成。 安装位置：串联在制动主缸和制动轮缸之间。,类型： 循环调压式、 变容积调压式。 循环调压式：电磁阀直接控制轮缸制动压力。 应用：博世ABS、丰田凌志LS400。 变容积调压式：电磁阀间接控制轮缸制动压力。 应用：本田车系。,制动压力调节器,1、循环式制动压力调节器,特点：是在制动总缸与轮缸之间串联一个电磁阀，直接控制轮缸的制动压力。,组成：电磁阀、

15、回油泵、储液器等组成。 电磁阀作用：由电磁阀的通断来控制油路的压力。 回油泵作用：电磁阀在减压时，从制动轮缸流出的制动液泵回制动主缸。 储液器作用：电磁阀在减压时，从制动轮缸流出的制动液由储能器暂时储存，然后由回油泵泵回制动主缸。,单缸循环式ABS控制系统组成示意图,制动压力调节器组成示意图,（1）电磁阀 类型： 三位三通电磁阀（3 /3电磁阀）、2/2电磁阀等多种类型。 三位三通电磁阀：可动铁芯能移到三个位置、对外有三个接口的电磁阀。,三位三通电磁阀组成：由一个线圈、进液阀、回液阀、衔铁套筒、主弹簧、副弹簧等组成。,工作原理：线圈未通电时：在主弹簧张力作用下，进液阀打开，回液阀关闭，进液口与

16、出液口保持畅通。（用来增压） 线圈通入小电流(2A)时：电磁吸力小，衔铁上移量少，但能适当压缩主弹簧，使进液阀关闭，放松副弹簧，回液阀仍关闭。（用来保压 ） 线圈通入大电流(5A)时：电磁吸力大，衔铁上移量大，同时压缩主、副弹簧，使进液阀关闭，回液阀打开。（用来减压）,小电流,（2）储液器,作用：用来接纳ABS减压过程中，从制动分泵回流的制动液；还对回流制动液的压力波动具有一定的衰减作用。 组成：缸体、活塞、弹簧。 原理：减压时，回流的制动液压缩活塞克服弹簧张力下移，使容积增大，暂时存储制动液。,（3）回油泵,组成：由直流电动机、柱塞泵组成。 柱塞泵：由柱塞、进出液阀、弹簧组成。,原理：当AB

17、S减压时，ECU控制直流电动机运转，电机带动凸轮转动，凸轮驱动柱塞在泵筒内上下移动。 柱塞上行时：具有一定压力的制动液进入柱塞泵筒。 柱塞下行时：压开进液阀及泵筒底部的出液阀，将制动液泵回到制动总泵出液口。,（4）循环式ABS制动过程 1）建立油压过程 未踩制动踏板时：液压泵不工作，电磁阀不通电。 踩制动踏板时：,开启,关闭,关闭,回油泵不工作,电磁阀不通电,电磁阀 （三通三位）,制动器,轮速传感器,制动主缸,液压泵,储液器,关闭,关闭,管路油压增大，车轮开始制动。,2）保压过程 当制动较快时，ECU给电磁阀线圈通电（小电流），,关闭,电磁阀 （三通三位）,制动器,轮速传感器,制动主缸,液压泵

18、,储液器,关闭,关闭,回油泵不工作,电磁阀通电(小电流),关闭,阀杆上移，油压不再增加。,3）减压过程 若ECU判断减速仍太快，控制电磁阀通更大电流，电磁阀进一步提升，打开旁通道，控制液压泵工作，制动液经储液腔和回油泵流回主缸。,开启,回油泵工作,电磁阀通电(大电流),4）增压过程 若车轮速度又增大过快，ECU控制电磁阀断电，液压泵不工作。液压油流向制动器，车轮又开始制动。,电磁阀 （三通三位）,制动器,轮速传感器,制动主缸,液压泵,储液器,关闭,关闭,开启,关闭,回油泵工作,电磁阀通电(大电流),回油泵不工作,电磁阀断电),开启,关闭,循环式ABS制动过程演示,（视频）,2、变容积式制动压力

19、调节器,特点： （1）通过专用的压力调节缸改变制动管路容积，间接控制制动轮缸压力，实现增压保压减压的循环调节。 （2）控制液压油路和ABS控制的制动液油路是相互隔开的。,隔离阀,制动主缸,储油罐,制动踏板,进液阀,高压储能器,单向阀,油泵,储液罐,回液阀,调压缸,制动轮缸,调压活塞,调压缸,组合电磁阀,组成：,高压储能器,油泵,进液阀,储液罐,回液阀,制动踏板,制动主缸,储油罐,隔离阀,调压活塞,制动轮缸,两个2/2电磁阀组成,调压缸结构,隔离阀,活塞,控制弹簧,三个通口,制动总泵通口；,制动分泵通口；,控制液压通口；,调压缸,活塞在控制弹簧张力作用下，将隔离阀顶开。,（1）调压缸,组合电磁阀

20、结构,回液电磁阀： 平时常开，通电关闭。,进液电磁阀： 平时常闭，通电打开。,两个电磁阀,控制三个通口,高压储能器通口；,储液罐通口；,调压缸通口。,（2）组合电磁阀,电动增压泵,高压储能器,压力控制开关,（3）电动增压泵和高压储能器,电动增压泵上设有两个控制开关：,压力警示开关,（3）电动增压泵和储能器,电动增压泵结构,直流电动机,储能器结构,电 动 机,柱塞,出液阀,进液阀,活塞、弹簧,高压储能器,储液罐,驱动凸轮,活塞,弹 簧,柱塞式泵体 柱塞、进液阀、出液阀,驱动凸轮,工作原理,柱塞,电动机,进液阀,出液阀,高压储能器,凸轮,直流电动机通电转动，驱动凸轮压动柱塞下移，进、出液阀打开，控

21、制液被泵入储能器，其压力随之升高。,压力控制开关,当压力低于15 Mpa时，开关闭合，增压泵工作。,作用：监测高压储能器内控制液压力。,当压力达到18 Mpa时，开关断开，增压泵停止工作。,高压储能器,压力控制开关,电机,泵 体,组成：一对开关触点，控制电动增压泵工作。,（4）压力监测开关（压力控制、压力警示）,储液罐,制 动 警 示 灯,ABS警示灯,压力警示开关,作用：监测储能器内控制油液压力。,两对开关触点,一对常闭：控制ABS警示灯 一对常开：控制制动警示灯,组成：,原理：储能器内压力低于规定值,常开触点闭合,点亮红色制动警示灯； 同时,常闭触点断开,该信号送给ECU，ECU关闭ABS

22、,并点亮ABS警示灯(黄褐色).,(5)变容积式制动压力调节器工作过程,1）踏下制动踏板常规制动,进液阀断电关闭，回液阀断电打开。 调压缸活塞在弹簧作用下上移，将隔离阀顶开。 制动分泵压力，将随制动踏板力增大而增大。,高压储能器,增压泵,进液阀,储液罐,回液阀,制动踏板,制动主缸,储油罐,隔离阀,调压活塞,制动轮缸,调压缸,ECU对两个电磁阀同时供电，进液阀打开，回液阀关闭。 高压液经进调压活塞缸，活塞下移，隔离阀在弹簧作用下关闭。 调压缸容积增大，制动分泵制动液流入调压缸，制动压力减小。 （减压）,2）ABS工作（S20%） 减压,高压储能器,增压泵,进液阀,储液罐,回液阀,制动踏板,制动主

23、缸,储油罐,隔离阀,调压活塞,制动轮缸,调压缸,3）ABS工作（趋近于20%）保压,进液阀断电关闭，回液阀通电关闭。 调压缸活塞位置保持不变，制动分泵制动液压力不变。（保压）,高压储能器,增压泵,进液阀,储液罐,回液阀,制动踏板,制动主缸,储油罐,隔离阀,调压活塞,制动轮缸,调压缸,4）ABS工作（S20%）增压,进液阀断电关闭，回液阀断电打开。 调压缸中高压油流入储液罐，压力减小。 调压缸活塞在弹簧作用下上移，容积减小，压力升高。,高压储能器,增压泵,进液阀,储液罐,回液阀,制动踏板,制动主缸,储油罐,隔离阀,调压活塞,制动轮缸,调压缸,单向阀被推开，制动压力随主缸的压力增大而增大。 （增压

24、）,5）油泵工作,由高压储能罐压力决定,与制动过程无直接关系。 当压力低于15 Mpa时，压力控制开关闭合，油泵工作。 当压力达到18 Mpa时，压力控制开关断开，油泵停止工作。,高压储能器,增压泵,进液阀,储液罐,回液阀,制动踏板,制动主缸,储油罐,隔离阀,调压活塞,制动轮缸,调压缸,四、ABS电控制系统,汽车防抱死制动系统（ABS）的电控系统主要由三部分组成：,传感器 与 开关信号,电子 控制单元 （ECU）,执行器 或 执行元件,（1）电磁阀工作状态监测信号：用于提供电磁阀是否正常工作信号，若无该信号，ABS电控系统将自动停止工作。 （2）制动开关信号：用于启动ABS电控系统，随时进行对

25、制动中的车轮滑移率进行循环调节。 （3）回液泵工作状态监测信号：用于提供电动回液泵是否正常工作信号，若无该信号，ABS电控系统将自动停止工作。,2、常用的执行器,（1）电磁阀：执行ECU指令，对制动分泵制动液压力进行实施调节。 （2）回油泵继电器：控制回油泵的工作。 （3） ABS报警灯：高压储能器内的油液低时报警。 （4） 自检接口：故障诊断仪读取故障信息。,3、电控单元（ECU）,作用：接受由设于各车轮上的传感器传来的转速信号，经过电路对信号的整形、放大和计算机的比较、分析、判别处理，向ABS执行器发出控制指令。 功能：初始检测、故障排除、速度传感器检测、系统失效保护等功能。 组成：由硬件

26、、软件两部分组成。,安装位置：放置在乘客舱、行李舱或发动机罩内的隔离室中。 内部电路结构： 由输入电路、运算电路、输出电路、安全保护电路构成。,组成：输入电路由滤波、整形、放大电路组成。 功用：将轮速传感器产生的交变电压信号进行处理并将其模拟信号转换成数字信号，输入至计算电路。 输入电路同时还接收点火开关、制动开关、制动液位监测开关等外部信号，电磁阀继电器、电动回液泵继电器工作电路监测信号，并将这些信号处理后再送入计算电路。,(1) 输入电路,功用： 根据轮速传感器信号，计算出车轮瞬时速度、初始速度、滑移率等。 调节电磁阀控制参数的运算、监控运算，并将计算出的电磁阀控制参数输送给输出级。 （3

27、）输出级电路 将计算电路输出的控制数字信号转换成模拟信号，通过控制功率放大器驱动执行器（电磁阀）工作，完成对制动分泵制动压力调节任务。,（2）计算电路,4.安全保护电路,安全保护电路主要由以下几个基本电路组成：,主要功用有3点：,（1）电压转换功能：将12V或14V转换成ABS ECU内部工作所需的5V稳定电压。,电源监控电路,故障记忆电路,继电器驱动电路,ABS警告灯驱动电路,（3）记忆功能：当ECU检测到ABS电控系统出现故障时，将故障信息储存在存储器中，以便维修时调用。,（2）监控功能：电源电压过低、轮速传感器电压信号失常、计算电路、电磁阀控制电路有故障，使ABS停止工作，同时控制ABS

28、警告灯点亮。,（五）ABS的ECU控制过程,1.打开点火开关，ECU进入自诊断。 2.自检正常ABS等待工作。 3.制动防抱死控制过程。,1.打开点火开关，ECU进入自诊断 （1）ABS保护继电器线圈通电: ABS保护继电器开关闭合。 电流：从蓄电池“+” ABS保护继电器开关ECU端子1（12V电压） 触发自检。,(2)自检过程中，ABS警示灯亮 蓄电池“+”点火开关IG ABS警示灯ABS二极管电磁阀继电器常闭触点搭铁蓄电池“”。 ABS警示灯亮。灯亮后可能出现两种情况： 灯亮3-5秒后熄灭，说明系统正常； 灯亮3-5秒后不熄灭，说明系统有故障，ECU关闭ABS，仅保持常规制动。,2.自检

29、正常ABS等待工作 自检中ABS没有故障，ECU端子27将与搭铁连通，电磁阀继电器线圈有电流流过： 蓄电池“+”ABS保护继电器电磁阀继电器线圈ECU端子27搭铁蓄电池“”。 由于线圈通电，铁芯产生吸力，常闭触点断开，ABS警示灯熄灭； 电磁阀继电器常开触点闭合，蓄电池电压作用在三个三位三通电磁阀线圈及ECU端子32。,3.制动防抱死控制过程 （1）车速超过8Km/h, 踩下制动踏板时 制动开关闭合； 蓄电池电压送至ECU端子25，ECU获知汽车进入制动状态。 ECU将根据各轮速传感器输入的电压信号对车轮运动状态进行监测。,（2）制动中，各车轮滑移率均小于20%时 （增压） ECU端子2、35

30、、18均开路，三个电磁阀线圈中均无电流通过； 各制动分泵制动液压力将随制动总泵输出制动液压力的变化而变化-增压。,（3）制动中，某一车轮滑移率接近20%时 (保压) ECU对其相应电磁阀线圈通电,电流较小(2A),关闭制动液进液口； 回液口仍然关闭，使其制动分泵油液压力保持不变-保压。 ECU端子32接收电磁阀线圈工作电压，用于监测电磁阀线圈是否正常工作。,（4）制动中，某一车轮滑移率大于20%时 (减压) ECU对其电磁阀线圈通电电流较大（5A）； 进液口关闭，同时回液口打开； 其制动分泵制动液压力减小-减压。,减压过程的同时，ECU端子28搭铁接地，接通电动泵继电器线圈电路，触点闭合； 电

31、动回油泵通电转动，将制动分泵回流到储液器中的制动液泵回到制动总泵出液口。 电动泵转动的同时，蓄电池电压作用于ECU端子14，监测电动泵工作是否正常。,国内外主要ABS产品及主要技术特点,8. 2.2 典型的ABS控制系统,ABS型式各异，以下三个方面相同：,3.ABS都具有自诊断功能。一但发生故障，ABS自动关闭，同时ABS警告灯点亮。常规制动仍可正常工作。,1.制动过程中，车轮趋于抱死时，ABS才起作用，此前保持常规制动。 2.ABS工作车速必须达到一定值才起作用。,博世ABS,电磁阀：三位三通电磁阀,控制方式： 两前轮独立控制，两后轮按低选原则一同控制；,调压方式：循环式（流通式）,制动压

32、力调节器：分离式且独立安装；,1.结构特点,8. 2.2 典型的ABS控制系统,2.制动压力调节过程,（1）制动压力增大过程 踏下制动踏板，电磁阀的进液阀开启，回液阀关闭，各电磁阀将制动总泵与各制动分泵之间的通路接通。,制动总泵中的制动液将通过各电磁阀的进出液口进入各制动分泵。 各制动分泵的制动液压力将随着制动总泵输出制动液压力的升高而升高 - -增压。,（2）制动压力保持过程,当某车轮制动中，滑移率接近于20%时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通过较小电流（约2A），使电磁阀,的进液阀关闭（回液阀仍关闭），保证该控制通道中的制动分泵制动压力保持不变 - 保压。,（3）制动压力减小过程,当某车

33、轮制动中，滑移率大于20%时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通过较大电流（约5A），使电磁阀的进液阀关闭回液阀开启。制动分泵中的制动液将通过回液阀流,入储液器，使制动压力减小-减压。 与此同时，ECU控制电动泵通电运转，将流入储液器的制动液泵回到制动总泵出液口。,3. 电子控制系统控制过程,控制过程： （1）打开点火开关，ECU进入自检ABS保护继电器线圈通电,蓄电池电压(12V)经触点送至ECU端子1，触发自检，时间大约为35秒。 自检中，ECU端子27、28均未搭铁，电动泵继电器、电磁阀继电器常开触点均不闭合，电动泵及电磁阀均不工作。,()ABS警示灯亮,ABS警示灯亮后可能出现两种情况：

34、 灯亮35秒后熄灭，说明系统正常； 灯亮35秒后不熄灭，说明系统有故障，ECU关闭ABS，汽车仅保持常规制动。,(3)自检正常ABS等待工作 ECU端子27搭铁，接通电磁阀继电器线圈电路。,电磁阀继电器线圈通电，铁芯产生吸力，常闭触点(3087A)断开，ABS警示灯熄灭； 常开触点(3087)闭合，蓄电池电压作用在三个三位三通电磁阀线圈及ECU 端子32。,（4）制动防抱死调节过程 制动中，各车轮滑移率均小于20%时 ECU端子2、35、18均开路，三个三位三通电磁阀线圈中均无电流通过，各制动分泵制动液压力将随制动总泵输出制动液压力的变化而变化-增压。,制动中，某一车轮滑移率接近20% ECU

35、对其相应电磁阀线圈通电(2A)，使其制动分泵制动液压力保持不变-保压。 制动中，某一车轮滑移率大于20% ECU对其电磁阀线圈通电(5A)，使其制动分泵制动液压力减小-减压。,8.3 汽车驱动防滑转电子控制系统,8.3.1 概述,一、ASR系统的理论基础 1. ASR系统的理论基础 汽车驱动防滑控制（Anti Slip Reguliation）系统：简称ASR，是应用于防止汽车在起步、加速或在湿滑路面行驶时驱动轮滑转的电子控制系统。 汽车打滑：汽车的移动速度低于驱动轮轮缘速度的情况。 打滑出现的情况：1)汽车制动时车轮的滑移；2）汽车驱动时驱动轮的滑转。 ABS系统：防止制动时车轮的抱死而滑移

36、。 ASR系统：防止驱动车轮原地不动而不停地滑转。,驱动轮滑转率：,UL：驱动轮轮缘的速度； Ua：汽车车身速度，实际应用时常以非驱动轮轮缘速度代替。 当车身未动(Ua=0)而驱动车轮转动时，S=100，车轮处于完全滑转状态； 当UL=Ua时，S=0，驱动车轮处于纯滚动状态。,滑转率与纵向附着系数的关系：,（1）附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化； （2）在各种路面上， S=20%左右时，附着系数达到峰值； （3）上述趋势无论制动还是驱动几乎一样。,ASR系统作用：就是利用控制器控制车轮与路面的滑转率，防止汽车在行驶过程中打滑。 ASR系统的控制参数：驱动轮滑转率S。 滑动率S控制方法：根据

37、各车轮转速传感器信号，计算滑动率S，当S值超过预先设定的界限值时，电子控制器就会向ASR执行装置输出控制信号，抑制或消除驱动车轮上的滑转。,2、汽车防滑转控制系统常用控制方式,发动机输出功率控制、驱动轮制动控制、差速锁止控制、对发动机与驱动轮之间的转矩进行控制 等。 (1) 发动机输出功率控制： 当汽车起步、加速时，若加速踏板踩得过猛，时常会因驱动力超出轮胎和地面的附着极限，出现驱动轮短时间的滑转。 控制原理：ASR控制器控制发动机输出功率(减小)，以抑制驱动轮滑转。 常用方法：副节气门控制、燃油喷射量控制、延迟点火控制。,(2) 驱动轮制动控制： 针对单侧驱动轮打滑时。 控制原理：直接对发生

38、空转的驱动轮加以制动，使车轮的滑转率控制在目标值范围内。 这时，非滑转车轮仍有正常的驱动力，提高汽车在滑溜路面上的起步、加速的能力及行驶方向的稳定性。 常用方法：普遍采用ASR与ABS组合的液压控制系统，在ABS系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控制功能。 常作为第一种方法的补充，以保证控制效果和控制速度的统一。,(3) 差速锁止控制： 控制原理：通过调节防滑转差速器的锁止程度，调节传递给驱动轮的驱动力。 这是一种电子控制可变锁止差速器，也把它称作限滑差速器(LSD)控制。 一般不作为单独控制方式使用。 (4)对发动机与驱动轮之间的转矩进行控制： 控制原理：大多通过改变变速器传动比来改变

39、传递到驱动轮上的驱动转矩来实现的。 变速器控制反应慢、有突变，因此稳定性和牵引性较好，但舒适性很差，通常与其它控制方式联合使用。 一般不作为单独控制方式使用。,2.ASR系统与ABS系统的比较,（1）相同点 1) ABS与ASR均可以通过控制车轮的力矩来达到控制车轮滑动率目的； 2) ABS与ASR均要求系统具有迅速地反应能力和足够的控制精度； 3) 两种系统均要求调节过程尽可能小的消耗能量。 （2）不同点 (1)ABS对所有车轮实施调节，ASR只对驱动轮加以调节控制；,(2)ABS工作过程中，通常离合器分离、发动机怠速； ASR控制期间，离合器处于接合状态，发动机的惯性会对控制产生较大影响；

40、 (3)ABS工作过程中传动系振动较小，易控制，而在ASR控制过程中，传动系易产生较大振动； (4)ABS控制中各车轮间相互影响较小，ASR控制中两驱动轮问相互影响较大； (5)ASR是一个涉及制动控制、发动机控制和差速器锁止控制等的多环控制系统，因此其控制更加复杂。,8.3.2 ASR系统的结构与工作原理,一、ASR系统的结构与原理 1、ASR的基本组成 ECU：ASR电控单元 执行器：制动压力调节器、节气门驱动装置,传感器：车轮轮速传感器、节气门开度传感器、ASR选择开关等。,2、ASR的工作原理,1）车速传感器将驱动轮、非驱动轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。 2）ECU根据车速

41、传感器信号计算驱动轮的滑移率。 3）若滑移率超限，控制器根据节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等确定控制方式，输出控制信号，向各执行器发出指令，将驱动轮的滑移率控制在目标范围之内。,3、典型的ASR系统 （丰田凌志 LS400）,ASR执行器,ABS执行器,LS400轿车ABS/ASR元件布置图,4、ASR的电子控制单元（ECU）,作用：根据车轮转速信号发动机节气门开度信号等判断汽车的行驶状况，向制动执行器和副节气门执行装置发出控制指令，并可在系统出现故障时，记录故障代码，点亮故障报警灯； 组成：ASR的ECU也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。 ASR与ABS的一些信号

42、输入和处理是相同的，为减少电子器件的应用数量，ASR控制器与ABS电控单元常组合在一起。,ABS/ASR组合ECU实例,ASR ECU,5、 ASR的传感器,1、车轮轮速传感器：用来检测各车轮的转速。 与ABS系统共享。 2、节气门开度传感器：检测主、副节气门位置； 与发动机电控系统共享。 3、ASR选择开关：ASR专用的信号输入装置。 ASR选择开关关闭,ASR不起作用。,6、ASR系统的执行机构,制动主继电器：向制动执行装置和泵电机继电器提供电流； 节气门继电器：向副节气门执行器提供电流； 副节气门执行器：接受电控单元的指令信号，控制副节气门的开启角度； ASR制动压力调节装置：接受电控单

43、元的指令信号，控制各制动工作缸中的制动压力； 故障报警灯：指示系统装置是否工作正常，并可闪烁出故障码；,二、ASR制动压力调节器,类型：单独调节方式、组合调压方式 单独调节方式： ASR、ABS的制动压力调节器分开设置，结构上各自分开。 组合调压方式： ASR、ABS共用一个制动压力调节器。,1、单独调节方式的ASR制动压力调节器,两个调压缸,两个三位三通 电磁阀,高压蓄压器,增压泵,压力控制开关,储液器,组成：,ASR制动压力调节器,工作原理：,ASR制动压力调节器,1）正常制动时 ASR不起作用。 电磁阀不通电,阀在左位，接通储液器低压。 调压缸右侧压力低，活塞被回位弹簧推至右极限位置。 接通ABS制动压力调节器、车轮上制动轮缸； 保证ABS能正常地压力调节。,ASR制动压力调节器,2）驱动轮出现滑转时 增压 AS