ABS_構(gòu)成及原理課件

1、ABS 構(gòu)構(gòu)成及原理成及原理ABS 構(gòu)構(gòu)成及原理成及原理 1. 概要概要 2. 構(gòu)成構(gòu)成 3. 控制控制 原理原理 ABS 概概要要1.定義: ABS（Antilock braking system) 制動(dòng)防抱死系統(tǒng) 行駛中制動(dòng)時(shí)防止輪胎抱死的裝置.急制動(dòng)或惡性道路行駛中制動(dòng)時(shí)因輪胎抱死不但車輛失去控制而且制動(dòng)距離也會(huì)加長(zhǎng). ABS是預(yù)先防止輪胎抱死的現(xiàn)象維持最佳的制動(dòng)力減小事故危險(xiǎn)性的預(yù)防安全裝置。ABS 概概要要2.ABS發(fā)展歷史發(fā)展歷史1910年代 鐵路部門為了防止Wheel-lock現(xiàn)象開(kāi)始試用當(dāng)中意外發(fā)現(xiàn) 制動(dòng)距離縮短效果。1950年代 飛機(jī)著陸裝置中開(kāi)始開(kāi)發(fā)并使用。1954年代 美

2、國(guó)FORD林肯轎車最初使用法國(guó)制飛機(jī)用ABS。1970年代 林肯、凱迪拉克等高級(jí)轎車開(kāi)始使用（后輪控制式）1978年代 BENZ 450SEL和BMW 7系列使用BOSCH社的4輪 控制式 ABS。1984年代 日本車開(kāi)始使用NIPPON社的ABS 德國(guó)開(kāi)發(fā)與Master Cylinder 一體型的H .U。 1990年代 韓國(guó)車輛開(kāi)始使用ABS（選裝）。ABS 概要概要3.ABS作用作用1) 確保方向安全性（Stability）2) 確保方向操縱性（Steerability）3) 縮短制動(dòng)距離（Stopping Distance）4) 減少輪胎的局部過(guò)度磨損 ,提高輪胎的使用壽命 5) 減少

3、剎車消耗，延長(zhǎng)剎車輪鼓、碟片的使用壽命 ABS防抱死系統(tǒng)并非萬(wàn)能，在輪胎與路面附著力較差的情況下防抱死系統(tǒng)并非萬(wàn)能，在輪胎與路面附著力較差的情況下(如冰如冰面面)或特殊路況下，或特殊路況下，ABS的作用并不明顯。的作用并不明顯。ABS 概要概要4.ABS制動(dòng)理論基礎(chǔ)制動(dòng)理論基礎(chǔ) 駕駛員踩制動(dòng)踏板增加制動(dòng)力矩（T）時(shí)滑移率（S）和制動(dòng)力（Q）跟T成正比上升。但側(cè)向附著力隨T的增加而減小。 T繼續(xù)增加制動(dòng)力（Q）在理想滑移率（Si）時(shí)最大，這時(shí)側(cè)向附著力的減量也較小，制動(dòng)性能在最佳狀態(tài)。 SSi時(shí)制動(dòng)力減小輪胎也會(huì)抱死（S=100%）這時(shí)側(cè)向附著力急減，車輛以不穩(wěn)定狀態(tài)行駛。 前輪抱死時(shí)CFf接近

4、0行駛中制動(dòng)效果明顯下降失去方向操縱性，后輪抱死時(shí)CFr接近0制動(dòng)時(shí)車輛穩(wěn)定性下降車輛左右振動(dòng)或發(fā)生旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。ABS 概要概要5.ABS分類分類機(jī)械式和電子式兩大類機(jī)械式和電子式兩大類 1、電子式ABS是根據(jù)不同的車型所設(shè)計(jì)的，它的安裝需要專業(yè)的技術(shù) 力量，如果換裝至另一輛車就必須改變它的線路設(shè)計(jì)，沒(méi)有通用性； 機(jī)械式ABS的通用性強(qiáng)，只要是液壓剎車裝置的車輛都可使用。2、電子式ABS的體積大，而成品車不一定有足夠的空間安裝電子ABS； 機(jī)械式的ABS的體積較小，占用空間少。3、電子式ABS是在車輪鎖死的剎那開(kāi)始作用，每秒鐘作用12-16次； 機(jī)械式ABS在踩剎車時(shí)就開(kāi)始工作，根據(jù)不同的車速，

5、每秒鐘可作用 60120次。4、電子式ABS的成本較高；使用機(jī)械式ABS要經(jīng)濟(jì)實(shí)用些。機(jī)械式的最大缺點(diǎn)是，只能在預(yù)定條件下生效，缺乏對(duì)道路環(huán)境的機(jī)械式的最大缺點(diǎn)是，只能在預(yù)定條件下生效，缺乏對(duì)道路環(huán)境的應(yīng)變性，安全性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電子式。而電子式盡管價(jià)錢貴很應(yīng)變性，安全性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電子式。而電子式盡管價(jià)錢貴很多，但是它更加精細(xì)和智能化。多，但是它更加精細(xì)和智能化。ABS 概要概要5.ABS分類分類按控制通道分類有四通道、三通道、二通道、一通道。按控制通道分類有四通道、三通道、二通道、一通道?？刂仆ǖ朗侵改軌颡?dú)立進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的制動(dòng)管路。 1) 四通道四通道:指的是它有四個(gè)輪速傳感器，在通往四個(gè)車

6、輪制動(dòng)分泵的管路中，各設(shè)一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器裝置，進(jìn)行獨(dú)立控制，構(gòu)成四通道控制形式。其性能特點(diǎn)是，可以最大程度地利用每個(gè)車輪的最大附著力，特別適用于汽車左右兩側(cè)車輪附著系數(shù)接近的路面，不僅可以獲得良好的方向穩(wěn)定性和方向控制能力，而且可以得到最短的制動(dòng)距離。 總泵前 輪 速 傳 感器前 輪 速 傳 感器后輪速傳感器后輪速傳感器ABS 單元(液壓控制單元+控制模塊)EMS發(fā)動(dòng)機(jī)ABS 概要概要5.ABS分類分類 2) 三通道三通道:指的是對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，兩后輪則按低選原則進(jìn)行一同控制，也稱混合控制。其性能特點(diǎn)是，可以保證汽車在各種條件下兩后輪的制動(dòng)力相等，使兩個(gè)后輪的制動(dòng)力始終保持平衡，保證汽

7、車在各種條件下制動(dòng)時(shí)都具有良好的方向穩(wěn)定性。而對(duì)兩前輪的獨(dú)立控制，則適用于小轎車，因?yàn)樗环矫媸蛊嚝@得盡可能大的總制動(dòng)力，利于縮短制動(dòng)距離，另一方面可使制動(dòng)中兩前輪始終保持較大的橫向附著力，使汽車保持良好轉(zhuǎn)向能力。Electronic Control UnitHydraulic modulatorWheel-speed sensorsABS 概要概要5.ABS分類分類二通道式：二通道式ABS難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制性和制動(dòng)效能各 方面得到兼顧，目前采用很少 一通道式:又常叫單通道，它是在后輪制動(dòng)器總管中設(shè)置一個(gè) 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝一個(gè)輪速傳感器，有的 也在后輪上各安裝一個(gè)

8、。其性能特點(diǎn)是，制動(dòng)時(shí)兩后輪不會(huì)抱死， 能夠顯著提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。 所以，一通道式在輕型載貨車上的應(yīng)用較為廣泛。ABS 構(gòu)成構(gòu)成總泵前輪速傳感器前輪速傳感器后輪速傳感器后輪速傳感器ABS 單元(液壓控制單元+控制模塊)EMS發(fā)動(dòng)機(jī)A B S W/LE B D W/L 1. 輪速輪速 傳感器傳感器 2. ABS ECU 3. ABS HCU 4. 警告燈警告燈 & 指示燈指示燈ABS 構(gòu)成構(gòu)成 5. ABS 控制控制輪輪 速速 傳傳 感感 器器輪速傳感器輪速傳感器 作用作用：檢測(cè)車輪的速度，并將速度信號(hào)輸入ABS的電控單元。目前用于ABS系統(tǒng)的輪速傳感器主要有

9、電磁式和霍爾式兩種。1.電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器 電磁式輪速傳感器是一種通過(guò)磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電壓的裝置，主要有傳感頭和齒圈兩部分組成。齒圈一般安裝在輪轂或軸坐上，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)車輛齒圈也可安裝在差速器或傳動(dòng)軸上。齒圈隨車輪或傳動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感頭通過(guò)固定在車身上的支架安裝在齒圈附近，傳感頭與齒圈間的間隙約1mm。輪輪 速速 傳傳 感感 器器傳感頭由電纜、永磁鐵、外殼、感應(yīng)線圈、極軸、齒圈組成。極軸同永磁鐵相連，感應(yīng)線圈套在極軸的外面。極軸頭部結(jié)夠有鑿式和柱式兩種。齒圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒頂和齒隙交替對(duì)向極軸。當(dāng)齒頂對(duì)向極軸時(shí)磁路的磁隙最小，因此磁阻也最小，通過(guò)感應(yīng)線圈的磁通量最大；當(dāng)齒隙對(duì)向極

10、軸時(shí)磁路的磁隙最大，磁阻也最大，通過(guò)感應(yīng)線圈的磁通量最小。所以在齒圈旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，感應(yīng)線圈內(nèi)部的磁通量交替變化從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此信號(hào)通過(guò)感應(yīng)線圈內(nèi)部的電纜輸入ABS的電控單元。當(dāng)齒圈的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率也隨之變化。ABS電控單元即通過(guò)檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率變化來(lái)檢測(cè)車輪速度。輪輪 速速 傳傳 感感 器器電磁式輪速傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低， 但存在下述缺點(diǎn)： 1) 其輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若車速過(guò)慢， 其輸出信號(hào)低于1V，電控單元就無(wú)法檢測(cè)； 2) 響應(yīng)頻率不高。當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，傳感器的頻率響應(yīng)跟不上； 3) 抗電磁波干擾能力差。目前，國(guó)內(nèi)外ABS系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15

11、160km/h，今后要求控制速度范圍擴(kuò)大到8260km/h以至更大，顯然電磁感應(yīng)式輪速傳感器很難適應(yīng)。公司產(chǎn)品輪速傳感器均為電磁式輪輪 速速 傳傳 感感 器器2. 2. 霍爾式輪速傳感器霍爾式輪速傳感器 霍爾式輪速傳感器也是由傳感頭和齒圈組成。傳感頭由永磁體、霍爾元件和電子電路組成。永磁體的磁力線通過(guò)霍爾元件同鄉(xiāng)齒圈，齒圈相當(dāng)于一個(gè)集磁器。 當(dāng)齒圈位于（a）所示位置時(shí)，穿過(guò)霍爾元件的磁力線分散，磁場(chǎng)相對(duì)較弱；而當(dāng)齒圈位于（b）所示位置時(shí)，穿過(guò)霍爾元件的磁力線集中，磁場(chǎng)相對(duì)較強(qiáng)。齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得穿過(guò)霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個(gè)毫伏（mV）級(jí)的準(zhǔn)正弦波電

12、壓，然后再由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓。輪輪 速速 傳傳 感感 器器霍爾輪速傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響； 2) 頻率響應(yīng)高。其響應(yīng)頻率高達(dá)20kHz， 相當(dāng)于車速為1000km/h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率； 3) 抗電磁波干擾能力強(qiáng)。 因此，霍爾傳感器不僅廣泛應(yīng)用于ABS輪速檢測(cè)，也廣泛應(yīng)用于其控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。 電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器1 線束2 永久磁鐵3 殼體4 線圈5 探頭6 齒圈123456電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器齒圈MIN線圈磁鐵高速低速NS最小電壓 0.15V(20F/Hz)2.7V2.1V最小最小 P-P 電壓電壓 150mv 以上

13、時(shí)以上時(shí) ABS 不不工工作作 (7Km/h 以下以下)電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器波形波形電磁式輪速傳感器正常波形電磁式輪速傳感器正常波形(20Km/h)ECU插頭插頭1,2/19,20/5,6/23,22號(hào)端子波形號(hào)端子波形電磁式輪速傳感器正常波形電磁式輪速傳感器正常波形(50Km/h)ECU插頭插頭1,2/19,20/5,6/23,22號(hào)端子波形號(hào)端子波形電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器項(xiàng)項(xiàng) 目目電電 阻阻最小最小 P-P 電壓電壓齒齒 數(shù)數(shù) 空空 隙隙Front1100 50150mV44/47T0.2 1.1mmRear1100 50150mV44/47T0.2 1.1mmC-C

14、AR、LDC、JBC：44MSC、GQC：47ABS ECU電子控制單元電子控制單元ECU（Elctronic Contlor Unit） ABS電子控制單元的功能是接受輪速傳感器及其他傳感器輸入的信號(hào)，對(duì)這些輸入的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量、比較、分析、放大和處理，通過(guò)精確計(jì)算，得出制動(dòng)時(shí)車輪的滑移率、車輪的加速度和減速度，以判斷車輪是否有抱死趨勢(shì)，再由其輸出級(jí)發(fā)出控制指令，控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器去執(zhí)行壓力調(diào)節(jié)任務(wù)。及出現(xiàn)故障時(shí)執(zhí)行Fail-Ssfe功能，并點(diǎn)亮警告燈。ABSECUABS ECUABS電控單元電控單元 由輸入增幅電路、L.S.I（運(yùn)算電路，控制電路，安全電路）、電流控制電路、電流增幅電路、電源監(jiān)控電路、穩(wěn)