汽車電器課件 (9)教材

1、汽車電器與電子技術(shù)汽車電器與電子技術(shù)第9章 電子控制防抱死制動系統(tǒng)電子控制防抱死制動系統(tǒng)ABSABS主講：贠海濤主講：贠海濤8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院本章主要內(nèi)容n 防抱死制動系統(tǒng)的作用n 防抱死制動系統(tǒng)的分類n 防抱死制動系統(tǒng)的控制原理n 防抱死制動系統(tǒng)的基本組成以及各部件的結(jié)構(gòu)和功能n 重點：防抱死制動系統(tǒng)的控制原理。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院 防抱死制動系統(tǒng)簡稱ABS(Anti-lock Braking System)，是汽車主動安全控制裝置。 當汽車制動前輪抱死時

2、，汽車會失去轉(zhuǎn)向能力，后輪抱死時會造成汽車急轉(zhuǎn)甩尾。 防抱死制動系統(tǒng)就是在制動過程中防止車輪被制動抱死，提高制動減速度、縮短制動距離，能有效地提高汽車的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，保證汽車的行駛安全。 ABS系統(tǒng)對汽車性能的影響主要表現(xiàn)在減少制動距離、保持轉(zhuǎn)向操縱能力、提高行駛方向穩(wěn)定性以及減少輪胎的磨損方面。9.1 9.1 概概 述述8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.1 9.1 概概 述述 ABS最初的應用始于飛機。20世紀40年代末，ABS在波音47飛機上應用，以后ABS成為飛機上的標準件。但這種采用真空管的ABS在汽車上應用則性能達

3、不到要求，加之其體積大、成本高等缺點，因此在汽車上的實用意義不大。1971年，德國博世公司首次推出了電子ABS，并從開始的集成電路控制，發(fā)展為用微機控制。從此，ABS在汽車上的應用得以迅速的發(fā)展，其控制形式也從二輪防抱死控制發(fā)展為四輪防抱死控制?，F(xiàn)在，ABS作為汽車的主動安全裝置，已成為汽車上的標準裝備或選裝裝備。防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展概況防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展概況8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院1普通制動系器的問題(1) 車輪制動力分析 如果忽略車輪及與其一起旋轉(zhuǎn)部件的慣性力矩和車輪的滾動阻力，汽車制動時車輪的受力情況如圖所示。9.2 9.

4、2 防抱死制動系統(tǒng)的作用防抱死制動系統(tǒng)的作用8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.2 9.2 防抱死制動系統(tǒng)的作用防抱死制動系統(tǒng)的作用 地面對車輪的切向反作用力Xz使車輛產(chǎn)生減速度，稱之為地面縱向制動力；地面對車輪的橫向反作用力XH可阻止車輪側(cè)向滑移，稱之為地面防側(cè)滑力。 地面制動力是在制動器的制動力矩作用下產(chǎn)生的，在車輪沒有拖滑時，地面制動力主要取決于制動器制動力矩的大小，即： XZ = MZr0最大地面制動力:XZMzZ = zWz地面縱向附著系數(shù) 在緊急制動情況下，地面縱向附著系數(shù)對制動效果有著直接的影響。最大地面防側(cè)滑力： XHMH

5、Z = HWH地面橫向附著系數(shù) 故地面橫向附著系數(shù)的大小對防止車輛側(cè)滑、甩尾起著決定性的作用。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.2 9.2 防抱死制動系統(tǒng)的作用防抱死制動系統(tǒng)的作用 (2) 滑移率與制動效果 滑移率S的定義如下： 車輪被完全抱死時， = 0，S = 100；車輪作純滾動時，r0=V，S=0。通過試驗研究，某種路面的地面附著系數(shù)與滑移率之間的關系如圖所示。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.2 9.2 防抱死制動系統(tǒng)的作用防抱死制動系統(tǒng)的作用http:/211.64.

6、192.58/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.2 9.2 防抱死制動系統(tǒng)的作用防抱死制動系統(tǒng)的作用(3) 普通制動器的問題 普通制動器在緊急制動時由于制動器的制動力過大而將車輪抱死，這時的滑移率=100%，因此就有這樣的問題：縱向附著系數(shù)不是最大，降低了地面制動力而使制動距離延長了；橫向附著系數(shù)為零，地面對車輪無防側(cè)滑能力，易出現(xiàn)車輛側(cè)滑和甩尾；輪胎拖滑而造成的與地面的劇烈摩擦，使輪胎的磨損加劇。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.2 9.2 防抱死制動系統(tǒng)的作用防抱死制動系統(tǒng)的作用2制動防抱死控制的作用 制動防抱死控

7、制就是在汽車制動時，自動控制制動器制動力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑，滑移率S20%左右的狀態(tài)，以保證車輪與地面有良好的附著力，從而提高汽車制動的安全可靠性。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.3 9.3 防抱死制動系統(tǒng)的基本組成防抱死制動系統(tǒng)的基本組成 防抱死制動系統(tǒng)(ABS)是在普通制動系統(tǒng)的基礎上，配置了防止車輪抱死的電子控制系統(tǒng)。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.3 9.3 防抱死制動系統(tǒng)的基本組成防抱死制動系統(tǒng)的基本組成8/cb

8、/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.4 9.4 防抱死制動系統(tǒng)的控制方式防抱死制動系統(tǒng)的控制方式 防抱死電子控制系統(tǒng)由傳感器監(jiān)測汽車制動時車輪是否抱死，在車輪不會被抱死的普通制動過程中，控制器無控制信號輸出，汽車的制動力完全由司機踩在制動踏板上的力量來控制。在車輪會被抱死(如緊急制動或是在松滑路面行駛中制動)的情況上，控制器就會根據(jù)傳感器反映制動車輪抱死情況的信號迅速作出反應，及時輸出控制信號，通過執(zhí)行機構(gòu)(制動壓力調(diào)節(jié)器)對制動器的制動力進行調(diào)整，使車輪不被抱死。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)

9、的分類按控制器所依據(jù)的控制的參數(shù)不同分按功能和布置的形式不同分按系統(tǒng)控制方案不同分按控制通道和傳感器數(shù)不同分8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類1按控制器所依據(jù)的控制的參數(shù)不同分v以車輪滑移率S為控制參數(shù)的ABSv以車輪角減速度為控制參數(shù)的ABSv以車輪角減速度和滑移率為控制參數(shù)的ABS 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類 (1) 以車輪滑移率S為控制參數(shù)的ABS 控制器根據(jù)車速傳感器和車輪轉(zhuǎn)速傳感器的信號計算車輪的滑

10、移率，作為控制制動力的依據(jù)。當計算得到的滑移率S超出設定值時，控制器就輸出減小制動力信號，通過制動壓力調(diào)節(jié)器減小制動壓力，使車輪不被抱死；當滑移率S低于設定值時，控制器輸出增大制動力信號，制動壓力調(diào)節(jié)器又使制動壓力增大。通過這樣不斷地調(diào)整制動壓力，控制車輪的滑移率在設定的最佳范圍內(nèi)。 這種直接以滑移率為控制參數(shù)的ABS需要得到準確的車身相對于地面的移動速度信號和車輪的轉(zhuǎn)速信號。車輪轉(zhuǎn)速信號容易得到，但取得車身移動速度信號則較難。有用多普勒(Doppler)雷達測量車速的ABS，但到目前為止，此類ABS應用還很少見。 8/cb/65097564青島理工大學汽車

11、與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類 (2) 以車輪角減速度為控制參數(shù)的ABS 控制器主要根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器的信號計算車輪的角加速度，作為控制制動力的依據(jù)。計算機中事先設定了兩個門限值：一個角減速度門限值，作為車輪已被抱死的判斷值；一個為角加速度門限值，作為制動力過小而使車輪轉(zhuǎn)速過高的判斷值。制動時，當車輪角減速度達到門限值時，控制器輸出減小制動力信號；當車輪轉(zhuǎn)速升高至角加速度門限值時，控制器則輸出增加制動力信號。如此不斷地調(diào)整制動壓力，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑的狀態(tài)。 這種控制方式傳感器信號容易取得，結(jié)構(gòu)較為簡單，但僅以車輪角減速度作為控制參數(shù)，其控制精度較低。 http:/2

12、8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類(3) 以車輪角減速度和滑移率為控制參數(shù)的ABS 以車輪角減速度和滑移率為控制參數(shù)的ABS其控制精度較高，制動時車輪在最佳轉(zhuǎn)速值上下波動的范圍小。為使結(jié)構(gòu)簡單，目前汽車上廣泛使用的ABS，通常是利用車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號計算得到一個參考滑移率。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類2按功能和布置的形式不同分 (1) 后輪防抱死ABS 只對汽車的后輪進行防抱死控制，這種ABS在轎車上已很少應用，現(xiàn)在一些輕型

13、載貨汽車上還有使用。 (2) 四輪防抱死ABS 對汽車的前后四輪都實施防抱死控制，現(xiàn)代汽車基本上都采用了四輪防抱死制動系統(tǒng)。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類3按系統(tǒng)控制方案不同分 (1) 軸控式ABS 根據(jù)一個車輪轉(zhuǎn)速傳感器(或軸轉(zhuǎn)速傳感器)信號共同控制同一軸上的兩車輪，這種控制方案多用于載貨汽車。軸控式又分低選控制(由附著系數(shù)低的車輪來確定制動壓力)和高選控制(由附著系數(shù)高的車輪來確定制動壓力)兩種方式。 (2) 輪控式ABS 即單輪控制，即每個車輪均根據(jù)各自車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號單獨進行控制。 (3)

14、混合式ABS 系統(tǒng)中同時采用軸控式和輪控式兩種控制方式。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類4按控制通道和傳感器數(shù)不同分 ABS系統(tǒng)中的控制通道是指能獨立進行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路，按控制通道分有四種。 l單通道式單通道式ABSABSl雙通道式雙通道式ABSABSl三通道式三通道式ABSABSl四通道式四通道式ABSABS8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類 (1) 單通道式ABS 通常是對兩后輪采用軸控方式，車輪轉(zhuǎn)速傳

15、感器有一個或兩個，采用一個輪速傳感器的將傳感器安裝在后橋主減速器處，采用兩個輪速傳感器的則在后輪上各裝一個，并采用低選控制。由于前輪未進行防抱死控制，因而汽車制動時的轉(zhuǎn)向操縱性沒有提高。但單通道ABS結(jié)構(gòu)簡單、成本低，因此在一些載貨汽車上還有應用。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類(2) 雙通道式ABS 雙通道ABS有不同的形式，如圖所示。雙通道結(jié)構(gòu)比較簡單，但難以同時兼顧制動時的方

16、向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向操縱性及制動效能，因此目前在汽車上已很少使用。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.5 9.5 防抱死制動系統(tǒng)的分類(3) 三通道式ABS 三通道ABS一般是前輪采用輪控式，后輪采用低選軸控式。 (4) 四通道式ABS 四通道ABS四個車輪均采用輪控式。 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理 1ABS的控制方法高性能的ABS必須確保汽車在各種路況下制動時，均能使車輪處獲得盡可能大的防側(cè)滑力和縱向制動力

17、，同時使車輪的制動力矩變化幅度盡可能小。ABS的控制方法主要：v邏輯門限值控制方法v最優(yōu)化控制方法v滑動模態(tài)變結(jié)構(gòu)控制方法由于可靠性、結(jié)構(gòu)、成本等方面的原因，目前大量采用的是邏輯門限值控制方法。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理 邏輯門限值控制方法以車輪角減速度和角加速度為制動壓力控制門限，以滑移率為輔助控制門限。 控制器根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號計算得到角減速度和角加速度比較容易，但要得到實際的滑移率，就需要用多普勒雷達或加速度傳感器測定車速，這使得ABS的結(jié)構(gòu)變得復

18、雜，成本很高。目前廣泛使用的ABS通常用車輪轉(zhuǎn)速信號和設定一個車輛制動減速度值來計算得到參考滑移率。門限減速度、門限加速度及車輛制動減速度值均通過試驗確定，不同車型，不同的ABS一般不具有通用性。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理 2ABS的控制過程(1) 高附著系數(shù)路面的制動控制過程(2) 低附著系數(shù)路面的控制過程(3) 制動中路況突變的防抱死控制過程8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院（1 1）高附著系數(shù)路面的

19、制動控制過程）高附著系數(shù)路面的制動控制過程8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理 在制動的初始階段，隨著制動壓力的上升，車輪速度下降，車輪的減速度增大。當車輪減速度達到門限值-a時(第1階段末)，計算得到的參考滑移率未達門限值s1。因此，控制系統(tǒng)使制動壓力進入保持階段(第2階段)，以使車輪充分制動。當參考滑移率大于門限值s1時，則進入制動壓力減小階段(第3階段)。隨著制動壓力的減小，車輪在慣性力的作用下開始加速，當車輪的減速度減小至門限值-a時，又進入制動壓力保持階段(

20、第4階段)。此階段由于汽車慣性的作用，車輪仍然在加速，車輪加速度達到加速門限值+a時，仍然保持制動壓力，直到車輪加速度超過第二門限值+A(+A為適應附著系數(shù)突然增大而設)。這時，制動壓力再次增大(第5階段)，以適應附著系數(shù)的增大。隨著制動壓力的增大，車輪加速度下降，當車輪加速度又低于+A時，進入制動壓力保持階段(第6階段)，直到車輪加速度又回落至+a以下。這時的壓力稍有不足，對制動壓力的控制為增壓、保持的快速轉(zhuǎn)換(第7階段，制動壓力有較小的階梯升高率)，以使車輪滑移率在理想滑移率附近波動。當車輪減速度再次超過a時，又開始進入制動壓力減小階段(第8階段)，此時制動壓力降低不再考慮參考滑移率門限值

21、，進人下一個控制循環(huán)過程。 （1 1）高附著系數(shù)路面的制動控制過程）高附著系數(shù)路面的制動控制過程8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理 (2) 低附著系數(shù)路面的控制過程汽車在低附著系數(shù)路面行駛中制動時，在較低制動壓力時就可能使車輪抱死，且需要更長的時間加速才能走出高滑移率區(qū)。因此，低附著系數(shù)路面的防抱死控制與高附著系數(shù)路面的有所不同，其控制過程如圖所示。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制

22、動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理低附著系數(shù)路面的防抱死控制的第1與第2階段與高附著系數(shù)路面控制過程的第2、第3階段相似。當進入制動壓力保持階段(第3階段)后，由于附著系數(shù)小，車輪的加速很慢，在設定的制動壓力保持時限內(nèi)車輪加速度未能達到門限值+a，ECU由此判定車輪處于低附著系數(shù)路面，并以較小的減壓率使制動壓力降低，直到車輪加速度超過+a。此后，系統(tǒng)又進入制動壓力保持階段(第4階段)。當車輪加速度又低于+a時，系統(tǒng)以較低的階梯升壓率增大制動壓力(第5階段)，直到車輪的減速度又低于門限值a，進入下一個防抱死控制循環(huán)。由于在第一個循環(huán)中車輪處于較大滑移率的時間較長，ECU根據(jù)此狀態(tài)信息

23、，在下一個循環(huán)中，采用持續(xù)減壓的方式使車輪加速度升至+a (第6階段)。這樣可縮短車輪在高滑移率狀態(tài)的時間，使車輛的操縱性和穩(wěn)定性得以提高。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理(3) 制動中路況突變的防抱死控制過程 在制動過程中會有從高附著系數(shù)路面進入低附著系數(shù)路面的情況，比如在瀝青或水泥路面制動中駛?cè)虢Y(jié)冰路面。這種由高附著系數(shù)路面突變到低附著系數(shù)路面的制動防抱死控制過程如圖所示。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院

24、9.6 防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)(ABS)(ABS)的控制原理的控制原理設在上一個防抱死控制循環(huán)結(jié)束、下一個循環(huán)剛剛開始時，車輪突然從高附著系數(shù)路面進入低附著系數(shù)路面，由于這時制動壓力調(diào)節(jié)器還保持在與高附著系數(shù)路面相適應的較高壓力，就會出現(xiàn)車輪的參考滑移率超過高門限值s2的可能。因此，在車輪的角減速從低于a到高于a變化過程中，還需要對車輪的參考滑移率是否超過s2進行判斷。如果參考滑移率超過s2，說明車輪處于滑移率過大狀態(tài)，系統(tǒng)將不進行制動壓力保持，繼續(xù)減小制動壓力，直至車輪的加速度高于門限值+a (第3階段)。此后，系統(tǒng)再進入制動壓力保持階段(第4階段)，直到車輪的角加速度又低于門限值+a

25、。然后再以較低的階梯升壓率增大制動壓力(第5階段)，直到車輪的角減速度再次低于門限值a，進人下一個防抱死控制循環(huán)。 在低附著系數(shù)路面，車速低于20 kmh的情況下，由于車輪角減速度較小，這時應以滑移率門限作為主要控制門限，而以車輪的角減速度和角加速度作為輔助控制門限。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 1.ABS傳感器l車輪轉(zhuǎn)速傳感器車輪轉(zhuǎn)速傳感器l減速度傳感器減速度傳感器8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院（1）車輪轉(zhuǎn)速

26、傳感器 車輪轉(zhuǎn)速傳感器將車輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺⑤斔徒o控制器，以使ABS能進行防抱死控制。傳感器有:磁感應式、光電式和霍爾效應式等，目前廣泛使用的是磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器。 磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的基本組成與原理與磁感應式發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器相同，但具體的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置則有多種。9.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院傳感器磁極端部的形狀傳感器磁極端部的形狀: :可分鑿式和柱式車輪轉(zhuǎn)速傳可分鑿式和柱式車輪轉(zhuǎn)速傳感器。感器。9.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件

27、的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器9.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器9.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院 傳感器頭磁極端部形狀傳感器頭磁極端部形狀 ( (齒圈以外的傳感器部分齒圈以外的傳感器部分) )與安裝與安裝形式形式 。9.7電

28、子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院 傳感器的齒圈安裝在隨車輪一起轉(zhuǎn)動的部件上，傳感器頭則安裝在附近不轉(zhuǎn)動的部件上，幾種傳感器的安裝位置如圖所示。9.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院(2)減速度傳感器 一些汽車的ABS裝有減速度傳感器。減速度傳感器也被稱之為G傳感器，用于監(jiān)測汽車制動時的減速度，ABS ECU可根據(jù)G傳感器提供的汽車減速度信號，判斷路面情況。 差動變壓器式減

29、速度傳感器差動變壓器式減速度傳感器如圖15-14所示。9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院 汽車在正常行駛時，差動變壓器鐵心處于中間位置，變壓器次級繞組產(chǎn)生相位相反的電壓u1、u2其大小相同，變壓器輸出電壓u0為0。當汽車制動時，在慣性力的作用下，差動變壓器鐵心移動，使變壓器次級繞組產(chǎn)生的u1、u2一個增大，一個減小，變壓器就會有輸出電壓u0，與汽車的減速度成正比的u0經(jīng)信號處理電路處理后向ABS的ECU輸出。9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與

30、原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院水銀式減速度傳感器 水銀式減速度傳感器如圖15-15所示。在低附著系數(shù)路面上制動時，由于汽車的減速度較小，玻璃管內(nèi)的水銀基本上不移動，玻璃管內(nèi)的電路開關處于斷開狀態(tài)；當在高附著系數(shù)路面制動時，汽車的減速度大，玻璃管內(nèi)的水銀在慣性力的作用下移動，使電路開關接通。此信號輸入ABS的ECU，就可判斷路面情況。 9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電

31、子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院2.ABS電子控制器 ABS電子控制器(ABS ECU)的主要任務是接收傳感器的信號，進行計算分析，判斷制動車輪的狀況并據(jù)此輸出控制信號，控制制動壓力調(diào)節(jié)器工作，及時調(diào)節(jié)制動力的大小。此外，控制器還具有故障監(jiān)控報警和故障自診斷等功能。典型的ABS ECU的基本組成框圖如圖所示。9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制

32、系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院(1)輸入級電路 由低通濾波、整形、放大、AD轉(zhuǎn)換等電路組成的輸入放大電路用于對車輪轉(zhuǎn)速傳感器的交流信號進行預處理，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送人運算電路(CPU)。輸入放大電路同時傳送ECU對各輪速傳感器的監(jiān)測信號，并將反饋信號送回CPU。輸入電路還接收點火開關、制動開關、制動液位開關等開關信號和電磁閥繼電器、油泵繼電器等執(zhí)行機構(gòu)電路的反饋信號，經(jīng)處理后送入CPU。 9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/6509

33、7564青島理工大學汽車與交通學院(2)運算電路 運算電路主要由微處理器構(gòu)成，是ABS的ECU的核心。運算電路根據(jù)傳感器等輸入的信號，按照設定的程序進行計算、分析和處理，形成相應的控制指令。運算電路通常由兩個微處理器組成，以確保系統(tǒng)工作的可靠性。兩個微處理器同時接收輸入信號進行運算和處理，并進行交互式通訊來比較，如果處理結(jié)果不一致，微處理器就立即使ABS停止工作，以防止系統(tǒng)因發(fā)生故障而導致錯誤的控制。運算電路在監(jiān)測到傳感器、執(zhí)行器等外部電路有故障時，同樣也立即向安全保護電路輸出停止ABS系統(tǒng)工作的指令。 9.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 http:/211.64.

34、192.58/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院(3)輸出級電路 輸出級電路由電磁閥控制電路、油泵電動機控制電路等組成，其作用是將運算電路的控制指令(如制動壓力的增壓、保持、減壓及油泵的工作、停止等)轉(zhuǎn)換為模擬控制信號，并通過功率放大器向執(zhí)行器提供控制電流。(4)安全保護電路 安全保護電路由電源控制、故障記憶、繼電器控制、ABS警告燈控制等電路組成。安全保護電路的主要功能是：對汽車電源電壓進行監(jiān)控，并向ECU提供工作所需的5V標準電壓；當ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能根據(jù)CPU的指令，切斷ABS繼電器電路，使ABS停止工作，恢復普通制動功能，同時使ABS警告燈亮起；故障記憶電路(存儲器

35、)將ABS系統(tǒng)出現(xiàn)的故障以故障碼的形式儲存起來。9.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理3. 制動壓力調(diào)節(jié)器 制動壓力調(diào)節(jié)器是ABS系統(tǒng)中主要的執(zhí)行器，其作用是在制動時根據(jù)ECU的控制信號，迅速、準確地動作，以控制制動壓力的大小，使車輪不被抱死，并處于理想的滑移率狀態(tài)。 制動壓力調(diào)節(jié)器的種類較多，根據(jù)制動系統(tǒng)制動壓力傳遞介質(zhì)的不同，制動壓力調(diào)節(jié)器有氣壓式和液壓式兩種。目前汽車上普遍使用的是液壓式。 液壓式制動壓力調(diào)節(jié)

36、器按調(diào)壓的方式不同分有循環(huán)流通式和變?nèi)莘e式兩種；按與制動總泵的結(jié)構(gòu)關系可分為整體式和分離式兩種。不同種類的制動壓力調(diào)節(jié)器其結(jié)構(gòu)與工作原理有所不同，下面介紹典型制動壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與原理。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理(1)循環(huán)流動式制動壓力調(diào)節(jié)器 循環(huán)流動式制動壓力調(diào)節(jié)器串聯(lián)在普通制動管路中，其組成與原理如圖所示。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理

37、這種形式的制動壓力調(diào)節(jié)器在工作中，會有制動液的循環(huán)流動。儲液器用于暫時儲存制動分泵壓力減小過程流出的制動液；回油泵則是將儲液器的制動液泵回制動總泵；電磁閥有三位三通、二位二通、二位三通、二位四通等不同的結(jié)構(gòu)形式，由ECU控制其動作，用以實現(xiàn)制動分泵壓力的升高、保持和降低控制。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 三位三通電磁閥式制動壓力調(diào)節(jié)器 三位三通閥電磁閥有三個工作位置，三個液壓通道，ECU通過對其斷電、半通電和全通電使電磁閥分別處于三種工作狀態(tài)，三位三通電磁閥式制動壓力

38、調(diào)節(jié)器的工作原理如圖所示。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理 在電磁閥不通電時，閥處于右位，制動總泵與分泵直通；在電磁閥半通電(最大電流的一半)時，閥處于中位，制動總泵與分泵斷開，分泵與儲液器也不通；在電磁閥全通電時，閥處于左位，制動分泵與儲液器相通。 三位三通電磁閥式制動壓力調(diào)節(jié)器工作過程如下。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院常規(guī)制動v常規(guī)制動:在通常的減速制動或停車慢速制動時，車輪不會抱死，ABS不介入工作，制動壓

39、力調(diào)節(jié)器電磁閥不通電，制動總泵與分泵直通，制動分泵的壓力直接通過制動踏板控制。此時電動回油泵不工作。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院保壓過程隨著制動壓力增大，滑移率逐漸增大到一定程度，這是ECU輸出保壓信號時，向電磁閥提供較小的電流，柱塞處于如圖所示的位置，電磁閥的三個通道都被封閉，制動分泵的壓力將保持不變。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院減壓過程如果滑移率繼續(xù)增大，ECU即向電磁線圈通入一個最大電流，電磁閥處于“減壓”位置，此時電磁閥將輪缸與回油通道或儲液室接通，輪缸中制動液經(jīng)電磁

40、閥流入儲液室，輪缸壓力下降。 8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院增壓過程當壓力下降后車輪加速太快時，ECU便切斷通往電磁閥的電流，主缸和輪缸再次相通，主缸中的高壓制動液再次進入輪缸，使制動壓力增加。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理二位二通電磁閥式制動壓力調(diào)節(jié)器 二位二通電磁閥只兩個工作位置，兩個液壓通道，ECU通過對電磁閥斷電和通電使其工作在兩種工作狀態(tài)，二位二通電磁閥的原理如圖所示。 兩個二位二通閥一個為常開電磁閥，

41、另一個則為常閉電磁閥，組合后用于控制一個ABS通道的制動壓力。在兩電磁閥都不通電時，兩閥均處于右位，常開電磁閥將制動總泵與分泵接通，常閉電磁閥則將制動分泵與回油管路斷開；當只是常開電磁閥通電時，制動總泵與分泵斷開，制動分泵與制動總泵和儲液器均不通；當兩個電磁閥都通電時，制動分泵只與儲液器接通。8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理8/cb/65097564青島理工大學汽車與交通學院9.79.7電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理電子控制系統(tǒng)部件的結(jié)構(gòu)與原理二位二通電磁閥式制動壓力調(diào)節(jié)器的工作過程如下。v常規(guī)制動:在通常的減速制動或停車慢速制動時，ABS不工作，因此兩電磁閥不通電。此時，制動總泵通過常開電磁閥EV1與制動分泵相通，常閉電磁閥