汽車防滑控制系統(tǒng)教學文稿

汽車防滑控制系統(tǒng)汽車防滑控制系統(tǒng)是防抱死制動系統(tǒng)和驅動防滑控制系統(tǒng)的統(tǒng)稱。汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）是一種安全控制制動系統(tǒng)，目前已經成為轎車及客車的標準配置。

ABS既有普通制動系統(tǒng)的制動功能，又能防止車輪制動抱死，保證汽車的制動方向穩(wěn)定性，防止產生側滑和跑偏。汽車驅動防滑控制系統(tǒng)（ASR），有的稱為牽引力控制系統(tǒng)（TCS或TRC），是汽車防滑控制功能的進一步完善和擴展。驅動防滑控制系統(tǒng)的功用是防止汽車在加速過程中打滑，特別是防止汽車在非對稱路面或在轉向時驅動輪滑轉，以保持汽車行駛方向的穩(wěn)定性、操縱性和維持汽車的最佳驅動力以及提高汽車的平順性。24.1ABS的理論基礎4.1.1制動時車輪的受力制動器制動力由制動器結構參數所決定（制動器的類型、結構尺寸、制動器摩擦副的摩擦系數以及車輪半徑）和制動踏板力（制動時的液壓或空氣壓力成正比）。3３、地面制動力、制動器制動力和附著力的關系圖4-2所示為不考慮制動過程中附著系數變化的地面制動力、制動器制動力以及附著力三者的關系。44.1.2滑移率１、滑移率的定義滑移率是指車輪在制動過程中滑移成分在車輪縱向運動中所占的比例，用Ｓ表示。定義表達式為：由上式可知：當汽車的實際車速等于車輪滾動時的圓周速度時，滑移率為零，車輪為純滾動；當汽車制動時，逐漸踩下制動踏板，車輪邊滾動邊滑動，滑移率在０～１００％之間；當制動踏板完全踩到底，車輪處于抱死狀態(tài)，而車身又具有一定的速度時，車輪滾動圓周的速度為零，則滑移率為１００％。5２、附著系數與滑移率的關系大量的實驗證明，在汽車的制動過程中，附著系數的大小隨著滑移率的變化而變化。64.1.3ABS的優(yōu)點及其局限性（P156）１、優(yōu)點縮短制動距離；改善了輪胎的磨損狀況；提高了汽車制動時的穩(wěn)定性；使用方便、工作可靠。２、局限性技術熟練駕駛員，不能顯著縮短制動距離；在松散的礫石路面、松土路面或積雪很深的路面上制動，制動距離有可能延長。74.2ＡＢＳ的結構與工作原理4.2.1ＡＢＳ的基本組成及工作原理如圖4-6所示，ＡＢＳ通常由輪速傳感器、制動壓力調節(jié)器、電子控制單元（ＥＣＵ）和ＡＢＳ警示裝置等組成。84.2.2ＡＢＳ的控制方式汽車防抱死制動系統(tǒng)根據控制通道數可分為四通道、三通道、二通道和一通道四種；根據傳感器數量可分為四傳感器和三傳感器等。（控制通道是指能夠獨立進行制動壓力調節(jié)的制動管路）目前汽車上應用較多的為三通道（前輪獨立控制、后輪低選控制）四傳感器式、三通道三傳感器式和四通道四傳感器式。9圖4-7圖4-8圖4-9104.2.3輪速傳感器輪速傳感器的功用是檢測車輪的旋轉速度，并將速度信號輸入電子控制單元。目前，常用的輪速傳感器主要有電磁式和霍爾式兩種。11１、電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器主要由傳感器頭和齒圈兩部分組成。圖4-1812圖4-16輪速傳感器的安裝位置制動盤傳感器齒圈支架傳感器13２、霍爾式輪速傳感器霍爾式輪速傳感器也是由傳感器頭、齒圈組成。其齒圈的結構及安裝方式與電磁式輪速傳感器的齒圈相同，傳感器頭由永磁體、霍爾元件和電子電路等組成。圖4-21144.2.4電子控制單元圖4-22154.2.5制動壓力調節(jié)器制動壓力調節(jié)器的功用是在制動時根據ＡＢＳ電子控制單元（ＥＣＵ）的控制指令，自動調節(jié)制動輪缸制動壓力的大小，防止車輪抱死，并處于理想滑移率的狀態(tài)。164.2.5制動壓力調節(jié)器制動壓力調節(jié)器通常主要由電動油泵、液壓控制單元（包括蓄能器和電磁閥）等構成。根據壓力調節(jié)器的動力源不同：分為液壓式和氣壓式兩種。液壓式主要用于轎車和一些輕型載貨汽車上；氣壓式主要用在大型客車和載貨車汽車上。根據壓力調節(jié)器與制動主缸的結構關系可分為整體式和分離式兩種。17１、電磁閥電磁閥是制動壓力調節(jié)器的重要部件，主要有兩大類型：二位二通電磁閥和三位三通電磁閥。固定鐵芯線圈2A電流5A電流通輪缸通儲能器通主缸柱塞升壓保壓減壓主缸輪缸儲能器3位3通電磁閥基本結構及簡化圖182、儲液罐和電動泵儲液罐的作用是在防抱死制動系統(tǒng)需要“減壓”時，暫時儲存從輪缸回流的制動液。電動泵的作用是在防抱死制動系統(tǒng)需要“減壓”時，將流入儲液罐的制動液泵回到制動主缸。

圖4-2619３、制動壓力調節(jié)器的工作過程（１）循環(huán)式制動壓力調節(jié)器。它主要由制動踏板機構、制動主缸、回油泵、儲液器、電磁閥、制動輪缸組成，在制動主缸與輪缸之間串聯一電磁閥，直接控制輪缸的制動壓力。20①升壓（常規(guī)制動）狀態(tài)，如圖4-29所示。主缸踏板液壓部件線圈儲液器ECU傳感器輪缸電磁閥回油泵21②保壓狀態(tài)，如圖4-30所示。主缸踏板液壓部件線圈儲液器ECU傳感器輪缸電磁閥回油泵22③減壓狀態(tài)，如圖4-31所示。主缸踏板液壓部件線圈儲液器ECU傳感器輪缸電磁閥回油泵23④增壓狀態(tài)。在制動壓力下降，車輪的轉速增加后，當ECU檢測到車輪轉速增加太快時，便切斷通往電磁閥的電流，使制動主缸與制動輪缸再次相通，制動主缸的高壓制動液再次進入制動輪缸，制動力增加。24在汽車原有制動系統(tǒng)基礎上增加一套液壓控制裝置。制動壓力油路和ABS控制壓力油路是相互隔開的。常規(guī)制動：電磁閥無電流，柱塞左移，控制活塞在彈簧作用下左移頂開單向閥，常規(guī)制動油路接通。ABS不工作。主缸踏板液壓部件控制活塞單向閥柱塞電磁閥線圈儲液器泵傳感器輪缸ECU儲能器（２）可變容積式制動壓力調節(jié)器25減壓：電磁閥通入一大電流，柱塞右移，控制活塞在壓力油作用下右移，單向閥關閉，常規(guī)制動油路切斷。同時由于控制活塞的右移，使輪缸側容積增大，制動壓力減小。主缸踏板液壓部件控制活塞單向閥柱塞電磁閥線圈儲液器泵傳感器輪缸ECU儲能器26保壓：電磁閥通入較小電流，柱塞右移將所有油路相互隔開，控制活塞保持在某一位置，輪缸側的容積不發(fā)生變化，制動壓力保持一定。主缸踏板液壓部件控制活塞單向閥柱塞電磁閥線圈儲液器泵傳感器輪缸ECU儲能器274.3典型ＡＢＳ4.3.1大眾循環(huán)式ＡＢＳ上海桑塔納2000GSi、一汽大眾的捷達、都市先鋒、上海賽歐以及奇瑞等汽車上采用的是德國戴維斯公司研制的MK20—Ⅰ型ABS。它采用四傳感器/三通道的ABS調節(jié)回路，前輪單獨調節(jié)，后輪則以兩輪中地面附著系數低的一側為依據統(tǒng)一調節(jié)。28291）常規(guī)制動過程302）保壓制動過程313）減壓制動過程324）增壓制動過程334.3.2豐田循環(huán)式ＡＢＳＬＳ４００的ＡＢＳ采用四傳感器三通道／前輪獨立控制—后輪選擇控制方式。34（1）常規(guī)制動35（2）減壓制動36（3）保壓制動37（4）增壓制動38系統(tǒng)電路394.3.3本田可變容積式ＡＢＳ本田車系的ABS采用四傳感器三通道/前輪獨立-后輪選擇控制方式，裝的是可變容積式制動壓力調節(jié)器。404.4汽車驅動防滑控制系統(tǒng)4.4.1驅動防滑控制系統(tǒng)概述汽車在驅動過程中，驅動車輪可能相對于路面發(fā)生滑轉。?滑轉成分在車輪縱向運動中所占的比例稱為驅動車輪的滑轉率，通常用Sd表示。當車輪在路面上純滾動時，車輪中心的縱向速度完全是由于車輪滾動產生的。此時ν＝ωｒ，其滑轉率Ｓｄ＝０；當車輪在路面上完全滑轉時，車輪中心的縱向速度ν＝０，其滑動率Ｓｄ＝１００％；當車輪在路面上邊滾動邊滑轉時，０＜Ｓｄ＜１００％。41圖4—49所示為滑轉率與附著系數之間的關系曲線。424.4.2驅動防滑控制系統(tǒng)的控制方式驅動防滑控制系統(tǒng)的控制參數是滑轉率，控制器根據各車輪轉速傳感器信號計算Ｓｄ，當Ｓｄ值超過某一限定值時，控制器就輸出控制信號，抑制車輪的滑轉，將車輪的滑轉率控制在理想的范圍內。汽車驅動防滑控制系統(tǒng)常用的控制方式有以下幾種：１、發(fā)動機輸出功率／轉矩控制２、驅動輪制動控制３、同時控制發(fā)動機輸出功率和驅動車輪的制動力４、防滑差速鎖控制５、差速鎖與發(fā)動機輸出功率綜合控制43說明：ABS與ASR區(qū)別1．ASR與ABS的相同之處①ASR和ABS采用相同的控制技術，都是通過控制車輪和路面的滑移率來實現各自的控制功能。②ASR和ABS密切相關，通常結合在一起使用，共享許多系統(tǒng)部件來控制車輪的轉動，以更好地保證汽車的行駛安全。442．ASR與ABS的不同之處①ABS是防止制動時車輪抱死滑移，主要是用來提高制動效果，確保制動安全；ASR則是防止驅動車輪的滑轉，主要是用來提高汽車起步、加速及滑溜路面行駛時的牽引力，提高行駛性能，確保行駛穩(wěn)定性。②在控制其滑移率的過程中，ABS對前后車輪都起作用，而ASR只對驅動車輪起控制作用。③ABS是在制動時工作，在車輪出現抱死趨勢時起作用，在車速很低（小于8km/h）時不起作用；ASR則是在整個行駛過程中都工作，在車輪出現滑轉時起作用，當車速很高（80～120km/h）時不起作用。454.4.3驅動防滑控制系統(tǒng)的結構和工作原理１、ＡＳＲ的基本組成及工作原理ＡＳＲ的基本組成如圖4—53所示。ＡＳＲ專用的信號輸入裝置是ＡＳＲ選擇開關，將ＡＳＲ選擇開關關閉，ＡＳＲ就不起作用。由于ＡＳＲ和ＡＢＳ的一些信號輸入和處理都是相同的，因此ＡＳＲ控制器與ＡＢＳ電子控制單元通常組合在一起。46２、ＡＳＲ制動壓力調節(jié)器ＡＳＲ制動壓力調節(jié)器對滑轉車輪施加制動力和控制制動力的大小，以使滑轉車輪的滑轉率在目標范圍內。ＡＳＲ制動壓力源是蓄能器，通過電磁閥來調節(jié)驅動車輪制動壓力的大小。ＡＳＲ制動壓力調節(jié)器的結構形式有單獨方式和組合方式兩種。47（１）單獨方式ＡＳＲ制動壓力調節(jié)器。所謂單獨方式ＡＳＲ制動壓力調節(jié)器和ＡＢＳ制動壓力調節(jié)器在結構上各自分開，如圖4—54所示。48（２）組合方式的ＡＳＲ制動壓力調節(jié)器。組合方式ＡＳＲ制動壓力調節(jié)器如圖4—55所示。494.4.4ＬＳ４００轎車的ＡＢＳ／ＴＲＣ50１、車速傳感器在４個車輪上各裝一個電磁感應式輪速傳感器，向ＡＢＳ／ＴＲＣＥＣＵ輸入各車輪的輪速信號。２、ＡＢＳ／ＴＲＣＥＣＵＡＢＳ／ＴＲＣＥＣＵ根據驅動車輪轉速傳感器輸送的速度信號計算判斷出車輪與路面間的滑轉狀態(tài)，并適時地向其執(zhí)行機構發(fā)出指令，以降低發(fā)動機的輸出轉矩和車輪的轉速，從而實現防止驅動輪滑轉的目的。３、ＴＲＣ制動執(zhí)行器ＴＲＣ制動執(zhí)行器主要由ＴＲＣ隔離電磁閥總成和ＴＲＣ制動供能總成組成。51４、副節(jié)氣門執(zhí)行器副節(jié)氣門執(zhí)行器的功用是根據電子控制單元傳送的指令來控制副節(jié)氣門的開啟角度，從而控制進入發(fā)動機氣缸的空氣量，達到控制發(fā)動機輸出轉矩的目的。5253圖4-61豐田LS400ABS/TRC液壓控制原理圖54電子制動力分配系統(tǒng)（ＥＢＤ）是ＡＢＳ功能的一個擴展。車輛制動時，如果四個車輪附著地面的條件不同（例如，左側車輪附著在濕滑路面上，而右側車輪附著在干燥路面上），則四個車輪與地面的附著力會不同。這樣在制動過程中，將容易產生打滑、傾斜和側翻等現象。4.6電子制動力分配系統(tǒng)（ＥＢＤ）55為避免這種情況的發(fā)生，電子制動力分配系統(tǒng)（ＥＢＤ）會自動檢測各個車輪的附著力狀況，將制動系統(tǒng)所產生的制動力適當地分配至四個車輪。在ＥＢＤ系統(tǒng)的輔助下，制動力可以得到最佳的分配，使得制動距離明顯縮短，并在制動的同時保持車輛的平穩(wěn)，提高行車安全。此外，車輛轉彎時，如果進行制動操作，則ＥＢＤ系統(tǒng)亦具有維持車輛穩(wěn)定性的功能，以增加彎道行駛的安全性。4.6電子制動力分配系