abs電子控制單元硬件電路設計

引言現(xiàn)在越來越多的人開始注意與人身安全密切相關的設備，如ABS、安全氣囊等。汽車制動防抱死系統(tǒng)，簡稱為ABS，是提高汽車被動安全性的一個重要裝置。有人說制動防抱死系統(tǒng)是汽車安全措施中繼安全帶之后的最大進展，是提高汽車制動安全性的又一重大進步。ABS有的四大優(yōu)點：加強對車輛的控制。裝備有ABS的汽車，駕駛員在緊急制動過程中仍能保持著很大程度的操控性，可以及時調(diào)整方向，對前面的障礙或險情做出及時、必要的躲避。而未配備ABS的車輛緊急制動時容易產(chǎn)生側(cè)滑、甩尾等意外情況，使駕駛員失去對車輛的控制，增加危險性。減少浮滑現(xiàn)象。沒有配備ABS的車輛在潮濕、光滑的道路上緊急制動，車輪抱死后會出現(xiàn)車輛在路面上保持慣性繼續(xù)向前滑動的情況。而ABS由于減少了車輪抱死的機會，因此也減少了制動過程中出現(xiàn)浮滑的機會。有效縮短制動距離。在緊急制動狀態(tài)下，ABS能使車輪處于既滾動又拖動的狀況，拖動的比例占20％左右，這時輪胎與地面的摩擦力最大，即所謂的最佳制動點或區(qū)域。普通的制動系統(tǒng)無法做到這一點。減輕了輪胎的磨損。使用ABS消除了在緊急制動過程中抱死的車輪使輪胎遭受不能修復的損傷，即在輪胎表面形成平斑的可能性。大家留心就會發(fā)現(xiàn)，在道路上留下長長剎車痕跡的是未裝備ABS的車輛，而裝備了ABS的車輛，只會留下輕微的剎車痕跡，并且是一小段一小段的，明顯減少了輪胎和地面的磨損程度。ABS的基本工作原理ABS通常都由控制裝置和ABS警示燈等組成。在不同的ABS系統(tǒng)中，制動壓力調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制邏輯以及車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)裝置都不盡相同。在常見的ABS系統(tǒng)中，每個車輪上各安裝一個轉(zhuǎn)速傳感器，將有關各車輪轉(zhuǎn)速的信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號對各個車輪的運動狀態(tài)進行監(jiān)測和判定，并形成相應的控制指令。制動壓力調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)壓電磁閥組成，電動泵組成和儲液器等組成一個獨立的整體，通過制動管路與制動主缸和各制動輪缸相連。制動壓力調(diào)節(jié)裝置受電子控制裝置的控制，對各制動輪缸的制動壓力進行調(diào)節(jié)。ABS的工作過程可以分為常規(guī)制動，制動壓力保持、制動壓力減小和制動壓力增大等階段。在常規(guī)制動階段，ABS并不介入制動壓力控制，調(diào)壓電磁閥總成中的各進液電磁閥均不通電而處于開啟狀態(tài)，各出液電磁閥均不通電而處于關閉狀態(tài)，電動泵也不通電運轉(zhuǎn)，制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處于溝通狀態(tài)，而各制動輪缸至儲液器的制動管路均處于封閉狀態(tài)，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化，此時的制動過程與常規(guī)制動系統(tǒng)的制動過程完全相同。在制動過程中，電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱制動壓力調(diào)節(jié)過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨于抱死時，電子控制裝置就使控制右前輪刮動壓力的進液電磁閥通電，使右前進液電磁閥轉(zhuǎn)入關閉狀態(tài)，制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動輪缸，此時，右前出液電磁閥仍末通電而處于關閉狀態(tài)，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，右前制動輪缸的刮動壓力就保持一定，而其它末趨于抱死車輪的制動壓力仍會隨制動主缸輸出壓力的增大而增大；如果在右前制動輪缸的制動壓力保持一定時，電子控制裝置判定右前輪仍然趨于抱死，電子控制裝置又使右前出液電磁閥也通電而轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)，右前制動輪缸中的部分制動波就會經(jīng)過處于開啟狀態(tài)的出液電磁閥流回儲液器，使右前制動輪缸的制動壓力迅速減小右前輪的抱死趨勢將開始消除，隨著右前制動輪缸制動壓力的減小，右前輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速；當電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號判定右前輪的抱死趨勢已經(jīng)完全消除時，電子控制裝置就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)，使出液電磁閥轉(zhuǎn)入關閉狀態(tài)，同時也使電動泵通電運轉(zhuǎn)，向制動輪缸泵輸送制動液，由制動主缸輸出的制動液經(jīng)電磁閥進入右前制動輪缸，使右前制動輪缸的制動壓力迅速增大，右前輪又開抬減速轉(zhuǎn)動。ABS通過使趨于抱死車輪的制動壓力循環(huán)往復而將趨于防抱車輪的滑動率控制，在峰值附著系數(shù)滑動率的附近范圍內(nèi)，直至汽車速度減小至很低或者制動主缸的常出壓力不再使車輪趨于抱死時為止。制動壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的頻率可達3~20HZ。在該ABS中對應于每個制動輪缸各有對進液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進行控制，因此，各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立地調(diào)節(jié)，從而使四個車輪都不發(fā)生制動抱死現(xiàn)象。制動壓力保持、制動壓力減小和制動壓力增大這三個階段會在每秒內(nèi)循環(huán)2－6次，直至沒有車輪抱死的顧慮。早期的系統(tǒng)控制速率是相當?shù)偷?，然而隨著電子元件的發(fā)展，控制速率可以提高，但是因為液壓太低的關系，這個作用就抵消了。此外，控制頻率太高，可能會造成前、后軸的共振而損壞零件。盡管各種ABS的結(jié)構(gòu)形式和工作過程并不完全相同，但都是通過對趨于抱死車輪的制動壓力進行自適應循環(huán)調(diào)節(jié)，來防止被控制車輪發(fā)生制動抱死。乘汽車圖上安伍裝的炭液壓植或氣私壓制齒動器嗎，稱袖為常詠規(guī)制咬動裝懼置。片這種烘裝置肌在緊倒急剎注車時汽往往感將車族輪完穴全抱俘死，獻使車慎輪滑散移(水拖印效)，飲從而呈使汽臟車制供動停謊車距偽離相蟲對延之長，叉并伴闊有制販動跑率偏、槳側(cè)滑字和失恐去轉(zhuǎn)躁向能跳力等勉危及才行車厚安全汗的現(xiàn)篩象發(fā)息生。優(yōu)蠟值請?？?guī)制航動系貧統(tǒng)的瞧正常編工作音，是騰AB宣S系彩統(tǒng)工宰作的醫(yī)基礎翻。若窯常規(guī)律制動渴裝置藏發(fā)生呈故障撈，A運BS咬系統(tǒng)券失效舅。若共AB足S系腰統(tǒng)發(fā)途生故怠障，洪常規(guī)牌制動糊裝置良仍會缺正常滲工作榨，只煙是沒緞有防丈止車本輪抱腐死的聰功能幼而已破。圖3－1圖3－1總?cè)?、費AB想S的俗理論衰分析之3.賊1劫制動妹時車神輪的恢受力命分析釣絮扶1.影地面茶制動堤力(茶F嘗B便)綢如蜘圖韻3－五1所宗示，暑M讀μ變?yōu)橹朴鷦悠鬟x中的身摩擦走力矩醒，V滅F笛為汽搭車瞬址時速士度，鉗F庭B蒙為地辣面制旨動力仿,G秩為車沈輪垂耗直載惱荷，礎C叨乙剃為地曠面對跡車輪撤的反煉作用苦力，鋼r為漠車輪桑滾動爺半徑壟，跟V差R秧為車閃輪圓留周線麗速度錯(盜V才R勵=ω覽·r微)，竿F漁s牢為側(cè)針向力采,ω鍬為車斥輪角德速度及,α龜為側(cè)性偏角寧。梢當汽叢車使垂用車健輪制積動器眠制動沙時，醉由于視制動字盤(剝鼓)練與制東動蹄祝摩擦者襯片址之間瞞的摩滔擦作宰用，陷形成番了摩納擦力綱矩M旬μ事，此粗力矩杜與車憤輪轉(zhuǎn)質(zhì)動方層向相鳳反。垃車輪導在M藝μ隆的作疫用下具給地幻面一書個向僵前的室作用刊力，肌與此聽同時妥地面速給車睬輪一揭個與歇行駛陽方向陣相反氣的切糕向反阿作用器力F榮B秩，這假個力教就是娘地面絕制動就力，子它是翅迫使垮汽車滴減速叉或停撤止的規(guī)外力孫。由波力矩剛平衡演原理畜可得邀到喊：街F慈B瞧=浸M必μ蕉/r班2睡.稱制動貢器的鏈制動償力(芝Fμ狼)陡弦錫若把獻車輪涂架離斑地面鞋，這壞時阻階止車邁輪轉(zhuǎn)議動的價便是尿制動碰器的旱摩擦獻力矩慢M甩μ郵。由壓圖1恒可知午：圖3－2大F辟μ賤=M店μ已/r地工碼制動于器制咬動力糧是由芹制動怨器的草參數(shù)層決定視的，圈并與盈制動吩踏板撿力(并即制凳動時川液壓灶或汽享壓壓心力)聚成正小比。圖3－2萬3.歡地面摔制動漁力，烏制動男器制良動力改與輪乖胎道郵路附斜著力懷的關逆系絹如圖姓3－協(xié)2所愉示為膊不考次慮制碰動過盜程中帶附著渠系數(shù)笛φ值午變化粥的地設面制托動力都F莖B秤、制煉動器墊制動規(guī)力F輪μ迎以及甲輪胎柳與道跳路附騙著力構(gòu)F樂μ漸三者哄的關招系。已由圖刮可知之，當?shù)瘃{駛輝員踩鍬制動巧踏板饑的力發(fā)較小淘，制凡動器柱摩擦懷力矩目M貸μ臺較小炎時，崇車輪頂只做坡減速捐滾動腎，并掉且隨萄著M饒μ蜘的增綢加，瓣F冷μ激和F咱B威也隨買之成上正比矛增長礦，且綱在車類輪未汪抱死浪之間漏，F(xiàn)蘭B=跌F霸μ片，此雁時F大μ抖可全鑒部轉(zhuǎn)再化為抽地面挨制動巡力，預但F范B在不可銅能超勢過F乘φ歸，即荷：正F笑B恐≤F塌φ足=φ松G玩乙冤或地駕面最賓大制并動力遠F倍Bm倍ax役為篇F搶Bm唇ax榮=F捏φ挖當制勇動器詠壓力雙(制閱動踏鵝板力址)增多大到踢某一護值，脂F(xiàn)買B濁達到拘F歡φ蔥值，踏即地洞面制噴動力秒達到箱最大壘值(消F憐Bm辜ax攏)時癥，車罩輪即跑開始殼抱死郵不轉(zhuǎn)寶而出陡現(xiàn)抱苗死拖欄滑現(xiàn)堂象。眨當再皺增大瓶制動懼器的擾壓力筋時，舍F見μ侍隨M省μ片玉的增狂長仍文按直待線關合系上汁升(絕見圖譯2中廉虛線嫌上升伸段)溫。但梅是，快F驕B降已達糠F槍φ但值，干因此陷F頓B斃不再利隨制悶動器地制動準力的昂增加暫而增搞加。耍誓困由上畏述分鉆析知階，要忍想獲殖得好驕的制食動效定果，報必須管同時計具備囑兩個屠條件隆，即棄汽車議具有才足夠展的F疏μ鞋，同倡時又撐要有剝附著豎系數(shù)咐較高良的路夠面提犧供足雕夠的閥F艇B。蹤3.黃2漁滑移槳率(危S眼)與撕最佳搖制動吊狀態(tài)深絕預1.奴滑移瞞率的偶定義搏及其釋表達貪式逼所謂著滑移巨率，平是指及車輪預在制煩動過淘程中放滑移民成份甩在車方輪縱悠向運陵動中就所占袖的比徐例，余用"扎S"惠表示頃。其遺定義灰表達儉式為菠：艷S=縮V艙F茄-V唇R刃/V爹F傍×摧10吧0%跡其中病S為裹制動灣時車枝輪滑董移率祖，V羞F足為實艷際車惕速，樓V栗R氏為車偷輪滾樂動時屋圓周親速率碰。錄退趨由上室式可犁知:錦當汽養(yǎng)車的警實際英車速屢等于泛車輪妻滾動高時的蛙圓周牛速度肺（茄V至F薪=肌V忌R有）污時，皮滑移滑率為么零(拼S=戰(zhàn)O)倒，車襪輪為春純滾妖動；餐當故V崇R沉=O譽時，薯S=厲l0鍋0%逃，車甲輪完繼全抱曾死而詠作純放滑綢(移紛)動引；當課0<膚S<澆10搬0%重時，者車輪存既滾愧動又劇滑動怨。遞2.奏附著崖系數(shù)座與滑壟移率災的關譯系弱在實倍際制床動過陪程中追，附瞇著系小數(shù)(峽φ)叫是經(jīng)乖常變泳化的賺，它污的大墳小隨培著滑懂移率腔的變欺化而委變化攏。實煤驗測離定，胃當滑呆移率榨為1笨5%笨一3秘0%盡的范竿圍內(nèi)蛛時，申車輪說具有尼最大恐的縱模向附規(guī)著系閣數(shù)，杯即可脂產(chǎn)生重的地鼓面制聚動力漠最大朋，制屈動距板離相距對最腸短，扇制動謙效果區(qū)最佳獨。倡辭聽由實渾驗還頓可知收，當惰車輪莖處在皇純滾喪動狀霸態(tài)時谷，側(cè)景向附轉(zhuǎn)著系閥數(s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