第九章ABS系统

1、第八章 汽车电子控制ABS系统v8-1ABS8-1ABS的基本理论的基本理论v8-2ABS8-2ABS的组成及工作原理的组成及工作原理 8-1 ABS8-1 ABS的基本理论的基本理论一、一、ABSABS概述概述vABS Antilock Braking SystemABS Antilock Braking Systemv是汽车的一种主动安全装置，用于防止汽车制动时车轮是汽车的一种主动安全装置，用于防止汽车制动时车轮抱死，以获得最佳制动效果。抱死，以获得最佳制动效果。 即充分利用车轮的附着力，使车轮处于最佳制动状态，即充分利用车轮的附着力，使车轮处于最佳制动状态，缩短制动距离缩短制动距离，同时

2、保证汽车的制动，同时保证汽车的制动方向稳定性，防止方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏产生侧滑和跑偏。vABSABS的作用是在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进的作用是在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进行迅速、准确而又有效的控制，使车轮的纵向、横向都行迅速、准确而又有效的控制，使车轮的纵向、横向都保持较高的附着系数，从而保证：对汽车转向能够控制；保持较高的附着系数，从而保证：对汽车转向能够控制；使汽车在最短距离内停车；减小轮胎磨损。使汽车在最短距离内停车；减小轮胎磨损。轮速传感器电子控制单元执行器ABS信号灯ABSABS总体结构（演示）总体结构（演示）依靠装在各车轮上转速传感器以及车身上的车速传感

3、依靠装在各车轮上转速传感器以及车身上的车速传感器，通过计算机控制。紧急制动时，一旦发现某个车器，通过计算机控制。紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即指令压力调节器使该轮的制动分轮抱死，计算机立即指令压力调节器使该轮的制动分泵泄压，使车轮恢复转动。泵泄压，使车轮恢复转动。ABSABS的工作过程实际上是抱的工作过程实际上是抱死死松开松开抱死抱死松开的循环过程，使车辆始终处于松开的循环过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态，有效地克服紧急制动时的临界抱死的间隙滚动状态，有效地克服紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等情况的发生。跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等情况的发生。 控制器控

4、制器执行器执行器轮速传感器轮速传感器车轮车轮期望值期望值实际值实际值二二、汽车制动性能评价指标汽车制动性能评价指标1.1.制动效能制动效能：即制动距离与制动减速度。即制动距离与制动减速度。2.2.制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性：即制动时汽车即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。能。3.3.制动效能的恒定性：制动效能的恒定性：抗热衰退性能。抗热衰退性能。三三、制动时车轮受力分析和运动状态分析制动时车轮受力分析和运动状态分析1.1.受力分析受力分析FxFx地面制动力；地面制动力；FzFz地面对车轮的法向反力；地面对车轮的法向反力；车轮

5、垂直载荷；车轮垂直载荷；车轴对车轮的推力；车轴对车轮的推力；制动器摩擦力矩；制动器摩擦力矩； FF制动器制动力。制动器制动力。rTF Fx Fx、FF、FF之间的关系之间的关系 当当FxFx FF时，时，FxFx= =FF，且随，且随FF的的增大而增大；增大而增大； 当当FxFx= =F=FzF=Fz时，时，FF再增大，再增大，FxmaxFxmax= =FzFz, ,车轮已经抱死，车轮已经抱死，FF的增大不起作用。的增大不起作用。 地面制动力地面制动力Fx Fx 既取决于制动器制既取决于制动器制动力动力FF，又受附着力或附着又受附着力或附着系数系数的限制。的限制。 越大越大，FxmaxFxma

6、x越大，在有足够的越大，在有足够的FF的前提下，可以达到的制的前提下，可以达到的制动力越大。动力越大。 FF附着力附着力zFFv前后轮抱死顺序对汽车工况的影响：前后轮抱死顺序对汽车工况的影响：v前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑：是稳前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑：是稳定工况，但制动时前轮无转向能力，附着条定工况，但制动时前轮无转向能力，附着条件没有充分利用；件没有充分利用；v后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑：不稳后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑：不稳定工况，后轴可能侧滑，附着条件没有充分定工况，后轴可能侧滑，附着条件没有充分利用；利用；v前后轮同时抱死拖滑：是稳定工况，避免后前后轮同时抱死拖

7、滑：是稳定工况，避免后轴侧滑，前轮只有在最大制动强度下失去转轴侧滑，前轮只有在最大制动强度下失去转向能力，附着条件利用较好。向能力，附着条件利用较好。2.2.车轮的运动状态车轮的运动状态:v纯滚动纯滚动v纯滑动纯滑动v既有滚动又有滑动既有滚动又有滑动S 制动滑移率制动滑移率v 汽车行驶速度汽车行驶速度vR 车轮圆周速度车轮圆周速度r 车轮动力半径车轮动力半径w 车轮角速度车轮角速度rvvvvSRR滑移率滑移率S S纯滚动纯滚动S=0;S=0;纯滑动纯滑动S=1;S=1;既有滚动又有滑动既有滚动又有滑动0S10SS1SS1时，减压时，减压SS2SS2时，增压时，增压控制精度高，防抱死制动性能好；

8、电路复杂，成本高。控制精度高，防抱死制动性能好；电路复杂，成本高。五、五、ABSABS控制原理控制原理2.逻辑门限值控逻辑门限值控制方式制方式控制参数：车轮控制参数：车轮加减速度兼顾加减速度兼顾参考滑移率。参考滑移率。v初增压；初增压；vaa0aa0保压，保压，vaa1aa2aa2增压。增压。（二）控制方案（二）控制方案v控制通道：在控制通道：在ABSABS中，对能够独立进行制动压力调中，对能够独立进行制动压力调节的制动管路称控制通道。节的制动管路称控制通道。v独立控制（轮控制）：每个车轮的制动压力可以进独立控制（轮控制）：每个车轮的制动压力可以进行单独控制。行单独控制。v一同控制（轴控制）：

9、两个车轮的制动压力是一同一同控制（轴控制）：两个车轮的制动压力是一同进行调节。进行调节。v高选原则控制：一同控制时，以保证附着力较大的高选原则控制：一同控制时，以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行控制压力调节。车轮不发生制动抱死为原则进行控制压力调节。v低选原则控制：一同控制时，以保证附着力较小的低选原则控制：一同控制时，以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行控制压力调节。车轮不发生制动抱死为原则进行控制压力调节。1.1.四传感器、四控制通道四传感器、四控制通道四个轮速各装一个传感器，四个轮速各装一个传感器，在通往四个车轮制动分在通往四个车轮制动分泵的管路中，各设一个泵的管路

10、中，各设一个电磁阀进行独立控制。电磁阀进行独立控制。性能特点：各个车轮进行性能特点：各个车轮进行独立控制的，因此每个独立控制的，因此每个车轮都能最大程度的利车轮都能最大程度的利用最大附着力，方向稳用最大附着力，方向稳定性好，制动距离短定性好，制动距离短。轿车上广泛采用轿车上广泛采用2.2.四传感器、三控制通道四传感器、三控制通道四个轮速各装一个传感器，对四个轮速各装一个传感器，对两前轮进行独立控制，两后两前轮进行独立控制，两后轮按低选原则进行一同控制轮按低选原则进行一同控制( (即两个车轮由一个通道控即两个车轮由一个通道控制，以保证附着力较小的车制，以保证附着力较小的车轮不抱死为原则轮不抱死为

11、原则) )，有的用，有的用三个传感器。三个传感器。性能特点：两后轮按低选原则性能特点：两后轮按低选原则进行一同控制，左右两后轮进行一同控制，左右两后轮的制动力相等，方向稳定性的制动力相等，方向稳定性良好；前轮的良好；前轮的附着力比后轮附着力比后轮大很多大很多，独立控制可充分利，独立控制可充分利用附着力缩短制动距离和提用附着力缩短制动距离和提高转向能力。高转向能力。轿车上采用较多。轿车上采用较多。3.3.二传感器、二控制通道二传感器、二控制通道两个前轮和两个后轮各装两个前轮和两个后轮各装一个传感器和一个电磁一个传感器和一个电磁阀，两前轮和两后轮按阀，两前轮和两后轮按低选原则进行一同控制。低选原则

12、进行一同控制。性能特点：性能特点：方向稳定性和方向稳定性和可操纵性均变差。可操纵性均变差。结构简单，成本低。结构简单，成本低。个别汽车使用。个别汽车使用。4.4.一传感器、一控制通道一传感器、一控制通道它是在后轮制动器总管中设置一个制动它是在后轮制动器总管中设置一个制动压力调节器，在后桥主减速器上安装压力调节器，在后桥主减速器上安装一个轮速传感器一个轮速传感器( (也有在后轮上各安装也有在后轮上各安装一个一个) )。对两后轮按低选原则进行一同。对两后轮按低选原则进行一同控制。控制。性能特点：只有后轮制动时不抱死，性能特点：只有后轮制动时不抱死，方方向稳定性好；若前轮抱死转向操纵能向稳定性好；若

13、前轮抱死转向操纵能力差。力差。结构简单，成本低。结构简单，成本低。轻型载货汽车使用。轻型载货汽车使用。8-2 ABS 8-2 ABS 的组成及工作原理的组成及工作原理 一、一、ABSABS的组成的组成ABSABS是在常规制动系统基础上又增设了新装置。是在常规制动系统基础上又增设了新装置。常规制动系统包括（演示）：常规制动系统包括（演示）：v制动踏板制动踏板v真空阻力器（伺服装置）真空阻力器（伺服装置）v制动主缸和制动轮缸制动主缸和制动轮缸v制动器（盘式和鼓式制动器（盘式和鼓式）ABSABS增设的新装置包括：增设的新装置包括：v车轮轮速传感器车轮轮速传感器v电子控制单元电子控制单元ECUECUv

14、制动压力调节器制动压力调节器vABSABS警告灯警告灯二、二、ABSABS主要部件与工作原理主要部件与工作原理（一）（一）轮速传感器轮速传感器1.1.结构（演示）结构（演示）2.2.工作原理工作原理v当齿圈随车轮转动时，极轴与齿圈间的空气间隙大当齿圈随车轮转动时，极轴与齿圈间的空气间隙大小将交替变化，引起感应线圈中磁通的周期性变化，小将交替变化，引起感应线圈中磁通的周期性变化，在感应线圈中产生交变的电压信号，其频率和齿圈在感应线圈中产生交变的电压信号，其频率和齿圈齿数和转数乘正比齿数和转数乘正比（二）电子控制单元（二）电子控制单元1.1.输入电路输入电路2.2.运算电路运算电路3.3.输出电路

15、输出电路4.4.安全保护电路安全保护电路v输入电路的功用是对轮速传感器输入的交变电压信输入电路的功用是对轮速传感器输入的交变电压信号进行预处理，并将模拟信号转变成数字信号。号进行预处理，并将模拟信号转变成数字信号。v运算电路的功用是根据轮速传感器信号，计算出车运算电路的功用是根据轮速传感器信号，计算出车轮的瞬时速度，而后求出加减速度、初速度、参考轮的瞬时速度，而后求出加减速度、初速度、参考车速和滑移率。车速和滑移率。v输出电路功用是将运算电路输出的数字控制信号转输出电路功用是将运算电路输出的数字控制信号转变成模拟信号，通过控制功率放大器、驱动执行器变成模拟信号，通过控制功率放大器、驱动执行器（

16、制动压力调节器）工作，最制动分泵制动压力进（制动压力调节器）工作，最制动分泵制动压力进行调节。行调节。v安全保护电路功用是对电源电压监控，并将安全保护电路功用是对电源电压监控，并将12V12V或或14 V14 V转换成转换成5V5V，并有监控功能和记忆功能。，并有监控功能和记忆功能。（三）制动压力调节器（执行器）（三）制动压力调节器（执行器）v功用是根据电子电控单元功用是根据电子电控单元ECUECU的控制指令，通过电的控制指令，通过电磁阀的动作对车轮制动器压力实施自动调节，以使磁阀的动作对车轮制动器压力实施自动调节，以使车轮滑移率保持在最佳的范围内车轮滑移率保持在最佳的范围内。1 1、分类：、分类：根据动力源分：液压式和气压式；根据动力源分：液压式和气压式；根据结构关系分：分离式和整体式；根据结构关系分：分离式和整体式；根据调压方式分：流通式和变容积式。根据调压方式分：流通式和变容积式。2 2、制动压力调节器组成：、制动压力调节器组成：储液室、电动泵、蓄压器、电磁阀的等组成。储液室、电动泵、蓄压器、电磁阀的等组成。（1 1）电磁阀：）电磁阀：控制液压的具体部件，通过电磁阀的切换，控控制液压的具体部件，通过电