ABS汽车电子控制防抱死制动系统

1、第第6讲讲 电子控制防抱死制动系统电子控制防抱死制动系统 (ABS)6.1 概述概述1.传统机械制动系统缺点传统机械制动系统缺点 （1）安全性差；）安全性差； （2）轮胎非正常磨损轮胎非正常磨损 。 2 2ABS的作用的作用 自动调节制动力、防止制动车轮自动调节制动力、防止制动车轮抱死。抱死。 图1：无ABS的制动图2：有ABS的制动优点：（优点：（1）缩短制动距离；）缩短制动距离； （2）保持制动时的方向稳定；）保持制动时的方向稳定； （3）保持制动时的转向控制能力；）保持制动时的转向控制能力； （4）减少制动时轮胎的磨损；）减少制动时轮胎的磨损； （5）减少驾驶员的疲劳强度。）减少驾驶员的

2、疲劳强度。 6.2 ABS的理论基础的理论基础 地面附着力地面附着力F =Z Z地面对轮胎的法向反作用力地面对轮胎的法向反作用力 附着系数附着系数图：汽车制动时车轮受力情况图：汽车制动时车轮受力情况 M制动器摩擦力矩制动器摩擦力矩;W车轮垂直载荷车轮垂直载荷;Fz地面制动力地面制动力;Z地面对轮胎的法向地面对轮胎的法向反作用力反作用力;w车轮的角速度车轮的角速度;v汽车的行汽车的行驶速度驶速度;T车轴对车轮的推力车轴对车轮的推力;r车轮半车轮半径径1.汽车在制动过程中的车轮受力汽车在制动过程中的车轮受力 制动器制动力制动器制动力Fb 地面制动力地面制动力Fz图：制动过程中地面制动力、制动器制动

3、力及附着力之间的关系图：制动过程中地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系 地面制动力首先取决于制动器制动力，地面制动力首先取决于制动器制动力，但又受路面附着条件限制。但又受路面附着条件限制。滑移率滑移率S表示车轮滑动成分的多少表示车轮滑动成分的多少 S=VW车身速度；车身速度；Vr车轮速度车轮速度100%wrwVVV在纯滚动时，在纯滚动时， = ，S=0，在纯滑动时，在纯滑动时， =0，S=100%，边滚边滑时，边滚边滑时，0S100%。 wVrVrV令车轮纵向附着系数令车轮纵向附着系数 x=制动力制动力Fx/车辆垂直载荷车辆垂直载荷Fz；车轮侧向附着系数车轮侧向附着系数 y=车轮侧向车轮

4、侧向力力Fy/车轮垂直载荷车轮垂直载荷Fz图图4 4：附着系数与滑移率的关系：附着系数与滑移率的关系 x x纵向附着系数；纵向附着系数； y y横向附着系数；横向附着系数； p p峰值附着系数；峰值附着系数； s s车轮抱死时纵向滑动车轮抱死时纵向滑动附着系数附着系数制动性能的主要评价指标：制动性能的主要评价指标：制动效能制动效能：制动距离和制动减速度；制动距离和制动减速度；纵向附着系数纵向附着系数纵向附着力纵向附着力制动制动效能。效能。制动稳定性：主要取决于侧向附着制动稳定性：主要取决于侧向附着力，即与侧向附着系数有关力，即与侧向附着系数有关。 ABS的理论基础的理论基础ABS的目的：的目的

5、： 自动调节制动器自动调节制动器的制动力，使的制动力，使S保持在保持在20%的最佳状态。的最佳状态。图图4 4：附着系数与滑移率的关系：附着系数与滑移率的关系 x x纵向附着系数；纵向附着系数； y y横向附着系数；横向附着系数； p p峰值附着系数；峰值附着系数； s s车轮抱死时纵向滑动车轮抱死时纵向滑动附着系数附着系数6.3 ABS的组成与工作原理的组成与工作原理 1.组成组成 在原有常规制动装置的基础上，增设电子控制器、液压电子控制器、液压调节器（制动压力调节器）、车轮速度传感器调节器（制动压力调节器）、车轮速度传感器。 图图5 5：防抱死制动系统（：防抱死制动系统（ABSABS）的组

6、成）的组成 图图6：防抱死制动系统（：防抱死制动系统（ABS）零部件安装位置）零部件安装位置 1) 车轮速度传感器车轮速度传感器：把车轮的运动状态转变为电信号把车轮的运动状态转变为电信号 ；图：车轮速度传感器2)电子控制器（电脑电子控制器（电脑）：整个整个ABS系统的控制中枢系统的控制中枢； 左前轮速度传感器左前轮速度传感器右前轮速度传感器右前轮速度传感器左后轮速度传感器左后轮速度传感器右后轮速度传感器右后轮速度传感器电子控制模块电子控制模块（ECU）液压控制单元液压控制单元（液压调节器）（液压调节器）ABS故障指示灯故障指示灯自诊断输出自诊断输出图图8：电子控制器和基本输入输出信号：电子控制

7、器和基本输入输出信号（1）ECU的防抱死控制功能的防抱死控制功能 （2）ECU的故障保护控制功能的故障保护控制功能 作用作用：自动调节车轮制动器压力，使车轮滑移率自动调节车轮制动器压力，使车轮滑移率保持在最佳滑移率范围内。保持在最佳滑移率范围内。 3）制动压力调节器（执行机构）制动压力调节器（执行机构）循环式调节器工作过程说明：循环式调节器工作过程说明： 储液器：暂时储存制储液器：暂时储存制动液；动液；回油泵：将制动液泵回油泵：将制动液泵回制动总泵。回制动总泵。电磁阀：由电磁阀：由ECU控制控制其动作，控制制动分其动作，控制制动分泵压力的升高、保持泵压力的升高、保持和降低。和降低。 A A三位

8、三通电磁阀式制动压力调节器三位三通电磁阀式制动压力调节器 有三个工作位置，三有三个工作位置，三个液压通道。个液压通道。其工作原理：其工作原理： 电磁阀不通电，电磁阀不通电，阀处阀处于右位于右位 ,制动总泵与分制动总泵与分泵直通；泵直通；电磁阀半通电，电磁阀半通电，阀处阀处于中位，于中位，制动总泵与制动总泵与分泵断开，分泵与储分泵断开，分泵与储液器不通；液器不通；电磁阀全通电，阀处电磁阀全通电，阀处于左位，制动分泵与于左位，制动分泵与储液器相通。储液器相通。 典型调节器的工作过程典型调节器的工作过程 图：ABS不工作（常规制动过程） （1）常规制动过程）常规制动过程 电磁阀不通电，主缸和轮电磁阀

9、不通电，主缸和轮缸相通缸相通,主缸控制制动压力，主缸控制制动压力，液压泵不工作。液压泵不工作。 典型调节器的工作过程典型调节器的工作过程 图：ABS工作（减压过程）典型调节器的工作过程典型调节器的工作过程 （2）减压过程）减压过程 电磁阀通入较大电流，主电磁阀通入较大电流，主缸和轮缸的通路被切断，轮缸和轮缸的通路被切断，轮缸和液压油箱接通，制动压缸和液压油箱接通，制动压力降低力降低 。 图：ABS工作（保持过程）典型调节器的工作过程典型调节器的工作过程 （3）保压过程）保压过程 电磁阀通入较小电电磁阀通入较小电流，所有通道被切断。流，所有通道被切断。 图：ABS工作（增压过程）典型调节器的工作

10、过程典型调节器的工作过程 （4）增压过程）增压过程 电磁阀断电，主缸和电磁阀断电，主缸和轮缸再次相通，制动压轮缸再次相通，制动压力增加。力增加。 2.ABS的工作原理的工作原理3ABS的控制原理的控制原理（1）以滑移率作比较量的调节系统）以滑移率作比较量的调节系统（2）以车轮角减速度作比较量的调节系统）以车轮角减速度作比较量的调节系统 以车轮角减速度和以车轮角减速度和角加速度为制动压力角加速度为制动压力控制门限，以滑移率控制门限，以滑移率为辅助控制门限。为辅助控制门限。 （a）高附着系数路高附着系数路面的制动控制过程面的制动控制过程（3）以角减速度和滑移率共同控制的调节系统）以角减速度和滑移率

11、共同控制的调节系统5.4 ABS的正确使用与维护的正确使用与维护 ABS系统以常规制动系统为基础；系统以常规制动系统为基础； 高温环境容易损坏高温环境容易损坏ECU； ABS的通用性很差；的通用性很差； 装备装备ABS的汽车，其制动操作方法和普通制动系的汽车，其制动操作方法和普通制动系统一样。统一样。思考题思考题 什么是什么是ABS，简述，简述ABS的理论基础、组成与工作原理。的理论基础、组成与工作原理。 在汽车制动过程中，什么附着力影响汽车的制动距离？什么在汽车制动过程中，什么附着力影响汽车的制动距离？什么附着力影响汽车的方向稳定性和转向控制能力？附着力影响汽车的方向稳定性和转向控制能力？ 在制动过程中，车轮抱死滑移的根本原因是什么？在制动过程中，车轮抱死滑移的根本原因是什么？ 当汽车前轮抱死制动时，有什么危害？当汽车前轮抱死制动时，有什么危害？ 当汽车后轮抱死制动时，有什么危害？当汽车后轮抱死制动时，有什么危害？ 什么是理想滑移率或最佳滑移率？什么是理想滑移率或最佳滑移率？