第一章电控防抱死制动控制系统(ABS)

第一章电控防抱死制动系统（ABS）主讲：庞惠文第一章电控防抱死制动系统（ABS）第一节概述第二节ABS组成及布置形式第三节ABS信号输入装置第四节ABS执行元件第五节典型ABS

第六节ABS使用维护第七节ABS检修第一节概述

一、ABS的理论基础二、ABS产生及在汽车上的应用三、ABS优点及分类一、ABS理论基础1、制动性能评价指标（1）制动效能：汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力称为制动效能。（2）制动方向稳定性：汽车在制动时仍能按指定方向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力称为制动时的方向稳定性。2、滑移率的定义（1）制动过程中轮胎的三种状态路面印痕与胎面花纹基本一致。车速V=轮速Vω路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。车速V＞轮速Vω路面印痕粗黑。轮速Vω=0（2）滑移率S定义：

S=[(V－Vω)/V]×100%3、附着系数φ与滑移率s的关系

s＜

20%为制动稳定区域；

s＞

20%为制动非稳定区域；

将车轮滑移率s控制在20%左右，便可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附着系数，是最理想的控制效果。

第二节ABS组成及布置形式

一、ABS组成及原理二、ABS布置形式

一、ABS组成及原理

1、组成

传感器——车速传感器

ECU

执行机构——制动压力调节器

2、原理由轮速传感器测得与车轮转速成正比的交流信号，送入ECU，并计算出车轮速度、滑移率、车轮减速度，经控制单元加以分析后，给压力调节器发出制动压力控制指令。若系统出现异常时，点亮ABS故障灯，恢复至常规制动状态。ABS系统组成原理图ABSABS制动防抱死系统包括哪些部件？ABS的工作过程

ABS工作过程可以分为建压阶段、保压阶段、降压阶段和升压阶段。1、建压阶段：图10-5建压阶段状态示意图建压阶段当踩下制动踏板时，制动总泵液压升高，此时常开阀打开，常闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮速度迅速降低，直到ABS电子控制单元通过轮速传感器得到的信号是别出车轮有抱死的倾向时为止。2、保压阶段：ABS电子控制单元通过转速传感器得到的信号识别出车轮有抱死的倾向时，即向液压控制单元发出控制信号常开阀关闭，此时常闭阀关闭，使制动器中的压力保持不变。图10-6保压阶段状态示意图3、降压阶段如果在保压阶段，车轮抱死倾向进一步加大，则进入降压阶段。此时，ABS控制单元令常闭阀打开，常开阀关闭，液压泵开始工作，制动液经低压蓄能器被送回到制动总泵。制动压力降低，制动踏板出现抖动，车轮抱死程度降低，车轮转速增大。图10-7降压阶段状态示意图4、增压状态为了取得最佳的制动效果，当车轮达到一定转速后，ABS电子控制单元再次命令常开阀打开，常闭阀关闭。随着制动压力增加，车轮再次被制动和减速。图10-8增压阶段状态示意图注：防抱死制动系统压力调节频率为每秒钟达8次以上。二、ABS的控制方式控制通道：能够独立进行制动压力调节的制动管路1、按控制形式分独立控制按高选原则一同控制按低选原则一同控制2、按控制通道数目分四通道三通道二通道单通道两个概念★按高选原则一同控制：对两个车轮实施一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这两个车轮是按高选原则一同控制。★按低选原则一同控制：对两个车轮实施一同控制时，如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这两个车轮是按低选原则一同控制。例子左轮在干混凝土，右轮在冰雪上；左轮的附着力大，右轮的附着力小，根据低选原则，当右轮有抱死趋势时，ABS就应起作用，以防止右轮抱死，此时左轮当然更不会抱死。若根据附着力大的左轮来确定极限压力进行抱死，则右轮必早已抱死。（这就称为高选原则）3、四通道ABS的特点①独立控制②最大程度地利用附着力③易制动跑偏④通常在具有驱动防滑（ASR）功能时采用１．四传感器四通道/四轮独立控制

对应于双制动管路的H型(前后)布置形式２．四传感器四通道/前轮独立-后轮选择控制方式

对应于双制动管路的X型(对角)布置形式三通道ABS的特点四轮ABS大多采用，对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮按低选原则一同控制充分利用前轮附着力制动距离短方向稳定广泛采用３．四传感器三通道/前轮独立-后轮低选控制方式

４．三传感器三通道/前轮独立-后轮低选控制方式

二通道ABS的特点前驱汽车，后轮制动力小。后驱汽车，后轮易抱死。方向稳定差很少采用５．四传感器二通道/前轮独立控制方式

单通道ABS的特点结构简单、成本低轻货车广泛应用制动距离长转向操作能力差７．一传感器一通道/后轮近似低选控制系统制动方式

本课小结1、按控制形式分独立控制按高选原则一同控制按低选原则一同控制2、按控制通道数目分四通道三通道二通道单通道第三节ABS信号输入装置

一、轮速传感器二、减速度传感器（G传感器）三、制动开关

一、轮速传感器

1、磁脉冲式（1）作用：测出车轮的转速，并将信号送到ECU。（2）结构：由传感头和齿圈两部分组成，传感头由永磁铁、极轴、感应线圈等组成。（3）原理：传感器与普通的交流发电机原理相同。（4）安装位置：前轮上的传感器被固定在车轮转向架上，转子安装在汽车轮毂上、与车轮同步转动。后轮上的车速传感器被固定在后轴支架上，转子安装在驱动轴上，与车轮同步转动。注意：安装时应牢固，注意传感头与齿圈间隙为0.5~1mm。电阻检测：1.1～2.3kΩ之间2、霍尔式（1）结构：由传感头和齿圈组成，传感头由永磁体、霍尔元件、电子电路等组成。霍尔效应原理：如图所示，当电流I通过放在磁场中的半导体基片（称为霍尔元件）且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直与电流和半导体基片的横向侧面上即产生一个电压，这个电压称为霍尔电压UH

霍尔电压UH的大小：

霍尔电压的产生

.①穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱。霍尔电压的产生

②穿过霍尔元件的磁力线集中磁场相对较强。（2）原理：当齿隙正对霍尔元件中心时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场较弱；当齿顶正对霍尔元件中心时，磁力线集中，磁场较强。齿圈转动时，磁场强弱发生交替变化，从而引起霍尔电压的变化。（3）优点：a、输出信号幅值不受转速影响；b、频率响应高；c、抗电磁干扰能力强。二、减速度传感器

1、水银型：当汽车制动时，足够大的减速度力将水银上抛，接通电路，给ECU加速度信号。

2、光电式：遮光板两面分别装有两个信号发生器，当汽车制动时，摆动板摆动信号发生器产生通或断的脉冲信号。ECU根据通、断变换的速率就能计算出加速度。

3、应变仪型：当汽车制动时，悬架减速度产生的惯性力使半导体应变片发生弯曲变形，使其电阻变化，引起动态应变仪输出电压的变化；加速度越大，惯性力越大，输出电压越高。三、制动开关踩下制动踏板时，接通制动灯的工作电路，同时将制动信号送到ABS电脑，判断制动系统是否处在工作状态。四、液位过低报警开关第四节ABS执行元件

输出执行元件主要有：故障指示灯、电动机、电磁阀等

1、故障指示灯当打开点火开关时，红色制动报警灯与ABS故障指示灯同时点亮，制动报警灯亮的时间较短，ABS系统自检约3S

，系统正常则熄灭；点亮则说明系统有故障，要及时检修。2、电动机ABS泵电动机是一个高压泵，在短时间内将制动液加压到14~18MPa，并给整个液压系统提供高压制动液。3、电磁阀ABS电磁阀有三位电磁阀和两位电磁阀两种（1）三位三通电磁阀（有三种工作状态而得名）三个状态（增压、保压、减压）——称之为“三位”。对外具有三个接口（进液口、出液口、回液口）——称之为“三通”。..工作原理通过改变电磁阀的通电电流的大小，控制磁场的强弱，从而控制柱塞的位置。根据电流的大小，可将柱塞控制在三个位置，改变三个阀口之间的通道。（2）二位二通电磁阀分类：二位二通常开电磁阀和二位二通常闭电磁阀。图10-5建压阶段状态示意图4、液压调节装置1）作用：按ECU发出的控制指令，开闭制动防抱死的制动液通道，调节各制动轮缸的压力。2）构造ABS电动机、电磁阀做成一个总成，合称液压调节装置。第五节典型ABS一、桑塔纳ABS系统分析二、ASR系统三、EBD简介

一、桑塔纳GSi戴维斯MK20—I系统1、特点

（1）采用模块式结构设计，将液压控制单元（储液器、电动回液泵、电磁阀）与电子控制单元集成于一体，使其结构更加紧凑。

（2）电磁阀线圈设置于控制单元内部，节省连接导线。采用大功率集成电路直接驱动电磁阀及回液泵电机，省去了电磁阀继电器。（3）具有自诊断功能。

（4）MK20—IABS采用四传感器、三通道控制系统，其控制原则是对两前轮进行独立控制，对两后轮按低选原则一同控制。2、主要组成与结构（1）轮速传感器

桑塔纳2000Gsi轿车上装用四个磁感应轮速传感器，每个轮速传感器均由传感器头和齿圈组成。

前轮轮速传感器齿圈（43个凸齿）镶嵌在制动盘后，随制动盘一同旋转，传感器头安装在转向节上。

后轮轮速传感器齿圈（43个凸齿）安装在轮毂上，随轮毂一同旋转，传感器头则安装在固定支架上。（2）控制模块

控制模块由液压控制单元和电子控制单元组成。

液压控制单元由储液器、电动回液泵、电磁阀等组成。电子控制单元ECU中具有两个完全相同的微处理器，它们按照同样的程序对输入信号进行计算处理，并将最终结果进行比较，一旦发现最终结果不一致，即判定自身存在故障，它会自动关闭ABS，同时将仪表板上的ABS故障灯点亮。

3、液压控制系统

二、ASR系统1、ASR系统的理论基础

汽车驱动防滑控制（AntiSlipReguliation）系统简称ASR，是应用于车轮防滑的电子控制系统。2、ASR系统与ABS系统的比较

ASR和ABS都是控制车轮和路面的滑移率，以使车轮与地面的附着力不下降。因此两系统采用的是相同的技术，它们密切相关，常结合在一起使用，共享许多电子组件和共同的系统部件来控制车轮的运动，构成行驶安全系统。

ASR系统与ABS系统的不同主要在于：（1）ABS系统是防止制动时车轮抱死滑移，提高制动效果，确保制动安全；ASR系统（TRC）则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力，确保行驶稳定性。（2）ABS系统对所有车轮起作用，控制其滑移率；而ASR系统只对驱动车轮起制动控制作用。（3）ABS是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低（小于8km/h）时不起作用；而ASR系统则是整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用，当车速很高（80～120km/h）时不起作用。3、汽车防滑转电子控制系统常用控制方式（1）发动机输出功率控制：（2）驱动轮制动控制：（3）同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力：4、ASR的基本组成原理：（1）组成

ECU：ASR电控单元执行器：制动压力调节器、节气门驱动装置传感器：车轮轮速传感器、节气门开度传感器（2）原理：车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，若滑移率超限，控制器再综合考虑节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动车轮的滑移率控制在目标范围之内。5、单独方式的ASR制动压力调节器单独方式的ASR制动压力调节器——与ABS制动压力调节器在结构上各自分开。

ASRECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制。正常制动时ASR不起作用，电磁阀不通电，阀在左位，调压缸的活塞被回位弹簧推至右边极限位置。起步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，ASR使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。压力保持过程：此时电磁阀半通电，阀在中位，调压缸与储液室和蓄压器都隔断，于是活塞保持原位不动，制动压力保持不变。压力降低过程：此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右腔与蓄压器隔断而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降。6、组合方式的ASR制动压力调节器

ASR不起作用时，电磁阀Ⅰ不通电，ABS起制动作用并通过电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ来调节制动压力。驱动轮滑转时，ASR控制器使电磁阀Ⅰ通电，阀移至右位，电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ不通电，阀仍在左位，于是，蓄压器的压力油通入驱动轮制动泵，制动压力增大。需要保持驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀Ⅰ半通电，阀至中位，隔断蓄压器及制动总泵的通路，驱动轮制动分泵压力保持不变。需要减小驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ通电，阀移至右位，接通驱动车轮制动分泵与储液室的通道，制动压力下降。

7、丰田车系防抱死制动与驱动防滑三、EBD装置（电子制动力分配系统）