模块四-汽车防抱死制动系统-汽车底盘电控系统结构域检修教学.ppt

,LOGO,汽车底盘电控系统结构与检修,汽车底盘电控系统结构与检修,Page,*,LOGO,汽车底盘电控系统结构与检修,汽车底盘电控系统结构与检修,Page,*,汽车底盘电控系统结构与检修,Page,*,LOGO,汽车底盘电控系统结构与检修,汽车底盘电控系统结构与检修,Page,*,汽车底盘电控系统结构与检修,汽车底盘电控系统结构与检修,Page,*,LOGO,汽车底盘电控系统结构与检修,汽车底盘电控系统结构与检修,Page,*,汽车底盘电控系统结构与检修,汽车底盘电控系统结构与检修,Page,*,汽车底盘电控系统结构与检修,QICHEDIPAN DIANKONG XITONG JIEGOU YUJIANXIU,课题一 防抱死制动的系统基本理论,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,汽车底盘电控系统结构与检修,课题四 电控制动力分配系统（,EBD,）简介,课题五 防抱死制动系统的检修,随着汽车技术的发展，人们对汽车行驶的安全性提出了更高的要求，汽车防抱死控制系统应运而生。,汽车的制动防抱死系统（,Antilock Braking System,，简称,ABS,）是一种具有防滑、防锁死等特点的安全刹车控制系统。没有安装,ABS,系统的汽车，当遇到紧急情况时，驾驶员若来不及分步缓刹，只能将制动踏板一脚踩死，这时则可能造成车轮抱死，再加上车辆冲刺惯性，不仅达不到快速刹车的效果，还极有可能发生车辆侧滑、跑偏、方向不受控制等危险状况。而装有,ABS,的汽车，在遇到相同情况时，驾驶员踩下制动踏板，在车轮即将到达锁死点时，,ABS,系统会控制刹车系统不停地处于刹车、放松的交换状态（即相似于机械的,“,点刹,”,），使车轮在刹车时不至于被彻底锁死，使得轮胎处于边滚边滑的状态，加大了实际的摩擦力并提高了刹车效率，以达到避免紧急刹车时车辆方向失控及车轮侧滑等危险事故。,简单地说，防抱死制动系统,(ABS),的设计目的，就是在汽车制动过程中，不论道路情况如何，始终能将车轮滑移率控制在,20,左右，而保证车辆能获得最佳的制动性能和转向操纵性能。,模块四 汽车防抱死制动系统,一、制动时车辆的受力分析,课题一 防抱死制动的系统基本理论,汽车受到一个与行驶方向相反的外力时，才能从一定的车速制动到较低的车速直至停车，这个外力实际上是地面提供的，称为地面制动力（用,X,b,表示）。地面制动力越大，汽车的制动减速越大，制动距离也越短，所以该力对汽车的制动效能具有决定性影响。但是地面制动力的大小取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器制动力（用,F,b,表示）；另一个是轮胎与地面间的摩擦力，即附着力（用,F,表示）。制动过程中制动器制动力、地面制动力与附着力的关系如图,4-1,所示。,模块四 汽车防抱死制动系统,图,4-1,制动过程中,X,b,、,F,b,及,F,之间的关系,二、车轮滑移率,S,课题一 防抱死制动的系统基本理论,1,、车轮滑移率及影响因素,当汽车匀速行驶时，实际车辆速度,V,（即车轮中心的速度）与车轮速度,V,w,(,即车轮滚动的圆周速度,),相等，车轮在路面上的运动为纯滚动运动。当驾驶员踩下制动踏板时，在制动器摩擦力矩的作用下，车轮的角速度减小，实际车速与车轮速度之间就会产生一个速度差，轮胎与地面之间就会产生相对滑移，滑移程度用滑移率,S,来表示，其表达式为,式中：,S,为车轮滑移率；,V,为车速（车轮中心纵向速度，,m/s,）；,V,w,为车轮速度（车轮瞬时圆周速度，,V,w,=r,，,m/s,）；,r,为车轮半径（,m,）；为车轮转动角速度（,rad/s,）。,当,V=V,w,时，滑移率,S=0,，车轮自由滚动；当,V,w,=0,时，滑移率,S=100%,，车轮完全抱死滑移；当,VV,w,时，滑移率,0S100%,车轮即滚动又滑动。滑移率越大，表明车轮滑移程度越大。,模块四 汽车防抱死制动系统,二、车轮滑移率,S,课题一 防抱死制动的系统基本理论,1,、车轮滑移率及影响因素,在制动过程中，车轮抱死滑移的根本原因是制动器制动力大于路面附着力，对于影响车轮滑移率的因素，概括起来可包括以下几个方面。,（,1,）车轮载客人数或载物量；,（,2,）前、后轴的载荷分布；,（,3,）轮胎道路附着状况；,（,4,）路面种类和路面状况；,（,5,）制动力大小及其增长速率。,模块四 汽车防抱死制动系统,二、车轮滑移率,S,课题一 防抱死制动的系统基本理论,2,、车轮滑移率,S,与附着系数的关系,汽车纵向、侧向附着系数对滑移率有很大影响。实验证明，在地面附着条件差（例如在冰雪路面上制动）的情况下，由于道路附着力很小使可以得到的最大地面制动力减小，因此在制动踏板力（或制动分泵压力）很小时，地面制动力就会达到最大附着力，车轮就会抱死滑移。附着系数与滑移率之间的关系如图,4-2,所示。,由图中可以得出：,（,1,）附着系数取决于路面性质,一般来说，干燥路面附着系数很大，潮湿路面附着系数很小，冰雪路面附着系数更小。,（,2,）在各种路面上，附着系数都随滑移率的变化而变化。,（,3,）当滑移率为,20%,左右时，纵向附着系数最大，制动效果最好。,模块四 汽车防抱死制动系统,图,4-2,附着系数与滑移率的关系,（虚线与实线标注的上下顺序一一对应）,B,-,纵向附着系数；,S,-,横向附着系数；,S-,滑移率,二、车轮滑移率,S,课题一 防抱死制动的系统基本理论,综上所述，为了获得最佳制动效能和制动时的方向稳定性，应将车轮滑移率控制在最佳滑移率范围,(20,左右,),内。通过采用,ABS,，使汽车在制动过程中自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死滑移，从而缩短制动距离，提高方向稳定性，增强转向控制能力，以减少交通事故的发生。,模块四 汽车防抱死制动系统,图,4-3,干燥硬实路面上附着系数与滑移率的关系,B,一纵向附着系数；,S,一横向附着系数；,S,一滑移率,二、车轮滑移率,S,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,综上所述，为了获得最佳制动效能和制动时的方向稳定性，应将车轮滑移率控制在最佳滑移率范围,(20,左右,),内。通过采用,ABS,，使汽车在制动过程中自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死滑移，从而缩短制动距离，提高方向稳定性，增强转向控制能力，以减少交通事故的发生。,模块四 汽车防抱死制动系统,图,4-3,干燥硬实路面上附着系数与滑移率的关系,B,一纵向附着系数；,S,一横向附着系数；,S,一滑移率,一、电控防抱死制动系统的作用,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,（,3,）缩短制动距离,装有,ABS,后，汽车在制动过程中，因为能始终保持车轮和路面间附着系数的最佳利用，有效地利用最大纵向附着力，因而能在最短的距离内制动停车。通常情况下，一般驾驶员操作时，制动距离会比没有,ABS,时短，特别是在湿滑和冰雪路面上时，制动距离可以明显缩短，一般可缩短,10%,20%,。,但值得注意的是，在不平整的路面上或者在砂砾以及积雪的路面上，由于汽车制动抱死时，其表面物质（如砂砾、积雪等）会被铲起并堆在车轮前面形成楔形物，反而构成一种阻力而易于汽车制动，所以此时带有,ABS,的车辆的制动距离会比没有,ABS,的车辆的制动距离稍长。,（,4,）减少轮胎磨损,由于装有,ABS,的汽车制动时，车轮处于边滚动边滑移状态，避免了制动时车轮抱死在地面上的滑拖，从而可以减少轮胎局部磨损，从而提高了轮胎的使用寿命，一般约提高,6%,10%,。,（,5,）减少驾驶员的紧张情绪,装有,ABS,的汽车，驾驶员在制动时，只需要把脚尽力踏在制动踏板上，,ABS,就会代替驾驶员自动进入最佳制动的状态，此时驾驶员可以比较放心地操纵方向盘。特别在冰雪道路上，可以减少驾驶员的不安全感。,模块四 汽车防抱死制动系统,二、防抱死制动系统组成,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,模块四 汽车防抱死制动系统,图,4-4 ABS,结构原理图,图,4-5 ABS,典型组成结构图,1-,前轮转速传感器；,2-,制动压力调节器；,3-ABS,电控单元；,4-ABS,警告灯；,5-,后轮转速传感器；,6-,制动灯开关；,7-,制动主缸；,8-,比例分配阀；,9-,制动轮缸；,10-,蓄电池；,11-,点火开关,二、防抱死制动系统组成,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,模块四 汽车防抱死制动系统,ABS,采用的传感器有车轮速度传感器和减速度传感器两种。,车轮速度传感器又称为车轮转速传感器或轮速传感器。车轮速度传感器是,ABS,必须具备的传感器，其功用是检测车轮的运动状态，将车轮转速变换为电信号并输入给,ABS ECU,。,减速度传感器又分为纵向减速传感器和横向减速传感器。一般地，减速传感器仅在控制精度要求高的,ABS,中采用，其功用是检测汽车车身的减速度，以便于,ABS ECU,判别路面状况。,制动压力调节器是,ABS,的主要执行元件。其功用是接受,ECU,的指令，驱动制动压力调节器中的电磁阀动作，同时驱动回液泵电动机转动等，使制动压力“升高”“保持”或“降低”，从而实现制动压力自动调节。电子控制系统控制部件的安装位置如图,4-6,所示。,图,4-6 ABS,控制部件的安装位置示意图,三、防抱死制动系统的类型,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,模块四 汽车防抱死制动系统,（,2,）按车轮控制方式分类,按电子控制防抱死制动系统控制车轮的方式可分为“轴控式”与“轮控式”两种。,ABS,工作时，制动压力能够独立进行调节的制动管路称为控制通道，每个车轮占用一个控制通道的称为“轮控式”（有时也称单轮控式或独立控制式）。若两个车轮占用一个控制通道的则称为同时控制，而当同时控制的两车轮在同一轴上时，称其为“轴控式”。,轴控式又可分为“低选控制（,SL,）”和“高选控制（,SH,）”两种。,在采用轴控式的,ABS,中，当车辆行驶在附着系数不同的路面上时，由于汽车左、右车轮与路面之间的附着力不同，因此左右车轮在控制抱死时的时机也会不同，附着系数小的车轮先抱死，而附着系数大的车轮后抱死。以保证附着系数较小的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力，这两个车轮就是按低选原则来进行控制，简称为“低选控制（,SL,）”；以保证附着系数大的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力，这两个车轮就是按高选原则来进行控制，简称为“高选控制（,SH,）”。,目前大多数轿车的两个后轮均采用“低选控制（,SL,）”。,三、防抱死制动系统的类型,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,模块四 汽车防抱死制动系统,（,3,）控制通道和传感器数量分类,根据控制通道和传感器数量不同，电子控制,ABS,可以分为以下七类，其形式如图,4-7,所示。,1,）四通道四传感器,ABS,（方式,1,、,2,）；,2,）三通道四传感器,ABS,（方式,3,）；,3,）三通道三传感器,ABS,（方式,4,）；,4,）两通道三传感器,ABS,（方式,5,）；,5,）两通道两传感器,ABS,（方式,6,、,7,）；,6,）单通道一传感器,ABS,（方式,8,）；,7,）六通道六传感器,ABS,（适用于带挂汽车）。,图,4-7 ABS,的类型与分布形式,三、防抱死制动系统的类型,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,模块四 汽车防抱死制动系统,（,3,）控制通道和传感器数量分类,目前，小轿车上普遍采用三通道,ABS,，如国产奥迪,100,、,200,型、红旗,CA7220E,以及桑塔纳,2000GSI,型轿车,ABS,对两个前轮采用了独立控制，两个后轮采用了低选原则控制。按低选原则控制可以保证汽车在各种条件下左右两个后轮的制动力相等，即使两侧车轮的附着力相差较大，也可令两个车轮的制动力能限制在附着力较小的水平，使两个后轮的制动力始终保持平衡，从而保证汽车在各种条件制动时，都具有良好的方向稳定性。虽然两后轮按低选原则控制存在后轮附着系数较大一侧附着力不能充分利用、汽车的总制动力有所减小的问题，但是在紧急制动时，由于发生轴荷前移，在总制动力中后轮的制动力所占比重较小（尤其是小轿车），前轮的附着力比后轮的附着力大的多，后轮制动力通常只占制动力的,30%,左右，因此后轮附着力未能充分利用对汽车的总制动力影响不大。,对两前轮进行独立控制，主要是考虑到小轿车（特别是前轮驱动轿车）前轮的制动力占总制动力的比例较大（可达,70%,左右），可以充分利用前轮的附着力，一方面使汽车获得尽可能大的总制动力，有利于缩短制动距离，另一方面可使制动中两前轮始终保持较大的横向附着力，使汽车保持良好的转向控制能力。尽管两前轮独立控制可能导致两前轮制动力不平衡，但由于两前轮制动力不平衡对汽车行驶方向稳定性影响相对较小，而且还可以通过驾驶员的转向操纵来进行修正，正因如此，三通道,ABS,在小轿车上应用较为普遍。,三、防抱死制动系统的类型,课题二 电控防抱死制动系统（,ABS,）的组成与类型,模块四 汽车防抱死制动系统,（,4,）按控制车轮数量分类,按控制车轮数量分为两轮,ABS,和四轮,ABS,，两轮,ABS,只控制两个后轮，结构简单、价格低廉，适用于轻型载货汽车和客货两用汽车。四轮,ABS,又分为四通道,ABS,和三通道,ABS,，四通道,ABS,与前述四通道传感器,ABS,（方式,1,、,2,）相同，三通道,ABS,与前述三通道四传感器,ABS,（方式,3,）和三通道三传感器,ABS,（方式,4,）相同。,（,5,）其他分类方法,除上述分类方法以外，还有其他分类方法，如按制动压力调节器的动力源可分为液压式和气压式；按制动压力调节器调压方式分为流通式和变容式等等。,一、车轮速度传感器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,车轮转速传感器的作用是检测车轮的速度，并将速度信号输入,ECU,中，它一般都安装在车轮处，如图,4-8,所示。,1,、电磁式车轮转速传感器,电磁感应式车轮转速传感器由传感头和齿圈（转子）两部分组成。其外形图如图,4-9,所示。,图,4-8,转速传感器在车轮上的安装位量,1-,齿圈；,2-,传感头；,3-,制动盘；,4-,托架；,5-,轴座,图,4-9,车轮转速传感器的外形,一、车轮速度传感器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,在一些后轮驱动汽车中，当只在主减速器或变速器中安置一个转速传感器时，是将传感器齿圈安装在主减速器输入轴上（也有直接利用主减速器齿轮的），或安装在变速器的输出轴上，而将传感头安装在主减速器壳体或变速器壳体中。将转速传感器安装在传动系统中，它感应的转速是两驱动轮的平均转速，因此这种布置形式只适用于对两驱动轮进行一同控制的,ABS,，而有利于传感器的保护，也可减少传感器的数量。,安装转速传感器时，应保证其传感头与齿圈间留有很小的空气间隙。通常只有,0.5,1.0mm,。多数转速传感器的空气间隙是不可调的。另外，要求安装牢固，以确保汽车在制动过程中的振动不会干扰或影响感应信号。车轮转速传感器若发生故障，将无法准确检测车轮速度，,ABS,系统就不能正常工作。,电磁感应式转速传感器结构简单，成本低，缺点是车速过低时，其输出的信号电压的幅值过小，,ECU,难以检测，且输出信号抗电磁波干扰的能力差；车速过高时传感器的频率影响性差，易产生误信号。目前,ABS,的控制速度范围一般为,15,160km/h,，今后要求控制速度范围扩大到,8,260km/h,，以至更大范围。,（,a,）凿式极轴转速传感头 （,b,）柱式极轴传感头,图,4-10,车轮转速传感器剖面图,1-,导线；,2-,永久磁铁；,3-,外壳；,4-,电磁线圈；,5-,极轴；,6-,齿圈,一、车轮速度传感器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,2,、霍尔式车轮转速传感器,霍尔式车轮转速传感器是利用霍尔效用原理产生与车轮轮速相对应的电压脉冲信号。传感器也是由传感头和齿圈组成的，其传感头由永久磁铁、霍尔元件和电子电路等组成，如图,4-11,所示。传感器工作时，,ECU,给霍尔元件施加一个,5V,或,8V,的电压，永久磁铁的磁力线穿过霍尔元件通向齿圈。当齿圈位于图,4-11,（,a,）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散磁场相对较弱，产生的电压信号也较小；当齿圈位于图,4-11,（,b,）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强，产生的电信号较大。,（,a,）霍尔元件磁场较弱,（,b,）霍尔元件磁场较强,图,4-11,霍尔式车轮转速传感器,1-,霍尔元件；,2-,永久磁铁,一、车轮速度传感器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,2,、霍尔式车轮转速传感器,霍尔元件输出的毫伏级的准正弦波电压,U,1,首先经放大器放大为伏级电压信号,U,2,，然后送往施密特触发器转换成标准的方波信号,U,3,，再送到输出级放大,U,4,后输出给,ECU,，如图,4-12,所示。电子线路中的各级波形如图,4-13,所示，其工作频率为,20kHz,，输出信号电压幅值为,7,14V,。,图,4-12,霍尔式车轮船速传感器电子线路框图,二、汽车减速度传感器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,ABS,中另一种传感器是汽车减速度传感器，减速度传感器又称为加速度传感器，其功用是检测汽车的减速度，识别是否是雪路、冰路等易滑路面，并转换为电信号输入给,ABS ECU,，以便采取相应的控制方式。汽车在高附着系数路面上制动时，减速度很大；在低附着系数路面上制动时，减速度很小，因此,ABS ECU,根据减速度传感器信号即可判断路面状况。例如，当判定汽车是在附着系数很小的冰雪路面上行驶时，就会按照低附着系数路面的控制方式进行控制，以提高制动性能。减速传感器有光电式、水银式、差动变压器式和半导体式等。安装位置依车而异，有的安装在行李舱内，有的安装在发动机舱内。,（,1,）光电式减速度传感器,光电式减速度传感器的内部结构如图,4-14,所示。主要由两只发光二极管,LED,、两只光电三极管、一块透光板和信号处理电路等组成所示。,（,a,）元件位置；（,b,）透光时；（,c,）遮光时,图,4-14,光电式减速度传感器的工作原理,二、汽车减速度传感器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,（,1,）光电式减速度传感器,光电效应是指某些物质因受到的照射而发出电子的现象。光电管是能把光能变成电能的器件，内部装有能够产生光电效应的电极，受到光线照射就会向外发射电子。光电管广泛用于无线电传真、自动控制和电影领域，其分为光电二极管和光电三极管两种。,发光二极管是一种能够发光的半导体二极管。英文名称为,Light Emitting Diode,通常缩写为“,LED,”。制作发光二极管,PN,结的半导体材料是砷化镓（,G,a,A,S,）、磷化镓（,G,a,P,）和磷砷化镓（,G,a,A,s,P,）。从,PN,结的两端各引一个金属电极，用塑料将单个,PN,结封装起来即构成单只发光二极管。,光电式减速度传感器透光板的作用是进行透光或遮光。当透光板上的开口位于发光二极管与光电三极管之间时，发光二极管发出的光线能够照射到光电三极管上，于是光电三极管导通，如图,4-14,（,b,）所示；当透光板上的齿扇位于发光二极管与光电三极管之间时，发光二极管发出的光线因被透光板上的齿扇挡住而不能照射到光电三极管上，光电三极管处于截止状态，如图,4-14,（,c,）所示。,汽车匀速行驶时，透光板静止不动，传感器无信号输出。汽车减速行驶时，透光板则随着减速度的变化沿汽车纵向摆动，减速度越大，透光板摆动角度就越大，如图,4-15,所示。由于减速度大小不同，透光板摆动角度也就不同，两只光电三极管“导通”与“截止”状态就不同。根据透光板的摆动位置，可将汽车减速度区分为四个等级，将该信号送入,ABS ECU,就能感知路面附着系统情况，从而采取相应的控制措施。,二、汽车减速度传感器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,（,2,）水银式减速度传感器,由水银式减速度传感器的结构可见，该传感器可以检测前、后或左、右两个方向的加、减速度，因此可以用作横向加速度传感器。当汽车的横向加速度低于设定值时，水银在玻璃管内基本不动，传感器电路接通，向,ABS ECU,输入一个高电平信号；当汽车高速急转弯时，横向加速度超过设定值，水银在惯性作用下移动，传感器电路断开，向,ABS ECU,输入一个低电平信号。,ABS ECU,接收到横向加速度超过设定值的信号后，立即发出控制指令，修正左右车轮制动分泵压力，以便提高,ABS,的制动性能。横向加速度传感器在高级轿车和赛车上采用较多。,三、,ABS,电子控制器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,ABS,电子控制器简称,ABS,的控制中心或,ABS ECU,，其主要功能是接收轮速传感器、减速度传感器信号和各种控制开关信号，并根据设置的控制逻辑，通过数学计算和逻辑判断后输出控制指令，控制制动压力调节器调节制动分泵的制动压力。,ABS,电子控制器从开始出现至今，其结构已有很大发展变化。现在一般的硬件由安装在印刷电路板上的单片微型计算机和一系列电子元器件构成，目前大多数是由集成度高、运算速度快的数字电路组成的，他们封装在金属壳体内部，形成一个独立的整体。而软件主要是一系列控制程序和大量的实测数据，存储在只读存储器（,ROM,）中。各种车型,ABS ECU,内部电路及控制程序各不相同，但其电路基本组成却大致相同，如图,4-17,所示。,三、,ABS,电子控制器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,图,4-17,三通道四传感器,ABS ECU,电路框图,三、,ABS,电子控制器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,1,、计算电路,计算电路是,ABS ECU,的核心，主要由微处理器构成。其功用是根据轮速传感器、减速度传感器等输入信号，按照软件设定的程序进行数学计算和逻辑判断，并形成相应的控制指令。计算电路按照设定的程序，根据轮速传感器输入的轮速信号，计算出车轮的瞬时速度，然后得出加（或减）速度、初始速度、参考车速和滑移率，最后根据加、减速度和滑移率等形成相应的控制指令，再向电磁阀控制电路输出控制信号，以保证制动压力的“降低”、“保持”或是“升高”。,计算电路一般都有两个微处理器,CPU,（一个控制,CPU,和一个安全,CPU,），有的则是由两个完全相同的,CPU,组成，主要目的是保证,ABS,的安全性。两个,CPU,接受相同的输入信号，在运算处理过程中，通过通讯对两个微处理器的处理结果进行比较。如果两个微处理器的处理结果不一致，微处理器立即使,ABS,系统退出工作，以防止系统发生故障而导致错误控制。,计算电路不仅能够检测自己内部的工作过程，而且还能检测系统中有关部件的工作状况，如轮速传感器、泵电机工作电路，电磁阀继电器工作电路等，当检测到这些电路工作不正常时，立即向安全保护电路输出指令，使,ABS,停止工作。,三、,ABS,电子控制器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,2,、输入电路,轮速传感器输入电路由低通滤波电路和整形放大电路等组成，其功用是对轮速传感器输入的交变电压信号进行处理，并将模拟信号转变为数字信号输入中央处理单元,CPU,。因为不同车型,ABS,采用轮速传感器的数量各不相同，所以轮速传感器信号处理与放大电路也有简有繁。为检测轮速传感器的工作情况，计算电路经输入电路向各轮速传感器输出检测信号，再由输入电路将信号反馈到计算电路。,输入放大电路还要接受点火开关、制动开关、液位开关等外部信号。除了传送轮速传感器的检测信号外，还要接受电磁阀继电器、泵电机继电器等工作电路的检测信号，并将这些信号经过处理后送入计算电路。,三、,ABS,电子控制器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、输出放大电路,输出放大电路的主要功用是将,CPU,输出的数字信号（如控制力升高、保持、降低信号）转换成模拟信号，通过功率放大器驱动执行器工作，向执行器（各类电磁阀）提供大小不同的控制电流（丰田与博世,ABS,三位三通电磁阀分别为,0A,、,2A,、,5A,），实现制动压力“升高”、“保持”或“降低”的调节功能。,三、,ABS,电子控制器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,4,、安全保护电路,安全保护电路由电源监控、故障失忆、继电器驱动和,ABS,指示灯驱动电路等组成。其主要功用是接收蓄电池（或发电机）的电压信号，监控电源电压是否在稳定范围内，同时将,12V,或,14V,电源电压转换为,ECU,工作需要的,5V,电压。,由于微处理器具有检测功能，该电路能根据微处理器输出的指令，对有关继电器电路、,ABS,指示灯电路进行控制。当发现影响,ABS,工作的故障（如电源电压、轮速传感器信号、计算电路、电磁阀控制电路等出现异常）时，,CPU,就会发出指令切断,ABS,继电器的电源电路，使,ABS,停止工作，并恢复常规制动功能，以起到失效保护作用。同时接通仪表盘上的,ABS,指示灯电路使,ABS,指示灯发亮，提醒驾驶员,ABS,应及时检修。,ABS ECU,具有故障记忆能力，当,ECU,监测到,ABS,出现故障时，除控制执行上述动作外，还要将故障信息编成代码储存在存储器中，以备自诊断时读取故障代码，供维修诊断作为参考。,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,1,、结构形式,液压式制动压力调节器主要由电动泵、若干个电磁阀、储液器、蓄能器等元件组成，它串接在制动主缸与制动轮缸之间。,图,4-18,所示是一制动压力调节器的主要结构。电动泵分回液泵和液压泵两种。回液泵也称作再循环泵，用于循环调压式制动压力调节器中，多采用柱塞泵，它受,ECU,的控制，由电动机驱动，其作用是在减压过程中将从轮缸流出的制动油液泵回制动主缸。而液压泵则用于变容压式制动压力调节器中，它也受,ECU,的控制，但它与循环调压方式中的回液泵的作用有所不同，主要是用于在控制管路中建立控制油压。,制动压力调节器是,ABS,的执行器，由电磁阀、储液器和回液泵电动机等组成。制动压力调节器设在制动总泵与车轮制动分泵之间，制动压力调节器的作用是接受,ECU,的指令，通过电磁阀的动作来自动调节车轮制动器的制动压力。,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,1,、结构形式,蓄能器根据其储存制动油液的压力范围，,分为高压蓄能器和低压蓄能器。高压蓄能器,用于储存经电动泵加压后的高压制动油液，,并向制动轮缸（循环调压方式）或调压缸,（变容调压方式）供给高压制动油液；而低,压蓄能器则用于接收和储存回流的低压制动,油液，并可衰减回流制动油液的压力波动。,为了区别这两种蓄能器，一般将高压蓄能器,简称为蓄能器或储能器，而将低压储能器简,称为储液器、储液室或储油箱等。,蓄能器（或储液器）在结构上是一个内装活塞与弹簧的液压缸。储液器与回液泵的结构如图,4-19,所示，由制动轮缸经电磁阀回液口流回的制动液进入储液器内作用于活塞上，并压缩弹簧使储液容积增大，以暂时储存制动油液。也有的蓄能器（或储液器）采用气囊式结构，气囊的气室内充有可被压缩的氮气。,图,4-18,制动压力调节器,1-,储液器；,2-,通向制动主缸的接头；,3-,电动泵；,4-,电磁阀,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,（,a,）柱塞上行时吸油,（,b,）柱塞下行时泵油,图,4-19,储液器与回液泵的结构简图,A-,来自轮缸的制动液；,B,泵往主缸的制动液；,1-,凸轮；,2-,液压泵柱塞；,3-,液压泵；,4-,储液器,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,2,、调压方式,ABS,的制动压力调节器，可以采用循环调压方式或变容调压方式，进行防抱死制动压力调节。,循环调压方式是采用电磁阀来直接调节轮缸的制动压力。它在制动主缸与轮缸之间串联一个电磁阀，通过使制动轮缸中的制动油液流回制动主缸或储液器实现制动压力的减小，又通过使制动主缸或功能装置中的制动油液流入制动轮缸实现制动压力的增大。这种调压方式也称流通调压方式，它是本章将要介绍的重点。,变容调压方式是通过电磁阀的控制来间接调节轮缸的制动压力。它是汽车原有制动管路上增加一套液压控制装置，并将制动轮缸与制动主轮缸隔离。通过控制制动管路中容积的增减，来控制轮缸中制动压力的变化。如美国德尔科公司生产的,ABSVI,防抱死制动系统，就采用了变容调压方式的制动压力调节器。,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,在汽车制动时，通过制动压力调节器所形成的制动工况包括常规制动时正常工况（制动无抱死工况）、紧急制动时防止车轮抱死的压力保持工况、减压工况及加压工况,4,种。,现以图,4-20,所示的,ABS,系统为例，对这些工况加以介绍。,图,4-20 ABS,系统简图,1-,点火开关；,2,、,11-,前轮转速传感器；,3-ABS,警告灯；,4,、,5-,后轮转速传感器；,6-,制动灯开关；,7-,制动主缸；,8-ABS,执行器；,9-,比例旁通阀；,10-,制动轮缸,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,图,4-21,给出的是,ABS,系统的液压控制回路。其制动压力调节器采用循环调压方式，对应每一个控制通道都设置了,1,个三位三通电磁阀，如图,4-22,所示。该系统共有,3,个控制通道，因而有,3,个三位三通电磁阀，,ECU,按控制电流的大小分,3,种电流向每个电磁阀通电，可使每个电磁阀有,3,种工作位置，从而在制动主缸、制动轮缸和回油管路之间建立起液压联系，并使,ABS,系统实现压力升高、压力保持和压力降低的调节。,图,4-21 ABS,系统的液压回路,1-,制动总泵；,2-,比例阀与旁通阀；,3-ABS,执行器；,4-,三位三通电磁阀；,5-,电动泵；,6-,车轮转速传感器；,7-,右后轮制动器；,8-,左后轮制动器；,9-,右前轮制动器；,10-,左前轮制动器,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,（,1,）常规制动时正常工况,在常规制动时，车轮均未抱死，,ABS,不介入制动压力调控，,ECU,不向三位三通电磁阀的电磁线圈供电，这时电磁阀的衔铁在回位弹簧预紧力的作用下而处在最下端位置，使,B,孔关闭，,A,孔开启，如图,4-23,所示。,图,4-22,三位三通电磁阀结构示意图,1-,回油路接口；,2-,过滤器；,3-,非磁性支承；,4-,出油阀；,5-,进油阀；,6-,磁铁；,7-,电磁线圈；,8-,单向阀；,9-,阀体；,10-,车轮制动器接口；,11-,承接盘；,12-,副弹簧；,13-,主弹簧；,14-,凹槽台阶；,15-,制动主缸接口；,a-,工作空气间隙,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,（,1,）常规制动时正常工况,当踩下制动踏板时，从主缸来的制动油液从,A,孔流向,C,孔，送往制动轮缸（车轮液压缸），实施制动。这时制动主缸与各制动轮缸相通，各轮缸的制动压力随主缸制动压力的上升而上升，同时利用第,1,检验阀（单向阀）将通向回液泵的油路切断。当制动踏板松开时，制动轮缸的制动油液经,C,、,A,孔及第,3,检验阀（旁通阀，也是一个回液单向阀）流向制动主缸。,图,4-23,常规制动时,ABS,系统不工作示意图,1-,制动主缸；,2-,第,1,检验阀；,3-,电动泵；,4-,第,2,检验阀；,5-,储油箱；,6-,前轮轮速传感器；,7-,车轮制动器；,8-,电磁线圈；,9-,回位弹簧；,10-,第,3,检验阀,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,（,2,）紧急制动时的保压工况,当进行紧急制动,ABS,的,ECU,判定某个或某几个车轮正趋于抱死时，系统就进入防抱制动控制。防抱制动循环首先进入保压工况，以使车轮充分地进行制动，如图,4-24,所示。此时,ECU,向电磁阀通以较小的控制电流（一般为,2,2.5A,，约为最大控制电流半值），衔铁在一定电磁力的作用下克服回位弹簧的弹力向上运动，当运动到电磁力与弹簧弹力相平衡的中间位置时停止运动，使,A,孔和,B,孔均关闭，此时第,3,检验阀已关闭，即,C,孔也被关闭，主缸、轮缸与回油管路之间的油路相互隔断，因而车轮液压缸内的压力保持不变，,ECU,再根据车轮的运动状态，判断是否进入下一步控制工况。,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,（,2,）紧急制动时的保压工况,图,4-24,保压工况,ABS,系统工作示意图,1-,制动主缸；,2-,第,1,检验阀；,3-,电动泵；,4-,第,2,检验阀；,5-,储油箱；,6-,前轮轮速传感器；,7-,车轮制动器；,8-,电磁线圈；,9-,回位弹簧；,10-,第,3,检验阀,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,（,3,）紧急制动时的减压工况,在保压工况后，车轮会进入不稳定区域，防抱制动循环就过渡到减压工况（车轮则在汽车惯性作用下开始加速），如图,4-25,所示。这时,ECU,向电磁阀通以最大控制电流（一般为,5,5.5A,），衔铁在较大电磁力作用下，进一步克服弹簧力向上运动而上升到最高位置，,A,孔继续被关闭，而将,B,孔打开与,C,孔相通，使车轮制动器中的制动油液从,C,孔经,B,孔流回到储油箱。同时，,ECU,向回液泵电动机发出通电信号，液压泵开始工作，把储油箱中的液压油泵出，形成比制动主缸内的压力要高的油压，该油压把第,1,检验阀（单向阀）向上顶起，制动油液流回到制动主缸内（此时主缸内的油压经制动踏板与回液泵共同加压形成，并使制动踏板有所回弹），这样车轮制动器内的制动压力迅速下降，避免了车轮抱死的危险。,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,（,4,）紧急制动时的加压工况,当车轮抱死解除时，防抱制动循环就过渡到加压工况，如图,4-26,所示。这时,ECU,停止向电磁阀通电，三位三通电磁阀的工作状态又恢复到与正常工况时相同，而把制动主缸内的油压传递到车轮制动器内。,由于保压,减压,加压形成的防抱制动循环工况是在瞬间完成的，其循环动作的频率可达到,3,20,次,/s,，从而可保证每个车轮都不会发生制动抱死，并将车轮的滑移率控制在最佳范围内。这种防抱调节一直持续到车速降至很低，或者车轮不再趋于抱死时为止。,图,4-25,减压工况,ABS,系统工作示意图,1-,制动主缸；,2-,第,1,检验阀；,3-,电动泵；,4-,第,2,检验阀；,5-,储油箱；,6-,前轮轮速传感器；,7-,车轮制动器；,8-,电磁线圈；,9-,回位弹簧；,10-,第,3,检验阀,四、制动压力调节器,课题三 防抱死制动系统控制部件的结构原理,模块四 汽车防抱死制动系统,3,、工作过程,（,4,）紧急制动时的加压工况,图,4-26,加压工况,ABS,系统工作示意图,1-,制动主缸；,2-,第,1,检验阀；,3-,电动泵；,4-,第,2,检验阀；,5-,储油箱；,6-,前轮轮速传感器；,7-,车轮制动器；,8-,电磁线圈；,9-,