1、汽車汽車ABSABS制動技術制動技術華南理工大學汽車技能鑒定中心壹：壹：ABSABS技术的基本知识技术的基本知识吴旭文一、一、ABS的理论基础的理论基础1.1.汽车的制动性汽车的制动性 汽车在行驶过程中，强制地减速以至停车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性。评价制动性能的指标主要有： 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。吴旭文制動效能评判的三项指标即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的： 制动距离 制动时间 制动减速度制动时的方向稳定性制动效能的稳定性：即抗衰退性能；热衰退和水衰退一些国家轿车制动规范对行车制动器制动性的部分要求一些国家轿车制动规范对行车制动器制动
2、性的部分要求 项 目中 国欧洲经济共同体（EEC）71/320瑞 典美国联邦105试验路面干水泥路面附着良好=0.8Skid No81载重满载一个驾驶员或满载任何载荷轻、满载制动初速80km/h80km/h80km/h96.54km/h（60mile/h）制动时的稳定性不许偏出3.7米通道不抱死跑偏不抱死跑偏不抱死偏出3.66m(12ft)制动距离或制动减速的50.7m50.7m,5.8m/s25.8m/s265.8m踏板力500N490N490N500N吴旭文制动效能的恒定性冷制动制动器起始温度100。强度制动制动器起始温度300甚至600700。制动效能恒定性：抗热衰退性能。 评价方法：一
3、系列连续制动时制动效能保持程度。 Vo 一定 连续15次制动 要求：不低于冷制动效能的60%（踏板力相同）吴旭文制动器制动力制动器制动力制动器制动力制动器制动力n 车轮周缘克服制动器摩擦力矩所需的力rTFn 制动器制动力取决于制动器的结构参数：结构尺寸、结构形式、热状态、车轮半径以及踏板力等。吴旭文地面制动力、制动器制动力地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系与附着力之间的关系n 汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受附着条件的限制。zxbzxbFFFFFmax吴旭文硬路面上的附着系数硬路面上的附着系数制动时，车轮运动状态分析 近似纯滚动的状态：S=0， 边滚边滑状态：0S10
4、0， 车轮抱死，纯滑动状态：S=100，n 车轮滑移率： %1000wwrwurus吴旭文附着系数分析附着系数分析 附着系数：zxbbFF OA段：近似直线，车轮基本处于滚动状态。wrwru0AB段：s增大而附着系数增长缓慢；到达B点，附着系数最大。 B点以后阶段：随滑转率增长，附着系数有下降。吴旭文定义：定义： S =(VS =(VV V)/V)/V100%100% =(V =(Vr)/Vr)/V100% 100% 滑移率（滑移率（ S S ）的概念）的概念吴旭文附着系数与滑移率 s 的关系吴旭文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
5、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。分析结论分析结论吴旭文理想的制动控制过程制动过程中： 当S上升稍大于20%时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，使S迅速下降到20%； 当S下降稍小于20%时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，使S迅速上升到20%。吴旭文ABS控制参数控制参数1.以车轮滑移率为控制参数根据车速和车速传感器的信号计算车轮的滑移率作为控制制动力的依据。S高于设定值，ECU就会输出减小制动力信号，并通过制动压力调节器减小制动压力；S低于设定值时，ECU就会输出增大制动力信号，并通过制动压力调节器增大制动压力，控制滑移率在设定的范围内。已有用多普勒雷达测量车速
6、的ABS。吴旭文2.以车轮角加速度为控制参数ECU根据车轮的车速传感器信号计算车轮的角加速度作为控制制动力的依据。ECU中设置合理的角加速度、角减速度门限值。制动时，当车轮角减速度达到门限值时， ECU输出减小制动力信号；当车轮转速升高至角加速度门限值，ECU输出增加制动力信号ABS控制参数控制参数吴旭文ABS参数控制关系参数控制关系吴旭文二、二、ABSABS的控制方式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按控制通道数目分四通道三通道二通道单通道吴旭文高选原则/低选原则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，
7、如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死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。吴旭文ABSABS几点说明：几点说明：1、ABS是在常规制动基础上工作，制动中车轮未抱死时，与常规制动相同；车轮趋于抱死时，ABS才工作，ECU控制制动压力调节器对分泵制动压力进行调节。 2、ABS工作的汽车车速必须大于5Km/h，若低于该车速，制动时车轮仍可能抱死。 3、常规制动系统出故
8、障，ABS随之失去控制作用；ABS出故障，ECU自动关闭ABS，同时ABS警告灯点亮并存储故障码，但常规制动系统仍可正常工作。吴旭文制動液的類型汽车制动液可按其生产原料分为三种类型：醇型；矿油型和合成型。醇型制动液由于其沸点低、易产生气阻和低温性能差矿油型制动液对制动系统橡胶件有溶胀作用，必须用耐矿油的橡胶件。合成型制动液一般工作温度范围较宽，粘温性好，对橡胶件的溶胀率小，对金属的腐蚀性微弱，故适用于大功率、重负荷和制动频繁的汽车，全年通用。 吴旭文按照G B 12981- 2003机动车辆制动液，将制动液分为H ZY 3、H ZY4、H ZY5，分别对应国际上的DO T3、DO T4、DO
9、T5。我国的制动液主要根据平衡回流沸点分为3个牌号HZY3、HZY4和HZY5，它们的平衡回流沸点分别不低于205、230和260。)制動液的類型吴旭文性能要求 1.吸湿后沸点降低较小。由于制动液都有较强的吸水性，容易从外界吸水而使沸点降低。2.低溫性，制动液标准中规定在-40的情况下，不能出现结晶、分层等现象，并且粘度不能过大。 3对橡胶的良好适应性 4适当的高温粘度 5良好的抗氧化性吴旭文使用较多的是DOT3、DOT4两个牌号的产品，其平衡回流沸点分别不低于205和230，湿平衡回流沸点分别不低于140和155。 在HZY3、HZY4、HZY5或DOT3、DOT4、DOT5制动液牌号中，级
10、别越高，质量越好，安全保障性越好。在制动液牌号选用方面，微型、中低档汽车选用HZY3或DOT3制动液就可以满足使用要求，而中高档车建议选择HZY4或DOT4制动液。HZY5或DOT5制动液主要用于军事装备和赛车。 制動液的使用方法制動液的使用方法吴旭文严禁混加制动液严禁混加制动液1.由于不同种类的产品所使用的原料、添加剂和制造工艺不同，混合后会出现浑浊或沉淀现象。2.如果品牌不同，也不能混用。每种产品所加入的添加剂不同且相互之间存在着相对平衡，一旦混入其它物质，该平衡就有被破坏的可能，从而失去或降低应有的作用。因此，在更换品牌时一定要用新加入的产品清洗管路 制動液的使用方法制動液的使用方法吴旭
11、文汽车制动液需定期更换汽车制动液需定期更换汽车制动液使用一定时间后会因吸湿，化学变化等原因使性能指标降低，从而影响行车安全。因此使用中的制动液，应定期更换。至于多长时间进行更换，目前尚无具体规定，一般是在车检时需要更换总泵和分泵的活塞皮碗，同时将制动液更换。考虑到国产制动液大部分等级较低，建议视情况24万km或1年时间应更换一次。 貳：貳：ABSABS的液壓控制技術的液壓控制技術吴旭文ABS ABS 制动压力调节器制动压力调节器 功用：功用：接收ECU的指令，通过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调节。组成：组成：储液室、电动泵、蓄压器、电磁阀等组成。制动压力调节器串联在制动主缸和制动
12、轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。吴旭文ABS 调压方式调压方式1、循环式（流通式）制动压力调节器特点：结构简单、控制方便，被广泛采用2、可变容积式制动压力调节器特点：制动压力油路和ABS控制压力油路相互隔开。 可变容积式制动压力调节器由调压缸（缸筒、活塞）、电磁阀、单向阀及微型电机等组成。吴旭文循环式（流通式）制动压力调节器循环式（流通式）制动压力调节器循环式制动压力调节器循环式制动压力调节器吴旭文循环式制动压力调节器特点循环式制动压力调节器特点循环式制动压力调节器的结构特点 :是制动压力油路和ABS控制压力油路相通。吴旭文以上制动压力调节器结构特点以上制动压力调节器结构特
13、点此种形式增压和减压速度可以直接通过电磁阀的进出油口来控制。结构简单、灵敏性好。对于这种方式，液压泵工作时高压制动液回主缸时，或增压过程制动液从主缸流回瞬间，制动踏板行程均会发生变化（叫踏板反应）。这种反应能让驾驶员知道ABS开始工作，这是一个优点。但是，也有不少驾驶员对踏板反应有不舒适感。吴旭文两位两通式调节工作原理两位两通式调节工作原理（建压阶段）（建压阶段）第第一一类类吴旭文两位两通式调节工作原理两位两通式调节工作原理1.1.（增压阶段）（增压阶段）第第一一类类吴旭文两位两通式调节工作原理两位两通式调节工作原理2.2.（保压阶段）（保压阶段）第第一一类类吴旭文两位两通式调节工作原理两位两
14、通式调节工作原理3.3.（降压阶段）（降压阶段）第第一一类类吴旭文二位二通电磁阀二位二通电磁阀二位二通电磁阀又分为二位二通常开电磁阀和二位二通常闭电磁阀。两个电磁阀均由阀门、衔铁、电磁线圈、回位弹簧等组成。常态下，二位二通常开电磁阀阀门在弹簧张力作用下打开，二位二通常闭电磁阀阀门在弹簧张力作用下闭合。吴旭文二位二通电磁阀二位二通电磁阀二位二通常闭电磁阀用于控制制动分泵到储液器的制动液回路。两个电磁阀配套使用，共同完成ABS工作中对制动压力调节的任务。吴旭文三位三通式调节工作原理三位三通式调节工作原理由电磁阀直接控制轮缸的制动压力。多采用三位三通电磁阀（由博世公司生产，应用于博世中）。在ECU控
15、制下，使阀处于“升压”、“保压”、“减压”三种位置。 第第二二类类核心执行控制元件电磁阀吴旭文三位三通控制阀与电磁阀三位三通控制阀与电磁阀第第二二类类由进液阀、回液阀、主弹簧、副弹簧、固定铁芯及衔铁套筒等组成。吴旭文三位三通电磁阀工作过程三位三通电磁阀工作过程工作过程是： 电磁线圈未通电时，在主弹簧张力作用下，进液阀打开，回液阀关闭，进液口与出液口保持畅通-增压。 电磁线圈通入较小电流（2A），产生电磁吸力小，吸动衔铁上移量少，但能适当压缩主弹簧，使进液阀关闭，放松副弹簧，回液阀并不打开-保压。 电磁阀线圈通入较大电流（5A），产生电磁吸力大，吸动衔铁上移量大，同时压缩主、副弹簧，使进液阀仍保
16、持关闭，回液阀打开-减压。第第二二类类吴旭文三位三通式调节工作原理三位三通式调节工作原理第第二二类类吴旭文三位三通式调节工作原理三位三通式调节工作原理第第二二类类吴旭文三位三通式调节工作原理三位三通式调节工作原理第第二二类类吴旭文三位三通式调节工作过程三位三通式调节工作过程升压（常规制动）升压（常规制动）吴旭文约约2A三位三通式调节工作过程三位三通式调节工作过程保压（常规制动）保压（常规制动）吴旭文约约5A三位三通式调节工作过程三位三通式调节工作过程减压（常规制动）减压（常规制动）吴旭文回油泵与储能器回油泵与储能器 当电磁阀在减压过程中，从轮缸流出的制动液由储能器暂时储存，然后由回油泵泵回主缸
17、。 吴旭文低压储能器一般称为储液器，用来接纳ABS减压过程中，从制动分泵回流的制动液，同时还对回流制动液的压力波动具有一定的衰减作用。储液器内有一活塞和弹簧。减压时，回流的制动液压缩活塞克服弹簧张力下移，使容积增大，暂时存储制动液。 电动回液泵由直流电动机和柱塞泵组成。柱塞泵由柱塞、进出液阀及弹簧组成。低压储能器与电动泵低压储能器与电动泵吴旭文高压储能器与电动增压泵高压储能器与电动增压泵压力控制开关：检测高压蓄压器下腔制动液压力。 1.压力低于15 Mpa时，开关闭合，增压泵工作。 2.压力达到18 Mpa时，开关打开，增压泵停止工作。高压储能器：用于储存制动中或ABS工作时所需的高压制动液。
18、高压蓄压器多采用黑色气囊状球体。黑色气囊状球体被一个膜片分隔成两个互不相通的腔室。上腔为气室，充入氮气并具有一定的压力。下腔为液室，与电动增压泵液道相通，盛装由电动增压泵泵入的制动液。高压蓄压器下端，设有两个控制开关吴旭文压力警示开关压力警示开关设有两对开关触点，一对常开，一对常闭。当高压蓄压器下腔制动液压力低于10.5Mpa时，常开触点闭合，点亮红色制动警示灯；同时常闭触点张开，该信号送ECU关闭ABS并点亮黄褐色ABS警示灯。可变容积调压方式可变容积调压方式ABSABS吴旭文可变容积调压方式可变容积调压方式类型： 1.液压控制方式 2.直流电动机控制方式；1.液压控制可变容积调压方式（1）
19、在汽车原有制动系统管路中增加一套液压控制装置，用于改变制动管路容积，实现增压保压减压的循环调节。 （2）这种制动压力调节系统的控制液压油路和ABS控制的制动液油路是相互隔开的。 吴旭文可变容积调压方式结构形式可变容积调压方式结构形式吴旭文调压结构吴旭文控制电磁阀吴旭文泵、储能器、压力开关吴旭文增压泵吴旭文压力开关吴旭文常规制动吴旭文减压过程吴旭文保压过程吴旭文增压过程吴旭文案例：案例：HONDA ABS HONDA ABS 结构原理结构原理吴旭文HONDA ABS HONDA ABS 调节器调节器吴旭文可变容积调压方式工作原理可变容积调压方式工作原理吴旭文早期：机械可变容ABS吴旭文早期：机械
20、可变容ABS吴旭文后轮同时控制调节器后轮同时控制调节器吴旭文后轮同时控制调节器后轮同时控制调节器叁：叁：ABS電控技術電控技術吴旭文 汽车防抱死制动系统（ABS）的电控系统主要由三部分组成： 传感器 与开关信号 电子 控制单元 （ECU） 执行器 或执行元件电控系统组成部分电控系统组成部分吴旭文常用型式：磁感应式；霍尔式；常用型式：磁感应式；霍尔式；1 1、轮速传感器、轮速传感器 检测车轮转速，产生与轮速成正比的正弦交流信号，经整形、放大转变成数字信号送给ECU，用于对制动压力调节器实施控制。常用的传感器常用的传感器吴旭文 齿圈随车轮转动，凸齿和齿隙不断交替地在极轴下掠过，使铁心磁通发生变化，
21、在感应线圈中产生交变信号电压。磁感应式吴旭文 对轮速传感器产生的信息进行补充和修正，用于提高控制车轮滑移率的精确度。加速度传感器吴旭文1、制动开关信号 用于启动ABS电控系统，随时进行对制动中的车轮滑移率进行循环调节。2、电动回液泵工作状态监测信号 用于提供电动回液泵是否正常工作信号，若无该信号，ABS电控系统将自动停止工作。常用的开关信号常用的开关信号吴旭文3、电磁阀工作状态监测信号 用于提供电磁阀是否正常工作信号，若无该信号，ABS电控系统将自动停止工作。4、储液筒制动液位监测信号 当储液筒制动液位低于规定值时，ABS电控系统将自动停止工作。常用的开关信号常用的开关信号吴旭文1、电磁阀 执
22、行ECU指令，对制动分泵制动液压力进行实施调节。 常用的型式有：二位二通电磁阀和三位三通电磁阀2、电磁阀继电器3、电动回液泵继电器4、ABS故障报警灯常用的执行器常用的执行器吴旭文 当制动车轮滑移率小于20% 时，ECU控制电磁阀线圈并不通电，进液阀打开，回液阀关闭，制动分泵制动液压力将随着制动踏板力的增大而增大增压。三位三通电磁阀三位三通电磁阀增压增压吴旭文 当制动车轮滑移率趋近于20% 时， ECU控制电磁阀线圈通电电流较小，进液阀关闭，回液阀仍关闭，制动分泵制动液压力将保持不变保压三位三通电磁阀三位三通电磁阀保压保压吴旭文 当制动车轮滑移率稍大于20% 时， ECU控制电磁阀线圈通电电流
23、较大，进液阀关闭，回液阀打开，制动分泵制动液回流至内部储液器使制动液压力减小减压。三位三通电磁阀三位三通电磁阀减压减压吴旭文二位二通常开电磁阀二位二通常闭电磁阀二者配合工作，完成增压、保压、减压的控制过程二位二通电磁阀二位二通电磁阀吴旭文ABS形状结构 吴旭文（一）ABS ECU的功用 接收轮速传感器及其它开关信号，并进行放大、整形、计算、比较，按照特定的控制逻辑，分析、判断后输出指令，控制制动压力调节器执行制动压力调节任务。（二）ABS ECU的组成 目前，尽管各车用ABS ECU内部控制程序、参数不同，但一般均由以下几个基本电路组成。输入电路计算电路输出电路安全保护电路电路组成吴旭文ABS
24、 ECU吴旭文ABS ECU电路功能吴旭文ABS ECU电路功能吴旭文ABS ECU电路功能吴旭文 ABS ECU电路功能吴旭文 ABS ECU电路功能吴旭文 ABS ECU电路功能吴旭文肆：肆：ABSABS是其他電子控制系統的拓展基體是其他電子控制系統的拓展基體吴旭文单独方式 ASR 控制过程吴旭文组合方式的组合方式的ASRASR制动压力调节器制动压力调节器ASR OFF：不工作，、进行ABS调节ASR ON: 工作，、进行ASR调节吴旭文液压系统与执行器液压系统与执行器ABS/TRC液压系统基本组成吴旭文TRCTRC系统的工作过程系统的工作过程S40 ABS, STC, DSTCS40 A
25、BS, STC, DSTC實際案例實際案例吴旭文顯示裝置顯示裝置吴旭文控制模塊集成控制模块具有两个微处理器，可并行工作和执行计算。装有 ABS/EBD 的汽车的控制模块有 8 个油压阀线圈，4 个用于输入阀，4 个用于输出阀。具有 STC 和 DSTC 的汽车上另有 4 个阀线圈。控制模块Dynamic Stability Tracing Control :动态稳定循迹控制吴旭文STC 或或 DSTC 开关开关STC/DSTC 功能在点火开关打开时总会启动。这可由按钮上亮起的 LED 灯确定。按下此开关超过半秒钟，该功能即可降低或重新启动。功能降低是指 SC (稳定性控制功能) 关闭而 AYC
26、 进入 宽滑 (Wideslip) 模式。此时，按钮上的 LED 灯熄灭，DIM 显示系统状态。 吴旭文A B SA B S吴旭文ABS ABS 控制控制ABS 控制装置按照与其它类似系统相同的方式工作。即是说，在控制过程中，油泵运转，输入/输出阀根据车轮加速和减速情况在增压、恒压和减压状态之间切换。一些数据：一些数据：系统控制剎车力，使尽可能大的剎车力传递到路面。这在车轮与路面之间的滑动率达到 1520 % 时发生。ABS 功能仅在车速超过 7 km/h 时才会作用。在车速低于 7 km/h 时，车轮可能会死锁，但这对行车稳定性或剎车距离不会造成实际的影响。吴旭文EBD吴旭文EBD EBD 控制控制系统控制剎车力，使后轮的滑动率在某种程度上低于前轮的滑动率。后轮滑动的倾向是根据作用在后轮上的压力的 而该压力是由车辆负载等因素决定。该功能因而取决于负载。吴旭文STCSTC 功能系统由两个组件构成SC 稳定性控制TC 循迹控制吴旭文一些数据：SC 在 0 km/h 和最高速度之间作用。具有 STC 的汽车增加了以下组件 (每个油路 1 个)：STC STC 控制控制
