1、 第第7 7章章 ABSABS的原理与检修的原理与检修教学目标教学目标1.1.制动系统工作的的基本原理制动系统工作的的基本原理2.ABS2.ABS系统的基本组成和工作原理系统的基本组成和工作原理3.ABS3.ABS工作过程分析工作过程分析4.ABS4.ABS系统主要零部件工作原理分析系统主要零部件工作原理分析5.ABS5.ABS系统自诊断功能。系统自诊断功能。一，一，ABS系统结构特点系统结构特点 汽车制动系统工作性能的好坏对行车安全至关重要。汽车电控ABS制动系统是制动系重要的一个种类。只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供较大的附着力时，汽车才能获得较好的制动效果。1)地面制动力
2、地面制动力 汽车只有受到与行驶方向相反的外力汽车只有受到与行驶方向相反的外力时，才能使汽车制动减速直至停车。这个时，才能使汽车制动减速直至停车。这个外力只能由地面和空气提供。由于空气阻外力只能由地面和空气提供。由于空气阻力相对较小，为了分析方便，可以近似地力相对较小，为了分析方便，可以近似地认为实际上外力是由地面提供的，称认为实际上外力是由地面提供的，称之为之为地面制动力地面制动力。地面制动力越大，制动加速度越大。地面制动力越大，制动加速度越大。1.1.汽车制动时车轮受力分析汽车制动时车轮受力分析 2)制动器制动力制动器制动力在车轮周缘为克服制动器摩擦力矩所在车轮周缘为克服制动器摩擦力矩所需加
3、的力，称之为制动器制动力需加的力，称之为制动器制动力。附着力是地面阻止车轮滑动所附着力是地面阻止车轮滑动所能提供切向反作用力的极限值能提供切向反作用力的极限值。在一般硬实路面上，轮胎与在一般硬实路面上，轮胎与路面间的附着力可近似认为是轮胎路面间的附着力可近似认为是轮胎与路面间的摩擦力。与路面间的摩擦力。3)附着力附着力在汽车制动时，有纵向附着力在汽车制动时，有纵向附着力和横向附着力。和横向附着力。纵向附着力决定汽车的纵向运纵向附着力决定汽车的纵向运动，影响汽车的制动距离。动，影响汽车的制动距离。横向附着力决定汽车的横向侧横向附着力决定汽车的横向侧滑。滑。3)附着力附着力4)车轮滑移率车轮滑移率
4、 当汽车匀速行驶时，当汽车匀速行驶时，实际车速实际车速V(即车轮中心的纵向速度即车轮中心的纵向速度)与与车轮速度车轮速度Vw(即车轮滚动的圆周速度即车轮滚动的圆周速度)相等，车相等，车轮在路面上的运动为轮在路面上的运动为纯滚动运动纯滚动运动。V=Vw时，纯滚动时，纯滚动当驾驶员踩下制动踏板时，由当驾驶员踩下制动踏板时，由于地面制动力的作用，使车轮速度减于地面制动力的作用，使车轮速度减小，车轮处在既滚动又滑动的状态，小，车轮处在既滚动又滑动的状态，实际车速与车轮速度不再相等，实际车速与车轮速度不再相等，人们人们将车速和车轮速度之间出现的差异称将车速和车轮速度之间出现的差异称为滑移。为滑移。4)车
5、轮滑移率车轮滑移率轮胎滑移的程度用轮胎滑移的程度用滑移率滑移率S S来来表示。表示。车轮滑移率是指实际车速车轮滑移率是指实际车速V V与车轮速度与车轮速度VwVw之差同实际车速之差同实际车速V V的的比值。比值。滑移率是指在制动时，在车轮滑移率是指在制动时，在车轮运动中滑动成分所占的比例，用运动中滑动成分所占的比例，用s表示：表示：4)车轮滑移率车轮滑移率 100%vrsv式中：式中：v车轮中心的速度车轮中心的速度(m/s)；r车轮不受地面制动力时的滚动半径车轮不受地面制动力时的滚动半径(m)；车轮角速度车轮角速度(rad/s)。%1001%1001%100wwvrvvvvv滑移率实际意义是车
6、轮总制动距离内滑动距离占滑移率实际意义是车轮总制动距离内滑动距离占的比例大小。的比例大小。当当V V=V Vw w时，滑移率时，滑移率S S=0=0，车，车轮自由滚动；轮自由滚动；当当V Vw=0w=0时，滑移率时，滑移率S S=100%=100%，车轮完全抱死滑移；车轮完全抱死滑移；当当V VV Vw w时，滑移率时，滑移率0 0 S S 100%100%，车轮既滚动又滑移，车轮既滚动又滑移。滑移滑移率越大，车轮滑移程度越大。率越大，车轮滑移程度越大。汽车载客人数或载物量；汽车载客人数或载物量；前、后轴的载荷分布情况；前、后轴的载荷分布情况；轮胎种类及轮胎与道路的附着状况；轮胎种类及轮胎与道
7、路的附着状况；路面种类和路面状况；路面种类和路面状况；制动力大小及其增长速率。制动力大小及其增长速率。汽车纵向附着系数和侧向附着系数汽车纵向附着系数和侧向附着系数对滑移率有很大影响。对滑移率有很大影响。车轮滑移率的影响因素车轮滑移率的影响因素5)附着系数和滑移率的关系附着系数和滑移率的关系 在制动过程中，车轮在制动过程中，车轮抱死滑抱死滑移的根本原因是制动器制动力大移的根本原因是制动器制动力大于轮胎于轮胎-道路附着力。道路附着力。横向附着系数越大，汽车制动横向附着系数越大，汽车制动时方向稳定性和保持转向控制能力时方向稳定性和保持转向控制能力越强。越强。当滑移率为零时，横向附着系当滑移率为零时，
8、横向附着系数最大；随着滑移率的增加，横向数最大；随着滑移率的增加，横向附着系数越来越小。附着系数越来越小。当车轮抱死时，横向附着系当车轮抱死时，横向附着系数几乎为零，汽车方向失控、稳数几乎为零，汽车方向失控、稳定性差。前轮先抱死时，可能出定性差。前轮先抱死时，可能出现方向失控现象。后轮先抱死时，现方向失控现象。后轮先抱死时，可能出现甩尾现象。可能出现甩尾现象。s10%25%时为最佳。时为最佳。图图1 附着系数与滑移率的关系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虚线与实线标注的上下顺序一一对应)B纵向附着系数；纵向附着系数；S横向附着系数；横向附着系数；S滑移率滑移率 由图可见
9、：由图可见：附着系数取决于路面性质。附着系数取决于路面性质。一般干燥路面附着系数大，潮湿路面一般干燥路面附着系数大，潮湿路面 附着系数小，冰雪路面附着系数更小。附着系数小，冰雪路面附着系数更小。在各种路面上，附着系数都随滑移在各种路面上，附着系数都随滑移 率的变化而变化。率的变化而变化。在各种路面上，当滑移率为在各种路面上，当滑移率为20%左左 右时右时，纵向附着系数最大，制动效，纵向附着系数最大，制动效 果最好。果最好。当车轮抱死时，横向附着系数接近于零，汽车将失去方向稳定性和转向控制能力，其危害极大。如果前轮抱死，虽然汽车能沿直线向前行驶，但是失去转向控制能力。如果后轮抱死，汽车的制动稳定
10、性就会变差，抵抗横向外力的能力很弱，后轮稍有外力(如侧向风力或地面障碍物阻力)作用就会发生侧滑(甩尾)，甚至出现调头(即突然出现180转弯)等危险现象。综上所述，为了获得最佳制动性综上所述，为了获得最佳制动性能，应将滑移率控制在能，应将滑移率控制在10%到到25%范范围内。围内。因此，通过采用因此，通过采用ABS，使汽车在，使汽车在制动过程中自动调节车轮的制动力，制动过程中自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死滑移，从而防止车轮抱死滑移，从而缩短制动距缩短制动距离，提高方向稳定性，增强转向控制离，提高方向稳定性，增强转向控制能力，减少交通事故能力，减少交通事故的发生。的发生。(1)有效控制车轮滑移
11、率。有效控制车轮滑移率。在汽车制动过程中，当车轮滑移率超在汽车制动过程中，当车轮滑移率超过稳定界限时，过稳定界限时，ABS将自动减小制动压力，将自动减小制动压力，以减小车轮制动器制动力，从而减小车轮以减小车轮制动器制动力，从而减小车轮滑移率；而当车轮滑移率低于稳定界限时，滑移率；而当车轮滑移率低于稳定界限时，又自动增加制动压力，以增大车轮制动器又自动增加制动压力，以增大车轮制动器制动力，从而增大车轮滑移率。制动力，从而增大车轮滑移率。2.ABS2.ABS的特点的特点(2)提高了制动稳定性。提高了制动稳定性。防抱死制动系统避免了汽车制动时车防抱死制动系统避免了汽车制动时车轮抱死状态，保持了较大的
12、侧向附着系数，轮抱死状态，保持了较大的侧向附着系数，消除了车轮抱死情况下出现的侧滑、甩尾消除了车轮抱死情况下出现的侧滑、甩尾甚至掉头等情况，并保证了紧急制动情况甚至掉头等情况，并保证了紧急制动情况下良好的转向性能。下良好的转向性能。2.ABS2.ABS的特点的特点(3)具有故障自诊断能力。具有故障自诊断能力。在防抱死制动系统出现故障后，能在防抱死制动系统出现故障后，能自动停止工作，恢复普通制动装置的工作，自动停止工作，恢复普通制动装置的工作，并将故障以代码的形式显示出来。并将故障以代码的形式显示出来。1.ABS的基本组成的基本组成二，二，系统分类与组成系统分类与组成 除原有的制动系统除原有的制
13、动系统(真空助力装置真空助力装置有些没有有些没有)外，另增加了外，另增加了液压调节器液压调节器(带液压油泵带液压油泵)、车轮转速传感器、电、车轮转速传感器、电控单元控单元(ECU)及电路，报警灯及电路，报警灯等装置。等装置。液压调节器也称液压调节器也称制动压力调节装置制动压力调节装置，主要，主要由由调压电磁阀总成、电动泵总成调压电磁阀总成、电动泵总成和和储液器储液器组成。组成。如图4所示是典型的ABS的组成图。图图4 典型的典型的ABS系统结构图系统结构图1车轮转速传感器；车轮转速传感器；2右前制动器；右前制动器；3制动主缸；制动主缸；4储液室；储液室；5真空真空助力器；助力器；6电子控制装置
14、电子控制装置(ECU)；7右后制动器；右后制动器；8左后制动器；左后制动器；9比例阀；比例阀；10ABS警示灯；警示灯；11储液器；储液器；12调压电磁阀总成；调压电磁阀总成；13电动电动泵总成；泵总成；14左前制动器左前制动器图图6-1 桑塔纳桑塔纳2000轿车的轿车的ABS组成及安装位置组成及安装位置 图图6-1为桑塔纳为桑塔纳2000轿车上使用的轿车上使用的ABS组成及其安装位置图，组成及其安装位置图，图图6-2 LS400 ABS布置形式布置形式 图图6-2为为LS400 ABS布置形式。布置形式。(1)按按组成结构组成结构的不同，的不同，ABS可分可分为为整体式整体式和和分体式分体式
15、。整体式整体式ABS的的制动主缸、液压调节器制动主缸、液压调节器和和各控制阀制成一体各控制阀制成一体，有些无真空助力元件。，有些无真空助力元件。分体式分体式ABS的制动主缸和真空助力液的制动主缸和真空助力液压元件仍采用传统制动装置，压元件仍采用传统制动装置，制动主缸和调制动主缸和调节器及各控制阀没有制成一体。节器及各控制阀没有制成一体。2.ABS2.ABS的分类的分类(2)(2)按制按制动力源动力源的不同，的不同，ABSABS可分为可分为气压式、液压式气压式、液压式和和气顶液压式气顶液压式。(3)(3)按按控制回路控制回路的不同，的不同，ABSABS可分为四种：可分为四种：单通道控制回路单通道
16、控制回路(如图如图6-36-3所示所示)配有一个或两个配有一个或两个传感器；传感器；双通道控制回路双通道控制回路(如图如图6-46-4所示所示)配有二配有二至四个传感器，通常为两前轮一起控制，两后至四个传感器，通常为两前轮一起控制，两后轮一起控制；轮一起控制；三通道控制回路三通道控制回路(如图如图6-56-5所示所示)配配有三个或四个传感器，两前轮单独控制，两后有三个或四个传感器，两前轮单独控制，两后轮一起控制；轮一起控制；四通道控制回路四通道控制回路，(如图如图6-66-6所示所示)配有四个传感器，四轮独立控制。配有四个传感器，四轮独立控制。2.ABS2.ABS的分类的分类图图6-3 单通道
17、控制回路单通道控制回路 图图6-4 6-4 双通道控制回路双通道控制回路(a)双通道前轮独立双通道前轮独立-后轮低选择控制的后轮低选择控制的ABS；(b)双通道前轮独立控制的双通道前轮独立控制的ABS 图图6-5 三通道控制回路三通道控制回路 (a)三传感器三通道前轮独立三传感器三通道前轮独立-后轮低选择控制的后轮低选择控制的ABS；(b)四传感器三通道前轮独立四传感器三通道前轮独立-后轮低选择控制的后轮低选择控制的ABS(a)四通道四轮独立控制的四通道四轮独立控制的ABS；(b)四通道前轮独立四通道前轮独立-后轮低速控制的后轮低速控制的ABS 图图6-6 四通道控制回路四通道控制回路1.车轮
18、转速传感器车轮转速传感器车轮转速传感器的作用是检测车轮的车轮转速传感器的作用是检测车轮的速度，并将速度信号输入速度，并将速度信号输入ECUECU.目前常用的车轮转速传感器有目前常用的车轮转速传感器有电磁感电磁感应式应式和和霍尔式霍尔式两种。两种。三三 结构与原理结构与原理1)电磁感应式车轮转速传感器电磁感应式车轮转速传感器它是通过线圈的它是通过线圈的磁通变化磁通变化，感应出，感应出脉脉冲电压信号冲电压信号的装置。的装置。电磁感应式车轮转速传感器。电磁感应式车轮转速传感器。由由磁感应传感头磁感应传感头和和齿圈齿圈两部分组成。两部分组成。三三 结构与原理结构与原理 传感头传感头为静止部件，由为静止
19、部件，由永久磁铁、感永久磁铁、感应线圈应线圈和和磁极磁极(极轴极轴)构成，安装在每个构成，安装在每个车轮车轮的托架的托架上，有两根引线上，有两根引线(屏蔽线屏蔽线)接至电控单接至电控单元。齿圈为运动部件，安装在元。齿圈为运动部件，安装在轮毂或轮轴轮毂或轮轴上，和车轮一起旋转。其齿数的多少与车上，和车轮一起旋转。其齿数的多少与车型及电控单元有关，不同车型的型及电控单元有关，不同车型的ABS装置装置不通用。不通用。图图7-7 车轮转速传感器外形车轮转速传感器外形(a)驱动车轮 (b)非驱动车轮图13 车速转速传感头在车轮上的安装1、8电磁感应式传感器；2半轴；3悬架支承；4、7齿圈；5轮毂；6转向
20、节(a)主减速器 (b)变速器图14 车轮转速传感器在传动系统中的安装位置1、5传感器；2、3齿圈；4变速器 根据极轴的结构形式不同，电磁感根据极轴的结构形式不同，电磁感应式转速传感器又分为应式转速传感器又分为凿式凿式和和柱式柱式等。等。图图7-8 车轮转速传感器结构图车轮转速传感器结构图(a)凿式极轴；凿式极轴；(b)柱式极轴柱式极轴(b)菱形极轴传感头(柱式极轴的一种)(c)柱式极轴传感头图17 电磁感应式车轮转速传感器的传感头与齿圈的相对安装方式(a)凿式极轴传感头当齿圈随车轮旋转时，由于磁极当齿圈随车轮旋转时，由于磁极及齿圈间的间隙发生变化及齿圈间的间隙发生变化(齿顶、齿齿顶、齿根根)
21、，使得通过线圈的磁通发生变化，使得通过线圈的磁通发生变化，从而在线圈上感应出一交流电动势，从而在线圈上感应出一交流电动势，其频率与车轮转速成正比，电动势其频率与车轮转速成正比，电动势的的大小大小(振幅振幅)也与转速成正比。也与转速成正比。电磁感应式车轮转速传感器工作原理电磁感应式车轮转速传感器工作原理如达科如达科(Delco)公司生产的公司生产的ABS，其电磁感应式传感器在低速及高速时其电磁感应式传感器在低速及高速时的电压信号变化为的电压信号变化为0.19 V电控单元依电控单元依据此信号频率确定转速，并测算出瞬据此信号频率确定转速，并测算出瞬时制动减速度及制动滑移率，从而控时制动减速度及制动滑
22、移率，从而控制制动液压，防止车轮抱死。制制动液压，防止车轮抱死。电磁感应式车轮转速传感器工作原理电磁感应式车轮转速传感器工作原理图图7-9 电磁感应式转速传感器工作原理示意图电磁感应式转速传感器工作原理示意图(a)齿隙与磁芯端部相对时；齿隙与磁芯端部相对时；(b)齿顶与磁芯端部相对时；齿顶与磁芯端部相对时；(c)传感器输出电压传感器输出电压 电磁感应式车轮转速传感器工作原理如图电磁感应式车轮转速传感器工作原理如图7-9所示所示(a)齿隙与磁心端部相对时 (b)齿顶与磁心端部相对时 图4.15 电磁感应式车轮转速传感器的工作原理1齿圈；2磁心端部；3感应线圈引线；4感应线圈；5永久性磁心；6磁力
23、线；7电磁感应式传感器；8磁极；9齿圈齿顶霍尔式车轮转速传感器由霍尔式车轮转速传感器由传感头传感头和和齿圈齿圈两部分构成。两部分构成。传感头传感头由由永磁体、霍尔元件永磁体、霍尔元件和和电子电子电路电路等组成。等组成。2)2)霍尔式车轮转速传感器霍尔式车轮转速传感器图图7-10 霍尔式车轮转速传感器工作原理示意图霍尔式车轮转速传感器工作原理示意图(a)磁场较弱时；磁场较弱时；(b)磁场较强时磁场较强时 霍尔式车轮转速传感器工作原理如图霍尔式车轮转速传感器工作原理如图7-107-10所示。所示。(a)霍尔元件磁场较弱 图18 霍尔式车轮转速传感器磁路(b)霍尔元件磁场较强图18 霍尔式车轮转速传
24、感器磁路 图图7-10(a)中穿过霍尔元件的磁力线分中穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场较弱；图散，磁场较弱；图7-10(b)中则相反，磁场中则相反，磁场较强。这样齿圈随车轮转动时，使得穿过较强。这样齿圈随车轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而产霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而产生霍尔电压生霍尔电压(毫伏级准正弦波电压毫伏级准正弦波电压)，此电压，此电压信号再由电子电路转换成标准的脉冲电压信号再由电子电路转换成标准的脉冲电压信号输入电控单元。信号输入电控单元。2)2)霍尔式车轮转速传感器霍尔式车轮转速传感器2.制动压力调节装置制动压力调节装置 制动压力调节装置的作用是根据ECU的
25、指令，调节各个车轮制动器的制动压力。常用制动系统有液压式、机械式、气压式和空气液压复合式等。液压循环式制动压力调节器液压循环式制动压力调节器 主要由一只主要由一只电动泵、储能器、八个电电动泵、储能器、八个电磁阀磁阀等构成一个整体。八个电磁阀分别控制等构成一个整体。八个电磁阀分别控制通往前后轮的四个管路的油压，每个管路中通往前后轮的四个管路的油压，每个管路中一对电磁阀中的一个是常开进油阀，另一个一对电磁阀中的一个是常开进油阀，另一个是常闭出油阀。八个电磁阀的开闭由电控单是常闭出油阀。八个电磁阀的开闭由电控单元控制。电动泵两端的进出油路上分别设置元控制。电动泵两端的进出油路上分别设置有一个吸入阀和
26、压力阀。储能器和电动泵并有一个吸入阀和压力阀。储能器和电动泵并联，用以存储从制动工作缸流回的制动液，联，用以存储从制动工作缸流回的制动液，并减轻油压的脉动。并减轻油压的脉动。2.制动压力调节器制动压力调节器图图7-11 桑塔纳循环式制动压力调节器外形图桑塔纳循环式制动压力调节器外形图桑塔纳循环式制动压力调节器的外形如图桑塔纳循环式制动压力调节器的外形如图7-11所示。所示。液压循环式制动压力调节器的液压循环式制动压力调节器的压力调节可分为压力调节可分为4个阶段。个阶段。(1)制动油压建立制动油压建立(初始制动阶初始制动阶)(图图7-12)。图图7-12 初始制动阶段初始制动阶段 当驾驶员踩下制
27、动踏板时，当驾驶员踩下制动踏板时，制动制动主缸主缸产生的油压通过管路，并经不通产生的油压通过管路，并经不通电的进油阀进入制动工作缸，不通电电的进油阀进入制动工作缸，不通电的出油阀处于关闭状态，从而使车轮的出油阀处于关闭状态，从而使车轮制动器产生制动力。随着驾驶员踩下制动器产生制动力。随着驾驶员踩下制动踏板，制动压力逐渐上升，车轮制动踏板，制动压力逐渐上升，车轮转速逐渐下降。初始制动阶段转速逐渐下降。初始制动阶段ABS的的电控单元不对制动液压进行控制，整电控单元不对制动液压进行控制，整个过程和传统制动系统相同。个过程和传统制动系统相同。(2)制动压力保持阶段制动压力保持阶段(图图7-13)图图7
28、-13 制动压力保持阶段制动压力保持阶段 随着制动压力升高和车轮转速下降随着制动压力升高和车轮转速下降到一定程度，车轮开始出现部分滑移现到一定程度，车轮开始出现部分滑移现象。当车轮的滑移率达到象。当车轮的滑移率达到10%20%左左右时，右时，ABS中的电控单元将输出控制信中的电控单元将输出控制信号给进油阀，使其通电而关闭油路，出号给进油阀，使其通电而关闭油路，出油阀不通电仍处于关闭状态。此时，制油阀不通电仍处于关闭状态。此时，制动工作缸内油压将保持不变，即处于某动工作缸内油压将保持不变，即处于某一个稳定的油压状态下。一个稳定的油压状态下。(2)制动压力保持阶段制动压力保持阶段(图图7-13)(
29、3)制动压力降低阶段制动压力降低阶段(图图7-14)。图图7-14 制动压力降低阶段制动压力降低阶段 当制动油压保持不变而车轮转速继续下降，当制动油压保持不变而车轮转速继续下降，车轮的滑移率车轮的滑移率超过超过10%20%左右时，左右时，ABS中中的电控单元将输出控制信号给出油阀，使其通的电控单元将输出控制信号给出油阀，使其通电而处于打开状态，进油阀继续通电而处于关电而处于打开状态，进油阀继续通电而处于关闭状态，从而使制动工作缸内的高压油从出油闭状态，从而使制动工作缸内的高压油从出油阀经管路流入储能器中，制动工作缸内的制动阀经管路流入储能器中，制动工作缸内的制动油压下降，车轮转速由下降逐渐变为
30、上升，滑油压下降，车轮转速由下降逐渐变为上升，滑移率也由增加逐渐变为下降。移率也由增加逐渐变为下降。与此同时，与此同时，ABS中的电控单元还中的电控单元还将输出控制信号给电动油泵，使其工将输出控制信号给电动油泵，使其工作，并把储能器和由出油阀流出的压作，并把储能器和由出油阀流出的压力油泵回制动主缸，以保证制动工作力油泵回制动主缸，以保证制动工作缸内的制动液压能迅速有效地下降。缸内的制动液压能迅速有效地下降。(4)制动压力增加阶段制动压力增加阶段(图图7-15)。图图7-15 制动压力增加阶段制动压力增加阶段 当车轮转速上升，当车轮转速上升，滑移率下降到低于滑移率下降到低于10%20%时，时，A
31、BS中的电控单元将输出中的电控单元将输出控制信号给进、出油阀，使其断电。控制信号给进、出油阀，使其断电。此时，进油阀打开，出油阀关闭，制此时，进油阀打开，出油阀关闭，制动主缸和制动工作缸油路接通，制动主缸动主缸和制动工作缸油路接通，制动主缸的压力油进入制动工作缸，制动油压增加，的压力油进入制动工作缸，制动油压增加，车轮转速又开始下降。车轮转速又开始下降。前提条件：脚一直踏在制动踏板上，使其液压前提条件：脚一直踏在制动踏板上，使其液压油路中形成液压。油路中形成液压。同时电动泵继续工作，以保证制动同时电动泵继续工作，以保证制动油压的增加更快速有效。油压的增加更快速有效。如此交替控制进、出油阀的开闭
32、如此交替控制进、出油阀的开闭(其变化频率约为其变化频率约为5 56 6次次/秒秒)，使车轮的，使车轮的滑移率始终被控制在滑移率始终被控制在10%10%20%20%左右，左右，从而使汽车的制动性能达到最佳状态。从而使汽车的制动性能达到最佳状态。前提条件：脚一直踏在制动踏板上，使其液压前提条件：脚一直踏在制动踏板上，使其液压油路中形成液压。油路中形成液压。ECU由硬件和软件两部分组成。硬件是安装在印制电路板上的各元器件及线路，软件则是固存在只读存储器中的一系列控制程序。3.电控单元 3.电控单元 ABS ECU ABS ECU是制动防抱死是制动防抱死系统的控制中枢，系统的控制中枢，ECUECU的主
33、的主要功能是把各车轮转速传感要功能是把各车轮转速传感器传来的信号进行比较、分器传来的信号进行比较、分析和判别析和判别；再通过精确计算得出车轮制动时的滑移状况，形成相应的指令，控制制动液压力调节装置及其他装置(如副节气门、步进电动机等)对制动液压力进行调节；使进入制动分泵中的制动液以最合适的压力值来控制各车轮的转速，将滑移率控制在10%到25%的范围内，以达到最佳制动效果。图35 控制系统示意图1制动踏板；2报警灯；3ECU；4车轮转速传感器；5车轮；6制动分泵；7制动液压力调节装置；8制动总泵 该系统该系统ECU控制系统如图控制系统如图35所示。所示。1)ABS电控单元的基本原理电控单元的基本
34、原理 目前的目前的ABS大多采用所谓大多采用所谓的的“车身参考速度车身参考速度”或或“假设假设的车身速度的车身速度”来代替实际车速。来代替实际车速。3.电控单元 该参考速度要求和实际车该参考速度要求和实际车速相接近，其确定方法如下：速相接近，其确定方法如下：以以ABSABS刚进入工作时的车速刚进入工作时的车速作为车轮刚进入抱死初期时的作为车轮刚进入抱死初期时的实际车速。实际车速。3.电控单元 以以ABSABS刚进入工作时的车轮减速度刚进入工作时的车轮减速度作为车轮刚进入抱死初期时的汽车减作为车轮刚进入抱死初期时的汽车减速度。速度。有了上述的汽车车速和减速度，有了上述的汽车车速和减速度，则后续制
35、动过程中的车速变化情况就则后续制动过程中的车速变化情况就可以推算出来。因此把上述的车速称可以推算出来。因此把上述的车速称为为“车身参考速度车身参考速度”。3.电控单元 7.1.4 7.1.4 故障诊断与检修故障诊断与检修1)检修注意事项检修注意事项(1)(1)ABSABS与常规制动系统是不可分割的。与常规制动系统是不可分割的。如果制动系统出现故障，通常应首先如果制动系统出现故障，通常应首先判断出是判断出是ABSABS的故障还是常规制动系统的故的故障还是常规制动系统的故障。障。(2)(2)制动液每年要求更换一次。制动液每年要求更换一次。(3)在对高压储能器这类制动系统的液在对高压储能器这类制动系
36、统的液压系统进行维修之前，应首先泄压压系统进行维修之前，应首先泄压.(4)制动液压系统进行维修以后，对制制动液压系统进行维修以后，对制动系统进行空气排除。动系统进行空气排除。(6)尽量选用生产厂家推荐的轮胎。尽量选用生产厂家推荐的轮胎。(7)高温环境容易损坏高温环境容易损坏ECU。一般一般ECU只能承受只能承受90温度，或在一温度，或在一定时间内承受定时间内承受85温度，在对汽车进行烤温度，在对汽车进行烤漆作业时，应视情况将漆作业时，应视情况将ECU从车上拆下。从车上拆下。2)故障诊断基本步骤故障诊断基本步骤(1)(1)听取用户反映。听取用户反映。(2)(2)直观检查。直观检查。在在ABSAB
37、S系统出现故障或感觉系统工作不正系统出现故障或感觉系统工作不正常时可先进行初步目视的直观检查。常时可先进行初步目视的直观检查。制动液面是否在规定的范围内。制动液面是否在规定的范围内。保险丝、继电器、插头和连接器是保险丝、继电器、插头和连接器是 否良好否良好 检查检查ABSECUABSECU连接器连接器(插头和插座插头和插座)连连 接是否良好。接是否良好。检查检查ABSECU、压力调节器等的接、压力调节器等的接 地线是否接触可靠。地线是否接触可靠。(3)(3)路试路试 进行路试时，应首先检查制动踏板进行路试时，应首先检查制动踏板感觉是否适宜，同时应分清感觉是否适宜，同时应分清ABSABS工作和不
38、工作和不工作时的区别。工作时的区别。(4)(4)读取故障码。读取故障码。如果电子控制器发现系统中存在故障，一如果电子控制器发现系统中存在故障，一方面使方面使ABSABS警示灯点亮，中断警示灯点亮，中断ABSABS工作，恢复常工作，恢复常规制动系统，另一方面将故障码存入存储器中。规制动系统，另一方面将故障码存入存储器中。可采取下述方法读取故障码：可采取下述方法读取故障码：故障排除后要清除故障码。故障排除后要清除故障码。(5)快速检查。快速检查。快速检查一般是在自诊断基础快速检查一般是在自诊断基础上进行的，它是利用上进行的，它是利用ABS诊断测试仪、诊断测试仪、接线端子盒或万用表等，对系统可能接线
39、端子盒或万用表等，对系统可能有故障的部位的电路和元器件进行连有故障的部位的电路和元器件进行连续测试，以查找故障的方法。续测试，以查找故障的方法。2.ABS自诊断自诊断ABS均具有自诊断功能，不同的均具有自诊断功能，不同的自诊断系统，其故障代码的提取方式自诊断系统，其故障代码的提取方式也不同。也不同。ECU还具有初始检测功能、还具有初始检测功能、故障检测功能、速度传感器检测功能故障检测功能、速度传感器检测功能和失效保障功能。和失效保障功能。本章小结本章小结 本章主要学习了本章主要学习了ABSABS系系统的工作原理，结构形式和统的工作原理，结构形式和工作过程，以及其故障诊断工作过程，以及其故障诊断
40、的基本方法。的基本方法。课后练习题课后练习题1.1.什么是车轮滑移率？什么是车轮滑移率？其计算公式是什么？其计算公式是什么？2.2.简述简述ABSABS系统的工作原理。系统的工作原理。THANK YOU!ASR系统系统防滑转调节系统防滑转调节系统1.作用：汽车驱动轮防滑转控制系汽车驱动轮防滑转控制系统统通常称为防滑转调节系统。通常称为防滑转调节系统。由于防止驱动轮滑转是通由于防止驱动轮滑转是通过调节驱动轮的驱动力过调节驱动轮的驱动力(牵引力牵引力)来实现，因此又称为来实现，因此又称为牵引力控牵引力控制系统。制系统。一，概述 1.原理：汽车在起步、加速或冰雪路面上汽车在起步、加速或冰雪路面上行驶
41、时，容易出现打滑现象。行驶时，容易出现打滑现象。这是因为汽车发动机传递给车轮的这是因为汽车发动机传递给车轮的最大驱动力是附着力决定的最大驱动力是附着力决定的。当传递给车轮的驱动力超过附着力当传递给车轮的驱动力超过附着力时，车轮就会发生时，车轮就会发生打滑空转打滑空转(即滑转即滑转)。虽然另一个虽然另一个(或一些或一些)车轮处在附着车轮处在附着系数较高的路面上，但是根据系数较高的路面上，但是根据差速器转差速器转矩等量分配特性矩等量分配特性，它，它(们们)能够提供的驱能够提供的驱动转矩只能与处在低附着系数路面上车动转矩只能与处在低附着系数路面上车轮提供的驱动转矩相等。轮提供的驱动转矩相等。因此驱动
42、力不足，无法前进，发动因此驱动力不足，无法前进，发动机输出的功率大部分消耗在滑转上。机输出的功率大部分消耗在滑转上。驱动力的最大值只能等于轮胎与驱动力的最大值只能等于轮胎与路面之间的附着力。路面之间的附着力。当驱动力超过附着力时，驱动轮当驱动力超过附着力时，驱动轮将在路面上滑转。将在路面上滑转。汽车车轮打汽车车轮打“滑滑”有两种情况：有两种情况：一是汽车制动时车轮抱死滑移，一是汽车制动时车轮抱死滑移，二是汽车驱动时车轮滑转。二是汽车驱动时车轮滑转。严重时，严重时，一侧动另一侧不动。一侧动另一侧不动。ABS是防止车轮在制动是防止车轮在制动时抱死而滑移，时抱死而滑移，ASR系统则是防止驱动系统则是
43、防止驱动车轮原地不动地滑转。车轮原地不动地滑转。驱动轮的滑转程度用驱动轮的滑转程度用滑转率滑转率表示，其表达式表示，其表达式为为 式中，Sd为驱动轮的滑转率；vw为车轮速度(车轮瞬时圆周速度，vw=r，m/s)；r为车轮半径(m)；为车轮转动角速度(rad/s)；v为车速(车轮中心纵向速度，m/s)。%100wwdvvvS 当当Vw=V时，滑转率时，滑转率Sd=0，车轮自由滚动；车轮自由滚动；当当V=0时，滑转率时，滑转率Sd=100%，车轮完全处于滑转状态；车轮完全处于滑转状态；当当Vw v时，滑转率时，滑转率0Sd 100%，车轮既滚动又滑动。，车轮既滚动又滑动。滑转率越大，车轮滑转程度也
44、滑转率越大，车轮滑转程度也就越大。就越大。在各种路面上，附着系在各种路面上，附着系数均随滑转率或滑移率的变数均随滑转率或滑移率的变化而变化，且在各种路面上化而变化，且在各种路面上当滑转率或当滑转率或滑移率为滑移率为20%左左右时右时，附着系数达到最大值。，附着系数达到最大值。ASR 系统的基本控制原理是系统的基本控制原理是:在车轮滑转时，将滑转率控在车轮滑转时，将滑转率控制在最佳滑转率制在最佳滑转率(10%到到30%)范范围内，从而获得较大的附着系数，围内，从而获得较大的附着系数，使路面能够提供较大的附着力，使路面能够提供较大的附着力，车轮的驱动力能够得到充分利用。车轮的驱动力能够得到充分利用
45、。ASR系统的基本组成系统的基本组成如如图图6所示，由所示，由传感器、电传感器、电子控制模块子控制模块(ECU)、执行器、执行器、驱动车轮制动器驱动车轮制动器等组成，各等组成，各主要部件的功能如下：主要部件的功能如下：2.ASR系统的基本组成与工作过程系统的基本组成与工作过程 图6 ASR系统的基本组成 电子控制模块电子控制模块(ECU)是是ASR的控的控制单元，具有运算功能，根据前后轮制单元，具有运算功能，根据前后轮速传感器传递的信号及发动机和自动速传感器传递的信号及发动机和自动变速器的电子控制单元中节气门开度变速器的电子控制单元中节气门开度信号来判断汽车的行驶条件，经过分信号来判断汽车的行
46、驶条件，经过分析判断，对副节气门执行器、析判断，对副节气门执行器、ASR制制动执行器发出指令，执行器完成对发动执行器发出指令，执行器完成对发动机供油系统或点火时刻的控制，或动机供油系统或点火时刻的控制，或对制动压力进行调整。对制动压力进行调整。ASR系统的系统的传感器传感器主要是主要是轮轮速传感器速传感器和和节气门位置传感器节气门位置传感器。前者根据从前者根据从ABS和和ASR电子电子控制单元传来的信号，为控制单元传来的信号，为ABS执执行器提供液压。行器提供液压。后者则根据后者则根据ASR电子控制单电子控制单元传送来的信号，控制副节气门元传送来的信号，控制副节气门的开启角。的开启角。一般一般
47、轮速传感器与轮速传感器与ABS共用共用，主要完成对车，主要完成对车轮速度的检测，并将轮速轮速度的检测，并将轮速信号传送给信号传送给ABS和和ASR电电子控制单元。子控制单元。(a)驱动车轮 (b)非驱动车轮图4.13 车速转速传感头在车轮上的安装1、8电磁感应式传感器；2半轴；3悬架支承；4、7齿圈；5轮毂；6转向节 图图7所示为一个典型的所示为一个典型的ASR系统的示意图。系统的示意图。这是一种发动机节气门开度这是一种发动机节气门开度调节与驱动轮制动力矩控制综合调节与驱动轮制动力矩控制综合应用的应用的ASR系统。系统。图7 典型ASR系统示意图 主、副节气门开度传感器主、副节气门开度传感器用
48、于检测节气门的开启角度，用于检测节气门的开启角度，并将这些信号传送给发动机和并将这些信号传送给发动机和自动变速器电子控制单元。自动变速器电子控制单元。ASR系统的执行器主要是系统的执行器主要是ASR执行器和副节气门执行器。执行器和副节气门执行器。它与它与ABS共用轮速传感器、液压驱共用轮速传感器、液压驱动元件等，并扩展了动元件等，并扩展了ECU功能，增设功能，增设了了ASR制动执行器、节气门执行器、制动执行器、节气门执行器、ASR工作指示灯及工作指示灯及ASR诊断系统等。诊断系统等。对于单轴驱动汽车，启动后，当对于单轴驱动汽车，启动后，当车轮速度高于车轮速度高于10km/h时，时，ASR系统系
49、统便开始监测驱动轮的驱动特性，各轮便开始监测驱动轮的驱动特性，各轮速传感器将采集到的信号传给速传感器将采集到的信号传给ECU，经经ECU处理后，得到各驱动轮的速度处理后，得到各驱动轮的速度和加速度值。和加速度值。当车速小于门限速度当车速小于门限速度(一般取为一般取为40到到50km/h)时，再进一步识别驱动轮的滑转时，再进一步识别驱动轮的滑转率，如果发现某一驱动轮发生过度滑转，率，如果发现某一驱动轮发生过度滑转，ECU就指令就指令ASR制动系统制动滑转轮，制动系统制动滑转轮，并根据滑转轮的滑转情况改变制动力，直并根据滑转轮的滑转情况改变制动力，直至滑转率达到要求的范围。至滑转率达到要求的范围。
50、如果另一驱动轮也发生滑转，当其滑如果另一驱动轮也发生滑转，当其滑转率刚好超过门限值后，转率刚好超过门限值后，ECU便指令节气便指令节气门执行器减小节气门开度，降低发动机输门执行器减小节气门开度，降低发动机输出转矩；出转矩；若车速大于门限值，驱动轮发生若车速大于门限值，驱动轮发生滑转，则滑转，则ECU便指令节气门执行器减便指令节气门执行器减小节气门开度，从而使汽车驱动轮始小节气门开度，从而使汽车驱动轮始终处于最佳的滑转范围内。终处于最佳的滑转范围内。如果如果ASR系统的某个部件发生故系统的某个部件发生故障，则障，则ASR诊断系统将通过仪表板上诊断系统将通过仪表板上的的ASR故障指示灯指示，提醒驾
