电控防抱死制动系统ABS
第四章 电控防抱死制动系统(ABS)
一、填空（1）ABS系统中ECU所依据的控制参数包括车轮滑移率和车轮角加速度。
（2）ABS系统中液压式制动压力调节器主要由电磁阀、液压泵和储液器等组成（3）ABS系统中循环式制动压力调节器中，ECU控制流经制动压力调节器电磁线圈的电流的大小，使ABS系统处于“升压”、“保压”和“减压”三种状态。
（4）四传感器四通道／四轮独立控制的ABS系统制动距离和操纵性最好。
二、判断（1）ABS系统中制动压力调节器通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。
（√）（1）ABS系统中制动压力调节器通过电磁阀直接或间接地控制主缸的制动压力。
（×）（2）在一般制动情况下，驾驶员踩在制动踏板上的力较小，车轮不会被抱死，ECU无控制信号输出。
（√）（2）在一般制动情况下，即使驾驶员踩在制动踏板上的力较小，车轮不会被抱死，ECU 也有控制信号输出。
（×）（3）在紧急制动时，车轮将要被抱死的情况下，ECU会输出控制信号，通过控制制动器的制动力，使车轮不被抱死。
（√）（3）在紧急制动时，车轮将要被抱死的情况下，ECU会输出控制信号，通过控制驾驶员踩在制动踏板上的力，使车轮不被抱死。
（×）（4）四传感器四通道／四轮独立控制的ABS系统制动距离和操纵性最好。
（√）（4）四传感器四通道／四轮独立控制的ABS系统制动距离最好，但操纵性不好。
（×）（5）当ECU向电磁线圈通入一个较小的保持电流(约为最大电流的1／2)时，电磁阀处于“保压”位置。
（√）（5）当ECU向电磁线圈无电流通过时，电磁阀处于“保压”位置。
（×）（6）可变容积式压力调节器的制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。
（√）（6）可变容积式压力调节器的制动压力油路和ABS控制压力油路是相通的。
（×）三、简答题1、可变容积式制动压力调节器的基本结构主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。
2、ABS的可变容积式压力调节器系统特点该种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。
电控制动防抱死系统(ABS)轮胎胎压监测技术
• 2、直接式TPMS • 直接式TPMS系统是利用
安装在每一个轮胎里的压 力传感器来直接测量轮胎 气压，并对各轮胎气压进 行显示及监视。当轮胎气 压太低或有渗漏时，系统 会自动报警。它主要由安 装在汽车轮胎内的TPMS 发射模块和安装在汽车驾 驶台上的TPMS接收模块 组成。TPMS发射模块包 括：气压、温度传感器和 信号处理单元、RF发射器。 TPMS接收模块包括：RF 接收器、信号处理单元、 LED显示器。
• 二、加拿大Smartire 轮胎智能监测系统 • SmarTire轮胎智能监测系统的主要特点有以下几个方面： • 1、自动监测。安装好系统之后，只要按下显示器上的启动键，整套系
统就会自动运行。所以操作起来非常简单方便。 • 2、无线传送。它是以无线发射的方式直接从传感器上将探测到的数据
发射到驾驶仓内的接收器上，并由显示器显示出来。 • 3、实时收集数据。能够有效地将轮胎的压力和温度控制在标准范围内。 • 4、声光报警。只要轮胎的气压和温度超过系统所设定的安全值，它就
• 相比于间接式TPMS，直接式TPMS有着很多优点，如能在任意瞬 时监测到4个轮胎内气压大小，测量精度和准确度都要比间接式 的要高。但它有不可避免的存在着一些弊端，比如，安装在4个 轮胎内气压传感器，信号处理单元和发射模块会打破轮胎原先的 动平衡，在恶劣潮湿的环境下，轮胎内的电池会出现漏电现象， 使得系统使用年限缩短。
任务三 胎压监测技术应用
• 一、TPMS技术的发展历程 • 1998年，宝马推出了自己的轮胎压力监控系统并作为选装件推向
市场。该系统实时监测轮胎压力并对明显的压力降给予报警。 1999年，美国俄亥俄公司采用新型PT阀式轮胎压力监测系统以测 定轮胎的充气度。 • 2001年，西门子汽车公司开发出一种可适用于所有标准轮胎的压 力监测系统。此系统不仅可监测轮胎的压力和温度，还能根据车 轮运动状态测定轮胎的有限加速度。 • 2004年，倍耐力公司开发出其第二代轮胎气压报誓系统。其特点 是传感器不再安装到轮辆上，而是直接粘合到轮胎内表面上，方 便了报警器的应用和传感器的安装，把安装和拆卸轮胎时传感器 损坏的危险几乎降到了零。
名词解释ABS,EBD,EBA,ESP,TCS,MSR,EDS,OBD,DSC
TRC依据轮速传感器发出的信号进行工作，所以四个车轮中只要某一轮胎与其他不同，就会输出信号，使ECU做出错误打滑判断。
轮胎状态对该装置影响很大，所以务必细心注意轮胎状况。请不要过分依赖TRC的作用，即使TRC处于工作状态，控制车辆的方向稳定性的能力具有局限性，不规范驶驾容易造成事故，请用心安全驾驶，在打滑指示灯闪烁时，尤其要慎重驾驶。
如果检测到汽车可能正在滑行，CBC系统降低发动机功率，必要时对特定的车轮施加额外的制动力，从而对汽车采取必要的纠正措施。因此，CBC能在1秒钟的时间内使汽车在所选道路上稳定下来。然而，即使如此先进的系统也不能违背自然规律，因此驾驶员应始终保持最佳的状态，了解路况，用心驾驶。
CBC蕴涵复杂的计算机控制技术，即“稳定性算法”，它能识别挂车负重，并对增加的汽车负重进行自动补偿。
由于ESP名称已经被德国博世公司注册。故其他公司开发的电子稳定系统只能使用其他名称。如DSC。
12、VSC电子稳定装置
丰田、雷克萨斯称esp装置(Electronic Stablity Program，简称ESP)是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上的。ESP实际上是一种牵引力控制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向。
5、BAS制动力辅助系统：BAS英文全称为Brake Assist System（制动力辅助系统）。据统计，在紧急情况下有90%的汽车驾驶员踩刹车时缺乏果断，制动辅助系统正是针对这一情况而设计。它可以从驾驶员踩制动踏板的速度中探测到车辆行驶中遇到的情况，当驾驶员在紧急情况下迅速踩制动踏板，但踩踏力又不足时，此系统便会在不到1秒的时间内把制动力增至最大，缩短紧急制动情况下的刹车距离。
第一章 电控防抱死制动控制系统(ABS)
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。
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。
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。
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
ABS简介
15.1.1 防抱死制动系统的作用及发展概况
(2) 滑移率与制动效果
滑移率S的定义如下：
车轮被完全抱死时， = 0，S = 100；车轮作纯滚动 时，r0=V，S=0。通过试验研究，某种路面的地面附着 系数与滑移率之间的关系如图15-2所示。
15.1.1 防抱死制动系统的作用及发展概况
从这有代表性的地 面附着系数变化特性中 可知，车轮滑移率5%在 20%左右时，纵向附着 系数最大，横向附着系 数也不小。在紧急制动 时，如果能适当地控制 制动器制动力的大小， 使车轮处于边滚边滑 (S≈20%)的状态，可使 地面制动力达到最大， 改善制动效果；同时， 可保持良好的防侧滑能 力。
15.1.2
防抱死制动系统的分类
(2) 以车轮角减速度为控制参数的ABS 控制器主要根据车轮转速传感器的信号计算车轮的 角加速度，作为控制制动力的依据。计算机中事先设定 了两个门限值：一个角减速度门限值，作为车轮已被抱 死的判断值；一个为角加速度门限值，作为制动力过小 而使车轮转速过高的判断值。制动时，当车轮角减速度 达到门限值时，控制器输出减小制动力信号；当车轮转 速升高至角加速度门限值时，控制器则输出增加制动力 信号。如此不断地调整制动压力，使车轮不被抱死，处 于边滚边滑的状态。 这种控制方式传感器信号容易取得，结构较为简单， 但仅以车轮角减速度作为控制参数，其控制精度较低。
15.1.1 防抱死制动系统的作用及发展概况
1．普通制动系器的问题 (1) 车轮制动力分析 如果忽略车轮及与其 一起旋转部件的惯性力矩 和车轮的滚动阻力，汽车 制动时车轮的受力情况如 图15-1所示。
15.1.1 防抱死制动系统的作用及发展概况
地面对车轮的切向反作用力Xz使车辆产生减速度，称之为地面纵 向制动力；地面对车轮的横向反作用力XH可阻止车轮侧向滑移，称之 为地面防侧滑力。 地面制动力是在制动器的制动力矩作用下产生的，在车轮没有拖 滑时，地面制动力主要取决于制动器制动力矩的大小，即： XZ = MZ／r0 最大地面制动力:XZM≤zZ = zW z——地面纵向附着系数 在紧急制动情况下，地面纵向附着系数对制动效果有着直接的影 响。最大地面防侧滑力： XHM≤HZ = HW H——地面横向附着系数 故地面横向附着系数的大小对防止车辆侧滑、甩尾起着决定性的 作用。
汽车防抱死制动系统(ABS)
0.2 0.4 0.6 0.8
1
滑移率
21
小结
· 车辆的制动性能与轮胎的附着性能密切相关； · 轮胎的附着性能与轮胎的滑移率密切相关； · 附着力－滑移率特性曲线与路况、行驶工
况密切相关； · 最佳滑移率范围: 0.1—0.3； · 制动时的最差状况: 轮胎抱死。
21
3. ABS的构造与工作原理
B孔 打开
单向阀 2
31
ABS执行器:压力降低时的 3 位电磁阀和泵电机的工作状态
部件名
3位 电 磁 阀 泵电机
工作状态 “A”口关闭 “B”口打开
运转
32
ABS执行器: 压力保持时的 工作示意图
单向阀 3
A 孔关闭
回位弹簧 C孔
制动总缸
单向阀 1
2A
ABS
12 V
ECU
B 孔关闭
单向阀 2
33
S=0.00
0.04
0.08 0.12 6
0.1 0.2
0.3 0.4
0.20
0.00
0o 2o 4o 6o 8 10o 12o 14o 16o 18
o
侧偏o角
20
1.20 1.00 0.80 附着系0数.60 0.40 0.20 0.00
0
最佳滑移率范围
纵向附着系数 侧向附着系数 最佳滑移率范围
ABS执行器: 压力保持时的3位电 磁阀和泵电机的工作状态
部件名
3位 电 磁 阀 泵电机
工作状态 “A”口关闭 “B”口关闭
运转
34
ABS执行器: 压力升高时的 工作示意图
A 孔打开 单向阀 3
回位弹簧 C孔
制动总缸
单向阀 1
第 三 章 电控防抱死制动系统(ABS)
第三章电控防抱死制动系统（ABS）一、教学目的和基本要求通过此章内容的教学，让学生了解ABS的理论基础、种类；掌握ABS的结构与工作原理及典型的ABS结构形式和工作过程；了解装用ABS的车辆容易出现的一些特殊现象；检修ABS时应注意的事项；ABS故障的一般检查方法以及制动液的使用和更换。
二、教学内容及课时安排第一节概述理论教学：1学时。
第二节ABS的结构与工作原理理论教学：4学时。
第三节典型车型的ABS 理论教学：1学时。
第四节ABS的使用与检修理论教学：2学时；ABS的拆检实践技能：8学时。
三、教学重点及难点重点：ABS的结构、原理；检修ABS时应注意的事项；ABS故障的一般检查方法。
难点：ABS的结构、原理；ABS故障的一般检查方法。
四、教学基本方法和教学过程此内容采用理实一体化教学过程，在教学中对于ABS的结构原理采用先授课后实践的教学方法；对于ABS故障的一般检查排除方法采用理论实践同步进行。
五、作业1.ABS系统的组成及工作原理2.ABS系统的控制方差3.循环式制动压力调节器的工作过程4.可变容积式制动压力调节器的工作过程5.ABS系统使用注意事项6.ABS系统的故障诊断第三章电控防抱死制动系统（ABS）汽车防抱死制动系统即英文的Antilock Braking System，缩写为ABS。
第一节概述一、ABS的理论基础1.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的方向稳定性的能力。
主要评价指标：制动效能、制动时的方向稳定性。
（1）制动效能—基本评价指标：制动距离、制动减速度、制动时间。
（2）制动时的方向稳定性—不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力。
2.汽车制动时车轮受力分析（1） 制动器制动力3.硬路面上附着系数φ与滑移率s 的关系 （1）制动过程中车轮的三种运动状态第一阶段：纯滚动，路面印痕与胎面花纹基本一致 车速 V = 轮速V ωＶ——车速ω——车轮旋转角速度 Ｍｊ——惯性力矩 Ｍμ——制动阻力矩 Ｗ——车轮法向载荷 Ｆｚ——地面法向反力 Ｔ——车轴对车轮的推力Ｆｘ——地面制动力 ｒ——车轮半径ｒω——车轮切向速度，简称轮速第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。
73_汽车防抱死制动系统(ABS)
3、降压阶段：在制动压力保持不变后，控制单元还不断检测车轮转
速信号，若判断出车轮仍有抱死倾向时，ABS电子控制单元立即向液压 控制单元发出控制信号打开常闭阀，起动液压泵工作，制动液从制动器 经低压蓄能 器被送回到 制动总泵， 制动压力降 低，制动踏 板微量顶起， 车轮抱死程 度降低，车 轮转速开始 上升。
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 开阀闭合，常闭 阀打开。随着制 动压力增加，车 轮再次被制动和 减速。
车轮转速传感器
【别名】轮速传感器、转速传感器
【作用】检测车轮的转速，送给ECU决定是否开始进 行防抱死制动。
【安装位置】车轮上。
主缸 踏板
传感器 轮缸
A 液压部件
线圈
电磁阀
C B
储液器
ECU
回油泵
电磁阀不通电，阀体在上弹簧的弹力作用下停留在最 下端位置，其下端的阀门在弹簧弹力的作用下将通往 储能器的C通道封闭，同时上端阀门被打开，制动主 缸与轮缸相通，来自制动主缸的压力油从A通道直接 进入B通道而流入轮缸，轮缸压力升高。此时，电磁 阀处于“升压”位置。轮缸压力随主缸压力增减， ABS不工作，回油泵也不工作，进入常规制动阶段。
2、汽车制动性的评价指标：
1 制动效能：主要取决于制动力的大小。 2 制动恒定性：主要指抗热衰退性（高速行驶或下坡连 续制动时制动效能的稳定程度）和抗水衰退性（汽车涉水 后制动效能的稳定程度）。 3 制动方向稳定性：指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。
3、制动滑移率与附着系数 1 附着系数：纵向附着系数（决定地面制动力）和横向 附着系数（决定制动时的方向稳定性） 2 滑移率S：
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? 纯滚动 ? 纯滑动 ? 既有滚动又有滑动
车轮的运动状态一般用 滑移率S表示
车速 滑移率S 车轮半径
?
滑移率
v-r.W 车 轮
? S=
转
动
车速?
v
角 速
度
? 纯滚动：S=0 ? 纯滑动：S=1 ? 既有滚动又有滑动：0<S<1
滑移率S与地面附着系数关系
附 着 系 数
不通电
(打开) 不通电
(不运转) 通电
(打开)
(关闭)
(运转)
886
?后轮轮速传感器的齿圈(43 齿)安 装在后轮毂上,传感器头安装在固 定支架上
?ABS 液压控制单元(N55) 阀体内 有8 个电磁阀,每个回路一对,其中 一个是常开进油电磁阀,一个是常 闭出油电磁阀
系统油压建立过程
系统油压建立过程
电控单元发出的信号
?进油电磁阀 出油电磁阀 电动液压泵
不通电 (打开)
不通电 (关闭)
不通电 (不运转)
系统油压保持过程
电控单元发出的信号
?进油电磁阀 出油电磁阀
不通电
不通电
(打开)
(关闭)
通电
不通电
(关闭)
(关闭)
电动液压泵 不通电 (不运转) 不通电 (不运转)
系统油压降低过程
电控单元发出的信号
?进油电磁阀 出油电磁阀
不通电
不通电
(打开)
(关闭)
通电
不通电
0 20%
纵向附 着系数
横向 附着 系数
1 滑移率
ABS系统的工作过程和检测分析
?以桑塔纳2000GSi 轿车MK20-1 型ABS 系统为例
?MK20-1 型ABS 系统的特点: ?三通道/四传感器ABS 系统,后轮以两轮中
地面符着系数低的一侧为依据统一调节.
?前轮轮速传感器的齿圈(43 齿)安装在传动 轴上,传感器头安装在转向节上
电控防抱死制动系统ABS
制动系统起作用时的受力分析
制动器制动力——使车轮减速 制动器制动力的大小取决于制动器 的技术状况
地面制动力——使车辆减速 地面制动力的大小取决于车轮和地 面之间的附着系数和车辆的重量
制动力f=车辆对地面的正压力 N× 车轮与地面之间的附着系数 ?
研究表明：
车轮与地面之间的附着系数 ? 除了 与车轮状况、地面状况 有关外，还与
(关闭)
(关闭)
通电
通电
(关闭)
(打开)
电动液压泵 不通电 (不运转) 不通电 (不运转) 不通电 (不运转)
系统油压增加过程
电控单元发出的信号
?进油电磁阀 出油电磁阀 电动液压泵
不通电
不通电
不通电
(打开) 通电
(关闭) 不通电
(不运转) 不通电
(关闭) 通电
(关闭) 通电
(不运转) 不通电
(关闭)