电子控制防抱死制动系统(ABS)

1.传感器与开关 传感器与开关 （1）轮速传感器 ） 用于计算轮速、 用于计算轮速、 车轮角加减速度、 车轮角加减速度、 参考车速、 参考车速、参考滑 移率， 移率，是最重要的 传感器。 传感器。 磁感应式、霍尔 磁感应式、 光电式。 式、光电式。磁感 应式最常用。 应式最常用。
传感器） （2）减速度传感器（G传感器） ）减速度传感器（ 传感器
2）二位二通电磁阀变容积式 ）
普通制动、减压、保压、 普通制动、减压、保压、减压
（3）特殊型式的压力调节器 ）
一般变容式制动压 力调节器要配蓄压器提 供高端控制油压， 供高端控制油压，但有 的采用动力转向泵作为 高端液压。 高端液压。 一般循环流动式制 动压力调节器不配蓄压 但有的配蓄压器， 器，但有的配蓄压器， 同时起助力作用。 同时起助力作用。
2.制动防抱死系统的作用 制动防抱死系统的作用
制动防抱死系统ABS（Anti-lock Braking （ 制动防抱死系统 System）是在普通制动系统的基础上，加装电子 ）是在普通制动系统的基础上， 制动力控制装置， 制动力控制装置，使制动器的制动力矩不仅仅决 定于主动主缸的压力（制动踏板力）， ），而是可以 定于主动主缸的压力（制动踏板力），而是可以 自动减小制动力矩，防止车轮抱死。（ 。（S=20%左 自动减小制动力矩，防止车轮抱死。（ 左 右）。 （1）缩短制动距离，提高制动效能； ）缩短制动距离，提高制动效能； （2）防止侧滑和甩尾，保证稳定性； ）防止侧滑和甩尾，保证稳定性； （3）制动时可转向，保证操纵性； ）制动时可转向，保证操纵性； （3）减小轮胎磨损。 ）减小轮胎磨损。
1）三位三通电磁阀 ） 循环流动式 普通制动 增压过程 减压过程 保压过程
Hale Waihona Puke 2）二位二通电磁 ） 阀循环流动式 普通制动 增压过程 减压过程 保压过程
（2）变容积式制动 ） 压力调节器
通过改变制动轮缸的 有效容积调节制动压力。 有效容积调节制动压力。 1）三位三通电磁阀变容积式 ） 动力活塞5在控制油压 动力活塞 在控制油压 的作用下左右移动，增大 的作用下左右移动， 或减小轮缸有效容积， 或减小轮缸有效容积，动 力活塞的控制油压由电磁 控制。 阀8控制。 控制
3 . ABS的基本组成 的基本组成
二、ABS的分类 的分类
后轮ABS 后轮 按功能和布置型式分 前轮ABS 前轮 轴控式 （一同控制式） 一同控制式） 选高控制 按控制方案分 轮控式 混合式 选低控制
二、ABS的分类 的分类
单通道ABS 单通道 双通道ABS 双通道 按控制通道数分 三通道ABS 三通道 四通道ABS 四通道 所谓控制通道是指能独立进行压力调节的控制管路。 所谓控制通道是指能独立进行压力调节的控制管路。 独立进行压力调节的控制管路
（4）制动灯开关 ）
用于通知ECU车辆处于制动状态。 车辆处于制动状态。 用于通知 车辆处于制动状态
2.电子控制器（ECU） 电子控制器（ 电子控制器 ）
（1）输入电路 ） （2）运算电路 ） 特点： 特点：双运 算电路， 算电路，接受 同样的输入， 同样的输入， 输出结果相互 比较，若不同， 比较，若不同， 则退出工作， 则退出工作， 回复常规制动 状态。 状态。 （3）输出电路 ） （4）安全保护 ） 1）电源控制 ） 2）故障记忆 ） 3）继电器控制 ） 退出工作） （退出工作）
普通制动
电磁阀断电， 电磁阀断电，保 持在左位， 持在左位，使动力活 塞控制油腔接储液器 低压）， ），动力活塞 （低压），动力活塞 在弹簧作用下左移， 在弹簧作用下左移， 顶开单向阀2， 顶开单向阀 ，使轮缸 与主缸相通。 与主缸相通。
减压过程
电磁阀通大电 保持在右位， 流，保持在右位， 使动力活塞控制油 腔接储压器（ 腔接储压器（高 ），动力活塞在 压），动力活塞在 油压作用下右移， 油压作用下右移， 关闭单向阀2， 关闭单向阀 ，使轮 缸与主缸隔离， 缸与主缸隔离，动 力活塞继续右移， 力活塞继续右移， 左腔（与轮缸相通） 左腔（与轮缸相通） 容积增大。 容积增大。
3.制动压力调节器 制动压力调节器
由电磁阀和液压元件组成， 由电磁阀和液压元件组成，用于调节制动器制动 压力的大小。 压力的大小。 按与制动主缸的关系：整体式、分体式。 按与制动主缸的关系：整体式、分体式。 按压力调节方式：循环流动式、变容积式。 按压力调节方式：循环流动式、变容积式。
（1）循环流动式压力 ） 调节器 串联在普通 制动管路中。 制动管路中。按 电磁阀分， 电磁阀分，有三 位三通式和两位 两通式两种 两种。 两通式两种。
（4）液压开关与液位开关 ）
1）压力控制开关（PCS） ）压力控制开关（ ） 检测蓄压器压力，控制液压泵起停。 检测蓄压器压力，控制液压泵起停。 2）压力警告开关（PWS） ）压力警告开关（ ） 检测蓄压器压力，低于规定值时， 检测蓄压器压力，低于规定值时，点亮 ABS警告灯，ABS控制器退出工作。 警告灯， 控制器退出工作。 警告灯 控制器退出工作 3）液位指示开关（FLI） ）液位指示开关（ ） 检测储液箱液面，当低于规定值时， 检测储液箱液面，当低于规定值时，点亮 制动液面低警告灯，同时点亮ABS警告灯， 警告灯， 制动液面低警告灯，同时点亮 警告灯 ABS退出工作。 退出工作。 退出工作
第二节 防抱死制动系统的结构与原理
一、防抱死制动系统的控制原理 1.基本原理 基本原理 ECU根据传感器信号，判定滑移率，控制压 根据传感器信号， 根据传感器信号 判定滑移率， 力调节器，使车轮不抱死。 力调节器，使车轮不抱死。
2.控制方式 控制方式
车轮滑移率
逻辑门限值控制
车轮角加/减速度 车轮角加 减速度 滑移率与角加减速度结合： 滑移率与角加减速度结合： 角加减速度为主门限， 角加减速度为主门限，滑移 率为辅助门限
3.ABS的控制过程 的控制过程
ABS在高附着 在高附着 系数路面、 系数路面、低附着 系数路面、 系数路面、过渡路 面（附着系数由高 变低或由低变高）， 变低或由低变高）， 控制策略是不同的。 控制策略是不同的。 下面以在高附 着系数路面上制动 时ABS的控制为例 的控制为例 说明。 说明。
二、ABS部件 部件 结构与原理
用于判定路面附着系数情况， 用于判定路面附着系数情况，以采取不同的 控制策略。 控制策略。 水银开关式、差动变压器式。 水银开关式、差动变压器式。
（3）车速传感器 ）
制动时由于滑移，用车轮转速计算车速误差 制动时由于滑移， 太大，为了计算滑移率， 太大，为了计算滑移率，应该设置专门的车速传 感器，但存在结构复杂、成本太高的问题，因此， 感器，但存在结构复杂、成本太高的问题，因此， 现在ABS中无车速传感器，参考车速是用制动前 现在 中无车速传感器， 的轮速按照一定减速度计算出来的， 的轮速按照一定减速度计算出来的，因此叫参考 车速。 车速。
（2）滑移率与制动效果 ）
滑移率S= 滑移率 V-r0w V S=100%时，抱死 S=0%时， 纯滚 0%<S<100%时， 边滚边滑 S=100%，纵向附 着系统变小，横向 附着系数几乎为零； 在S=20%左右时， 纵向浮着系数为最 大。 ×100%
（3）普通制动器存在的问题 ）
制动器制动力过大，车轮将抱死， 制动器制动力过大，车轮将抱死，纵 向浮着系数减小，横向浮着系数为零， 向浮着系数减小，横向浮着系数为零，车 辆不仅制动距离增长 制动距离增长， 辆不仅制动距离增长，且失去抗侧换能力 （不能转向、侧滑、甩尾），轮胎磨损严 不能转向、侧滑、甩尾），轮胎磨损严 ），轮胎 重。
控制方式
最优控制
滑动模态变结构控制
3.ABS的控制过程 的控制过程
一般以车轮角加 减速度为主控门限 一般以车轮角加/减速度为主控门限，以滑移 车轮角加 减速度为主控门限， 率为辅助门限实现控制 实现控制。 率为辅助门限实现控制。 原因： 原因： （1）不同路面，最大附着系数对应的滑移率不同； ）不同路面，最大附着系数对应的滑移率不同； （2）滑移率计算需要车速，车速在制动时准确测 ）滑移率计算需要车速， 量有难度； 量有难度； （3）车轮的角加减速度正比于制动器制动力矩与 ） 地面制动力产生的驱动车轮旋转的力矩（ 地面制动力产生的驱动车轮旋转的力矩（驱动力 之差，在未达到峰值附着系数之前， 矩）之差，在未达到峰值附着系数之前，两者同 步增长，差值较小，因此，车轮减速速较小， 步增长，差值较小，因此，车轮减速速较小，当 超过峰值附着系数后，驱动力矩减小， 超过峰值附着系数后，驱动力矩减小，两者差值 增大，车轮角减速度增大， 增大，车轮角减速度增大，因此可以采用角减速 度的大小判定是否超过峰值附着系数。 度的大小判定是否超过峰值附着系数。
保压过程
电磁阀通小电 保持在中位， 流，保持在中位， 使动力活塞控制 油腔隔离， 油腔隔离，动力 活塞停止移动， 活塞停止移动， 左腔（ 左腔（与轮缸相 容积固定， 通）容积固定， 轮缸压力维持不 变。
增压过程
电磁阀断电， 电磁阀断电，保持 在左位， 在左位，使动力活塞控 制油腔接储液器（ 制油腔接储液器（低 ），动力活塞在弹簧 压），动力活塞在弹簧 作用下左移， 作用下左移，左腔容积 减小，再左移， 减小，再左移，顶开单 向阀2， 向阀 ，使轮缸与主缸 相通。 相通。
（5）ABS电子控制系统 ） 电子控制系统
第十五章 电子控制防抱死制动 系统（ 系统（ABS） ）
第一节 概述
一、防抱死制动系统的作用及基本组成 1.普通制动系的问题 普通制动系的问题 （1）车轮制动力分析 ） 地面制动力(X 决定于制动器制动力 决定于制动器制动力(M 地面制动力 z)决定于制动器制动力 z/r0)和 和 地面附着力(Φ Z)。 地面附着力(ΦzZ)。即： Xz= Mz/r0 ≦ΦzZ 当制动器制动力矩M 增大时，车轮将抱死。 当制动器制动力矩 z增大时，车轮将抱死。 地面防侧滑力:X 地面防侧滑力 HM ≦ ΦHZ， ΦH为横向附着 ， 系统，它除了与轮胎、地面有关外， 系统，它除了与轮胎、地面有关外，还与滑移率 有关。 有关。