汽车电子防抱死制动系统-结构原理-158页——【新能源汽车 精品讲义】
汽车防抱死制动系统PPT学习教案
B 孔关闭
单向阀 2
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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
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2、ABS的理论基础
制动过程中车轮的受力及运动分 析
制动力系数与侧向力系数曲线 最佳滑移率范围
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轮胎坐标系
轮胎
z
轮胎接地区中心运动方向
轮胎滚动方向
x
轮胎接地区中心运动方向
y
F
Fx 轮胎旋转轴
y
F
轮胎接地区
z
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制动力系数/侧向
有侧偏角时的车轮滑移率定义如下 :
滑移率 －侧偏角：车轮滚动方向
v-vRcosα Δv
与车辆的行驶方向之间的夹
角绝对滑移率
Sa
v
vR v
vRsinα
v
纵向滑移率
Sbx
v
vR cos v
侧向滑移率
Sby
vR
sin v
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制动滑移率
与车轮运动状态的关
S＝０
系
纯滚动
０﹤S﹤１ 边滚动边滑 动
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ABS的发展(2)
汽车ABS仍需进一步提高系统的技术性能，提高系统元器件的可靠 性，其发展趋势为：
2. 减小体积，降低重量: 现代汽车装备的辅助装置越来越多，一 方面汽车的重量随之增加，能耗与运行成本也相应地增加，另一 方面，可供这些装置布置的空间受到限制，因此，减小ABS的体积， 降低系统的总重量一直是ABS生产公司追求的目标；
汽车电子防抱死制动系统结构原理
汽车电子防抱死制动系统结构原理E-ABS系统的结构主要由传感器、控制单元、液压控制单元和执行器组成。
传感器是E-ABS系统的重要部分，主要用于检测车辆的动态情况。
常见的传感器包括轮速传感器和方向传感器。
轮速传感器通过检测轮胎的转速来判断车轮是否出现防滑现象。
方向传感器则通过检测车轮的方向来判断车辆是否准备转向。
控制单元是E-ABS系统的核心部分，它负责接收传感器传来的信号，并根据这些信号来控制制动系统的工作。
控制单元内部有一个微处理器，它负责处理和分析传感器的数据，并根据预先设定的算法来判断是否需要进行防抱死制动。
如果判断需要进行防抱死制动，控制单元将发出相应的指令给液压控制单元。
液压控制单元是E-ABS系统的动力部分，它负责控制制动器的工作。
一般情况下，液压控制单元包括一个泵、一个阀组和一个行程传感器。
泵负责提供压力给制动器，阀组负责控制液压的流动方向和大小，行程传感器负责检测制动器的行程情况。
执行器是E-ABS系统的最后一环，它通过控制制动器的工作来实现防抱死制动。
根据制动器的不同，执行器分为电子控制制动器（Electronic Controlled Brake，简称ECB）和液压控制制动器（Hydraulic Controlled Brake，简称HCB）。
电子控制制动器通过电子信号来控制制动器的力度，从而实现防抱死制动。
液压控制制动器则通过液压系统来控制制动器的工作，从而实现防抱死制动。
E-ABS系统的工作原理主要包括三个环节：信号采集、信号分析和制动控制。
在信号采集环节，传感器负责采集车辆的动态信息，例如车轮的转速、方向等。
这些信息将通过线路传送给控制单元。
控制单元接收到这些信号后，将对其进行分析判断。
在信号分析环节，控制单元负责对传感器采集到的信号进行处理和分析。
它会根据预设的算法来判断车轮是否即将出现防滑的现象。
如果判断出车轮即将出现防滑，控制单元将发出指令给液压控制单元。
在制动控制环节，液压控制单元根据控制单元的指令，通过调整制动器的力度来实现防抱死制动。
汽车电子防抱死制动系统结构原理ppt
判断车轮是否抱死
根据车轮滑移率和其他因素，控 制单元判断车轮是否抱死。
输出控制信号
如果车轮即将抱死，控制单元输 出控制信号给执行机构。
执行机构的动作与控制
执行机构布局设计
合理布置制动器、液压/气压阀 等执行机构，降低系统成本和
提高整车性能。
06
汽车电子防抱死制动系统应 用实例及效果分析
应用实例一：提高车辆制动性能
总结词
电子防抱死制动系统能够显著提高车辆的制动性能。
详细描述
通过电子控制系统精确控制刹车力度，使得车辆能够在较短的距离内减速停 车，同时减少轮胎与路面摩擦，从而提高了制动性能。
03
汽车电子防抱死制动系统结 构组成
传感器部分
1 2
轮速传感器
监测车轮的转速，当车轮即将停止时，向控制 单元提供信号。
横摆角速度传感器
监测汽车的横摆运动，向控制单元提供信号， 帮助判断车辆是否处于失控状态。
3
减速度传感器
监测汽车的减速度，向控制单元提供信号，帮 助判断制动效果。控制单元部分电子控制单元（ECU）
02
汽车电子防抱死制动系统概 述
防抱死制动系统定义
防抱死制动系统是一种用于汽车制动过程的电子控制系 统。
当驾驶员踩下制动踏板时，防抱死制动系统可以实时监 测车轮转速，当检测到车轮即将锁死时，系统会立即减 少制动器的制动力，以避免车轮抱死。
这种系统可以显著提高车辆的操控性和稳定性，并减少 制动距离。
THANKS
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执行机构
汽车电子防抱死制动系统-结构原理-158页
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（3）附着系数φ与滑移率 s 的关系
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• 分析结论：
• 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。
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• 高控制精度要求
动力性、经济性、排放、安全性直接受控制精度影响
• 高可靠性要求
温度变化范围-40℃～125℃ 200km/h高速移动和剧烈震动 DC/DC变换器、电机带来的强烈电磁干扰
• 低成本、高产量要求
市场对价格的敏感性,适合大批量生产
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N
ABS系统发展的三个阶段
（1）第一阶段(1965－1980)：部件层次
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汽车防抱制动系统ABS基本单元
轮速传感器
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电控单元
电液执行器
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R
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.
BOSCH ABS/EBD/TCS/ESP集成系统
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汽车ABS制动系统的难点
• 高实时性要求
制动响应要快 毫秒级响应 (波音747客机1000km/h飞行，33μs飞过9mm)
汽车电子防抱死制动系统
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第一节 概述
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2
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： • （1）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。
汽车电子防抱死制动系统 结构原理讲解
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汽车的主动安全包括：
防抱死制动； 制动力分配；
牵引力控制； 动力转向控制； 悬架控制，车身动态稳定控制，胎压 控制，自适应巡航控制等。
第八章 汽车电子防抱死制动系统
主讲: 高云
2019/6/10
1
第一节 概述
2019/6/10
2
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： • （1）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。
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• 结论： 车轮在制动过程中，以5～10 次/秒
的频率进行增压、保压、减压的不断切换， 使s稳定在20%是最理想的制动控制过程。
5.ABS的功用
ABS的功用是控制实际制动过程接近于 理想制动过程。
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ABS的发展
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ABS：汽车主被动安全技术的核心
当今世界汽车业正处于技术大变革、产业大调 整时代。这一时代的主题是汽车的安全、节能、 环保。而贯穿这一时代的主线是汽车的电子化、 电气化、电脑化。 汽车电子是现代汽车技术发展的最主要驱动力 。无论是燃油汽车、燃气汽车、还是电动汽车、 智能汽车，汽车电子都是它们的共性关键技术。
车速 V ＞ 轮速Vω
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第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。 轮速Vω = 0
观察车轮的三种运动状态
ABS防抱死制动系统原理及组成图文讲解
● ABS简介ABS是 Anti_lock Braking System 的缩写，是在制动期间控制和监视车辆速度的电子系统。
它通过常规制动系统起作用，可提高车辆的主动安全性。
ABS失效时，常规制动系统仍然起作用。
优点：在紧急制动时保持了车辆方向的可操纵性；缩短和优化了制动距离。
在低附着路面上，制动距离缩短10%以上；在正常路面上，保持了最优的路面附着系数利用率-即最佳的制动距离。
减少了交通事故的同时减轻了司机精神负担及轮胎磨损和维修费用等。
系统部件ABS组成部件：ECU；4~6个电磁阀；4~6个齿圈；4~6个传感器；驾驶室线束、底盘线束；ABS指示灯、 ASR灯；挂车ABS指示灯；开关、ASR开关；差动阀；双通单向阀；ISO7638电源线；电源螺旋线等。
● ABS控制原理卡车 ABS/ASRABS控制原理可以简单描述为：在车轮接近抱死的情况下，相应车轮的制动压力将被释放并在要求或测得车轮重新加速期间保持恒定，在重新加速之后逐步增加制动压力。
ABS齿圈ABS齿圈能够随车轮转动切割传感器磁场，由铁磁性材料组成，表面采用镀锌或镀铬，齿数一般有80齿、100齿或120齿。
齿圈安装：将齿圈装入在轮毂上加工的平台，采用H8/s7过盈配合，轴向综合公差<0.2mm。
装配方式有加热装配和压力装配两种方式。
加热装配的方法是加热至2000°C，保温10分钟左右装入；压力装配即用工具沿齿圈周边用力装入。
ABS 传感器ABS传感器的作用是车轮转动时与齿圈相对运动产生交流电信号。
其阻值在1100欧姆和1250欧姆之间，与环境温度有关。
感应电压约110mV，与齿圈的间隙为0.7mm时的工作频率为100HZ，工作电压与传感器和齿圈之间的间隙成反比，与齿圈直径成正比，与轮速成正比。
齿圈与传感器的安装图安装方法：后桥，要将传感器装入夹持体；前桥装入夹持体或转向臂上的孔。
安装时先将衬套装入夹持体，然后传感器涂上润滑脂，装入衬套，要将传感器用力推到接触齿圈。
电子控制制动防抱死系统，其工作原理是怎样的？
电子控制制动防抱死系统，其工作原理是怎样的？
一、电子控制制动防抱死系统（ABS）的作用
该系统可以让轮胎在紧急制动时保持滚动，避免由于轮胎抱死而失去方向导致的车辆失控现象。
二、电子控制制动防抱死系统（ABS)的工作原理
电子（ABS）制动防抱死系统，由轮速传感器、制动压力调节器、ECU组成，其工作原理就是由轮速感应器监测车轮的转速，获得信号汇集到ECU内分析，一旦监测到车轮快要抱死时，电子控制器会发出指令给制动压力调节器，由它实现制动，从保压、减压、再增压的过程，避免轮胎抱死。
下面用图式说明ABS的工作原理
驾驶员感受到的制动踏板的振动，就是ABS系统启动在不断重复着保压、减压、增压的循环过程。
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汽车防抱死制动系统PPT
ASR的主要部件：
该系统主要由轮速传感器、ABS/ASR ECU、 ABS执行器、ASR执行器、副节气门控制步 进电机和主、副节气门位置传感器等组成。
/p3867503026676.html
优于普通制动系统 建立在普通制动系统正常工作的基础上 超过一定的速度值ABS才开始工作 只有抱死时才调节
第二节 ABS理论基础
汽车的制动性
汽车在行驶过程中，强制减速至停车且 维持行驶方向稳定性的能力
评价制度性能的指标：
(1 制动效能 汽车在行驶中，强制减速以致停车的能 力，即汽车制动到停车所产生的制动距离、 制动时间、制动减速度
(2 制动时方向的稳定性 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
汽车制动时车轮受力分析
Ｖ——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
（1）制动器制动力
制动蹄与制动鼓（盘） 压紧时形成的摩擦力矩Mμ 通过车轮作用于地面的切向 力——Fμ
（2）地面制动力 制动时地面对车轮的切向反 作用力——FX
地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系
第三节 ABS的结构与工作原理
轮速传感器 ABS执行器 制动压力调节器 电子控制单元ECU
ABS的功能：
根据路面状况，控制车轮滑移率在某一范 围内工作。在汽车制动过程中，自动调节 车轮的制动力，防止车轮制动抱死。 优点：增加汽车制动时的稳定性、缩短制 动距离、改善轮胎的磨损情况 缺点：输出信号的幅值随转速的变化而变 化，响应频率不高，抗电磁波干扰能力差
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➢汽车工业是使用微处理器最多的工业。汽车电 子占整车成本的比例在90年代已达到25－30％ ，未来将达到 30 ％～ 50 ％。汽车电子的发展有
力促进了信息产业的发展。
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汽车的主动安全包括：
防抱死制动； 制动力分配；
牵引力控制； 动力转向控制； 悬架控制，车身动态稳定控制，胎压 控制，自适应巡航控制等。
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汽车的被动安全控制包括：
碰撞后保留有足够的生存空间； 减少二次碰撞造成的伤害； 防止成员被抛出车外； 乘员撞后出逃被救； 碰撞吸能前保险杆； 预防碰撞火灾。
分立式半导体元件开始用于ABS部件的开发；
（2）第二阶段(1980－1995)：子系统层次
采用微处理器及单片机用来完成信息的检测和处理， 使得控制系统具有了数字化和智能化的特征。典型的防抱死 制动系统有BOSCH 5.3 BENDIX 9/10 等。
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（3）第三阶段(1995-)：集成网络化层次
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3.硬路面上附着系数φ与滑移率s的关系
• 观察车轮的三种运动状态
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（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Vω
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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。
• 制动时地面对车轮的切向反作用 力——FX
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（3）地面制动力FX 、制动器制动力Fμ及附着力Fφ 之间的关系
• 附着力——地面对轮胎切向反作用ห้องสมุดไป่ตู้的极限值Fφ。 • 附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。
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地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系
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2.汽车制动时车轮受力分析
Ｖ——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
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（1）制动器制动力
• 制动蹄与制动鼓（盘）压紧时形成 的摩擦力矩Mμ通过车轮作用于地面 的切向力——Fμ （2）地面制动力
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• 结论： 车轮在制动过程中，以5～10 次/秒 的频率进行增压、保压、
减压的不断切换，使s稳定在20%是最理想的制动控制过程。 5.ABS的功用
ABS的功用是控制实际制动过程接近于理想制动过程。
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ABS的发展
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ABS：汽车主被动安全技术的核心
➢当今世界汽车业正处于技术大变革、产业大调整 时代。这一时代的主题是汽车的安全、节能、环 保。而贯穿这一时代的主线是汽车的电子化、电 气化、电脑化。
汽车电子防抱死制动系统
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第一节 概述
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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： • （1）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。
采用先进的微电子技术，车载网络技术，集成智能功 率器件、智能传感器、大容量EEPROM或者FLASHROM、专用集 成电路等，形成了车上的分布式、网络化的主被动安全控制 系统（Brake-by-Wire) ；整个车被联成一个多ECU、多节点 的有机的整体，使得其安全性能也更加完善。
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• 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
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• （2）制动时的方向稳定性——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、以及失去转向能力称为制动时的方向 稳定性。
• 车轮抱死时汽车的运行情况
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汽车防抱制动系统ABS基本单元
轮速传感器
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电控单元
电液执行器
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R
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.
BOSCH ABS/EBD/TCS/ESP集成系统
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汽车ABS制动系统的难点
• 高实时性要求
制动响应要快 毫秒级响应 (波音747客机1000km/h飞行，33μs飞过9mm)
（1）制动开始时，让制动压力迅速增大，使S上升至20%所需时间 最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。 （２）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%；
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汽车电子系统发展趋势
•功能多样化（从最初的单一制动发展到如今的各种
控制功能，如自动巡航、自动启停、自动避撞等）
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（3）附着系数φ与滑移率 s 的关系
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• 分析结论：
• 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。
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4.理想的制动控制过程
• 高控制精度要求
动力性、经济性、排放、安全性直接受控制精度影响
• 高可靠性要求
温度变化范围-40℃～125℃ 200km/h高速移动和剧烈震动 DC/DC变换器、电机带来的强烈电磁干扰
• 低成本、高产量要求
市场对价格的敏感性,适合大批量生产
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ABS系统发展的三个阶段
（1）第一阶段(1965－1980)：部件层次
车速 V ＞ 轮速Vω
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第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。 轮速Vω = 0
观察车轮的三种运动状态
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• 若需增大Fx ，必须增大F 。 F取决于附着系数φ， φ 又受滑移率 s 的影响。
（2）滑移率S
定义：s=[(V－Vω)/V]×100% =[(V－r.ω)/V]×100%