ABS系统

ABS总体结构（演示）
ABS信号灯 执行器
电子控制单元 轮速传感器
期望值
控制器
执行器
车轮 实际值
轮速传感器
依靠装在各车轮上转速传感器以及车身上的车速传感 器，通过计算机控制。紧急制动时，一旦发现某个车 轮抱死，计算机立即指令压力调节器使该轮的制动分 泵泄压，使车轮恢复转动。ABS的工作过程实际上是 抱死—松开—抱死—松开的循环过程，使车辆始终处 于临界抱死的间隙滚动状态，有效地克服紧急制动时 的跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等情况的发生。
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二、汽车制动性能评价指标
1.制动效能：即制动距离与制动减速度。 2.制动时汽车的方向稳定性：即制动时汽车
不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性 能。 3.制动效能的恒定性：抗热衰退性能。
三、制动时车轮受力分析和运动状态分析
1.受力分析
Fx—地面制动力； Fz—地面对车轮的法向反力； Ｗ—车轮垂直载荷； Ｔｐ—车轴对车轮的推力； Ｔμ—制动器摩擦力矩； Fμ—制动器制动力。
制动力系数越大，制动性能越好。
不同路面制动力系数与滑移率的关系
测向力系数φl（横向附着系数）：测向力最大值与 垂直载荷之比。
测向力系数越大，测向稳定性越好。
侧偏角在50-100以内时，持续增大到最大值，当 侧偏角再增大时，侧向力系数反而减小。
最佳滑移率
最佳：S=0.1-0.3
五、ABS控制原理
（一）控制方式： 有车轮滑移率控制方式、逻辑门限值控制方式、车轮角
减速度控制方式、最优化控制方式和滑模动态变结构 控制方式等 1、车轮滑移率控制方式 根据S=(V-rω)/V,测得车轮角速度ω和车轮中心速度V。 车轮中心速度V用多普勒雷达测定。 初增压→S>S1时，减压→S<S2时，增压
控制精度高，防抱死制动性能好；电路复杂，成本高。
2.车轮的运动状态:
❖ 纯滚动 ❖ 纯滑动 ❖ 既有滚动又有滑动
滑移率S
S v vR v
vR r
S —制动滑移率 v —汽车行驶速度 vR —车轮圆周速度 r —车轮动力半径 w —车轮角速度
纯滚动S=0;纯滑动S=1;既有滚动又有滑动0<S<1。
四、滑移率S对附着系数Φ的影响
制动力系数φb（纵向附着系数）：地面制动力最大 值与垂直载荷之比。
2.逻辑门限值控 制方式
控制参数：车轮 加减速度兼顾 参考滑移率。
❖ 初增压；
❖ a<a0保压，
❖ a<a1减压，
❖ a>a2增压。
（二）控制方案
❖ 控制通道：在ABS中，对能够独立进行制动压力调 节的制动管路称控制通道。
❖ 独立控制（轮控制）：每个车轮的制动压力可以进 行单独控制。
❖ 一同控制（轴控制）：两个车轮的制动压力是一同 进行调节。
Fμ＝
Tμ r
Fφ—附着力
FΦ＝Fz ·Φ
Fx、Fμ、Fφ之间的关系
当Fx<Fφ时，Fx=Fμ，且随Fμ的
增大而增大；
当Fx=Fφ=Fz·φ时，Fμ再增大， Fxmax=Fz·φ,车轮已经抱死， Fμ的增大不起作用。
地面制动力Fx 既取决于制动器制 动力Fμ，又受附着力或附着系 数φ的限制。
Φ越大，Fxmax越大，在有足够 的Fμ的前提下，可以达到的制
动力越大。
❖ 前后轮抱死顺序对汽车工况的影响：
❖ 前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑：是稳 定工况，但制动时前轮无转向能力，附着条 件没有充分利用；
❖ 后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑：不稳 定工况，后轴可能侧滑，附着条件没有充分 利用；
❖ 前后轮同时抱死拖滑：是稳定工况，避免后 轴侧滑，前轮只有在最大制动强度下失去转 向能力，附着条件利用较好。
性能特点：两后轮按低选原则 进行一同控制，左右两后轮 的制动力相等，方向稳定性 良好；前轮的附着力比后轮 大很多，独立控制可充分利 用附着力缩短制动距离和提 高转向能力。
轿车上采用较多。
3.二传感器、二控制通道
两个前轮和两个后轮各装 一个传感器和一个电磁 阀，两前轮和两后轮按 低选原则进行一同控制。
结构简单，成本低。
轻型载货汽车使用。
8-2 ABS 的组成及工作原理
一、ABS的组成 ABS是在常规制动系统基础上又增设了新装置。 常规制动系统包括（演示）： ❖ 制动踏板 ❖ 真空阻力器（伺服装置） ❖ 制动主缸和制动轮缸 ❖ 制动器（盘式和鼓式）
ABS增设的新装置包括： ❖ 车轮轮速传感器 ❖ 电子控制单元ECU ❖ 制动压力调节器 ❖ ABS警告灯
性能特点：方向稳定性和 可操纵性均变差。
结构简单，成本低。
个别汽车使用。
4.一传感器、一控制通道
它是在后轮制动器总管中设置一个制动 压力调节器，在后桥主减速器上安装 一个轮速传感器(也有在后轮上各安装 一个)。对两后轮按低选原则进行一同 控制。
性能特点：只有后轮制动时不抱死，方 向稳定性好；若前轮抱死转向操纵能 力差。
性能特点：各个车轮进行 独立控制的，因此每个 车轮都能最大程度的利 用最大附着力，方向稳 定性好，制动距离短。
轿车上广泛采用
2.四传感器、三控制通道
四个轮速各装一个传感器，对 两前轮进行独立控制，两后 轮按低选原则进行一同控制 (即两个车轮由一个通道控 制，以保证附着力较小的车 轮不抱死为原则)，有的用 三个传感器。
•8-1 ABS的基本理论
一、ABS概述
❖ ABS —Antilock Braking System
❖ 是汽车的一种主动安全装置，用于防止汽车制动时车轮 抱死，以获得最佳制动效果。
即充分利用车轮的附着力，使车轮处于最佳制动状态， 缩短制动距离，同时保证汽车的制动方向稳定性，防止 产生侧滑和跑偏。
❖ ABS的作用是在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进 行迅速、准确而又有效的控制，使车轮的纵向、横向都 保持较高的附着系数，从而保证：对汽车转向能够控制； 使汽车在最短距离内停车；减小轮胎磨损。
❖ 高选原则控制：一同控制时，以保证附着力较大的 车轮不发生制动抱死为原则进行控制压力调节。
❖ 低选原则控制：一同控制时，以保证附着力较小的 车轮不发生制动抱死为原则进行控制压力调节。
1.四传感器、四控制通道
四个轮速各装一个传感器， 在通往四个车轮制动分 泵的管路中，各设一个 电磁阀进行独立控制。
二、ABS主要部件与工作原理
（一）轮速传感器 1.结构（演示）