汽车防抱死制动系统的研究.pptx
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汽车电子防抱死制动系统结构原理ppt
控制单元根据轮速传感器信号计 算车轮滑移率，滑移率是车轮实 际速度与轮胎表面与地面之间最 大静摩擦力所限制的速度之差与 最大静摩擦力所限制的速度的比 例。
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
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。
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执行机构
3第三章--制动防抱死系统的解析PPT课件
2020年9月28日
17
ABS 在世界汽车的应用
BOSCH公司研发单位：
80年末期已达到年生产ABS2型100万套的能力，并自1987年起 已向欧洲、美国、日本、南韩的22家轿车生产厂和9家载货汽车生 产厂的66种汽车提供大量的产品。
目前世界各国已有300多种汽车装有ABS，
如：德国的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧定等车。
制动压力调节器
回油泵
制动压力调节器（执行器）电磁截止器
活塞驱动电机
等
2020年9月28日
21
ABS在汽车上布置：
ABS控制电脑
右后轮速传感器
右前轮速传感器
ABS执行器
2020年9月28日
左前轮速 传感器
左后轮速传感器 22
1.故障警 告灯
2.轮速传 感器
3.电控单 元
4.制动开 关
5.电动液 压泵
9
第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。 轮速Vω = 0
滑移曲线动画
2020年9月28日
10
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%
滑移率S
=（车身瞬时速度-车轮瞬时 速度）/车身瞬时速度
（2）地面制动力
制动时地面对车轮的 切向反作用力——FX
2020年9月28日
4
（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力的 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。
2020年9月28日
汽车防抱死制动系统的研究
低u路面制动性能：
分低速（40km/h）、高速度0.8Vmax（112km/h）进行路试，各轮不抱死但允许短暂抱 死，汽车任何部分均不许超出3.7宽车道；当车速低于15km/h时允许抱死；
由高u驶入低u路面制动性能：
分低速（40km/h）、高速度0.8Vmax（112km/h）进行路试：各轮不抱死但允许短暂 抱死，汽车任何部分均不许超出3.7宽车道；当车速低于15km/h时允许抱死；
ABS产品技术——压力调节器技术
•压力调节器关键技术及工艺难点
•5、电磁阀的挤压装配
• 由于电磁阀与本体装配孔的过盈配合精度较高，而且没有导向，因 此电磁阀装配时易产生歪斜，将影响ABS压力调节器的密封性能。
ABS的法规试验
高u路面制动性能：
分低速（40km/h）、高速度0.8Vmax（112km/h）进行路试，各轮不抱死但允许短暂抱 死，汽车任何部分均不许超出3.7宽车道；当车速低于15km/h时允许抱死；
ABS产品概况——ABS产品基础
•电 机 •压力调节器
•电子控制单元（ECU） •ABS产品构成
ABS产品概况——ABS产品基础
ABS产品各项主要技术指标
ABS电子控制单元（ECU）主要技术指标：
➢自适应辩别路面工况，并实施有效防抱制动； ➢ 控制过程中车辆具有方向稳定性（各轮不抱死） ➢本系统制动距离不应比无ABS的制动距离长 ➢防抱过程无明显抱死或制动不足
•自动松、紧调整； •坡路启动辅助； •自动保持功能； •带距离感应系统时可驻车 辅助； •车辆（防盗）锁死。
ABS产品概况——对ABS的一些认识误区
装备ABS后，制动距离一定会缩短 ABS可以防止车辆的一切跑偏或甩尾 有ABS保证安全，开车可以随心所欲
分低速（40km/h）、高速度0.8Vmax（112km/h）进行路试，各轮不抱死但允许短暂抱 死，汽车任何部分均不许超出3.7宽车道；当车速低于15km/h时允许抱死；
由高u驶入低u路面制动性能：
分低速（40km/h）、高速度0.8Vmax（112km/h）进行路试：各轮不抱死但允许短暂 抱死，汽车任何部分均不许超出3.7宽车道；当车速低于15km/h时允许抱死；
ABS产品技术——压力调节器技术
•压力调节器关键技术及工艺难点
•5、电磁阀的挤压装配
• 由于电磁阀与本体装配孔的过盈配合精度较高，而且没有导向，因 此电磁阀装配时易产生歪斜，将影响ABS压力调节器的密封性能。
ABS的法规试验
高u路面制动性能：
分低速（40km/h）、高速度0.8Vmax（112km/h）进行路试，各轮不抱死但允许短暂抱 死，汽车任何部分均不许超出3.7宽车道；当车速低于15km/h时允许抱死；
ABS产品概况——ABS产品基础
•电 机 •压力调节器
•电子控制单元（ECU） •ABS产品构成
ABS产品概况——ABS产品基础
ABS产品各项主要技术指标
ABS电子控制单元（ECU）主要技术指标：
➢自适应辩别路面工况，并实施有效防抱制动； ➢ 控制过程中车辆具有方向稳定性（各轮不抱死） ➢本系统制动距离不应比无ABS的制动距离长 ➢防抱过程无明显抱死或制动不足
•自动松、紧调整； •坡路启动辅助； •自动保持功能； •带距离感应系统时可驻车 辅助； •车辆（防盗）锁死。
ABS产品概况——对ABS的一些认识误区
装备ABS后，制动距离一定会缩短 ABS可以防止车辆的一切跑偏或甩尾 有ABS保证安全，开车可以随心所欲
汽车制动防抱死系统(ABS) 课件
6.4
ABS正确使用与故障诊断
一、使用与检修注意事项 （一）ABS是在常规制动系统基础上工作， 常规制动系统出现故障，直接影响到ABS。因 此，当制动系统出现故障时，应首先判断是常 规制动系统故障还是ABS故障。 （二）ABS ECU对过电压、静电非常敏感， 为防止其损坏，应注意：
1、在点火开关处于接通（ON）位置时， 不要拆装系统中的电器元件和线束插头。 2、在车上用充电机对蓄电池充电时， 应注意将蓄电池极柱上的其它连线拆掉，更 不能用充电机起动发动机。电焊应拔下ECU 连接器。 （三）ECU短时承受90℃温度，在一段时 间（约2h）承受85℃温度，汽车进行烤漆作 业时，将ECU从车上拆下。
中移动，以改变调压缸至制动分泵间的容积。
容积减小，制动压力增大；容积不变，制动压力
不变；容积增大，制动压力减小。从而进行对制动分 泵的制动压力实施调节。
ABS型式各异，以下三个方面相同：
1、ABS工作车速必须达到一定值后，才会
对制动过程中趋于抱死车轮进行制动防抱死控
制调节。
2、车速低于规定值ABS不工作，此时的制 动过程与常规制动完全相同。 3、ABS都具有自诊断功能。一但发生影响 系统正常工作的故障时，ABS自动关闭，同时 ABS警告灯点亮。常规制动仍可正常工作。
动压力调节器实施控制。
2、磁感应式轮速传感器的组成 传感器头（静止）：永久磁铁、感应线圈、极轴； 齿圈（转动）：凸齿数40-100不等；
传感器头与齿圈间隙：0.6mm-0.7mm；
3、安装位置
齿圈 - 轮毂、制动盘；
传感器头 - 转向节、制动底板；
4、工作原理
齿圈随车轮转动，凸齿和齿隙不断交替在极轴下掠过，使 铁心磁通发生变化在感应线圈中产生交变信号电压，频率：
汽车防抱死制动系统设计研制答辩PPT
整体设计思路
首先对系统进行整体认识通过查阅大量文献我对防 抱死系统有了一个初步的了解理解了其工作原理对 各个部件的功能有了认识。其次防抱死制动系统ABS 的电子控制单元ECU的硬件电路和故障诊断电路进行 了设计。对所选用的器件和电路进行了分析。实践 表明控制电路能够满足ABS的实时性控制要求故障诊 断电路能够准确的检测出元器件故障为维修人员提 供便利。再次我又对防抱死系统进行系统软件的设 计。最后我对论文进行了总结展望了未来ABS 的发展 趋势。
在门限控制方案中，比较量的选择极为重要，也就是根据什么参数来控制 车，轮的滑移率在 20%左右。但是直接以滑移率作为比较对象时的汽车防 抱系统是一 个时变调节系统，其处理难度较大，不适于工程应用。经大 量试验表明:在制动过程中，车轮抱死总是出现在相当大的dw/dt的时刻， 因此预选一个角减速度门、限值、当实测的角减速度超过此门限值时，控 制器发出指令，开始释放制动轮缸、压力，使车轮得以加速旋转。再预选 一个角加速度门限值，当实测的角加速度超，过此门限值时，控制器发出 指令开始增加制动轮缸压力，使车轮减速旋转，以达到控制滑移率的目的 。
论文目的
防抱死制动控制系统(ABS)是在传统制动系统的基础上采用智 能控制技术在制动时自动调节制动力防止车轮抱死充分利用 道路附着力提高制动方向稳定性和操纵稳定性从而获得最大 制动力且缩短制动距离尽可能地避免交通事故发生的机电一 体化安全装置。本文根据防抱死制动控制系统的工作原理应 用汽车单轮运动的力学模型分析了制动过程中的运动情况。 采用基于车轮滑移率的防抱控制理论根据车速、轮速来计算 车轮滑移率。以MSP430F149 单片机为核心完成了输入电路、 输出驱动电路及故障诊断等电路设计阐述了ABS 系统软件各 功能模块的设计思想和实现方法完成了ABS 检测软件、控制 软件的设计。课题所完成的汽车防抱死制动控制系统己通过 模拟试验台的基本性能试验结果表明:汽车防抱死制动控制系 统的硬件电路设计合理可行软件所采用的控制策略正确、有 效系统运行稳定可靠善了汽车制动系统性能.基本能够满足汽 车安全制动的需要。
ABS防抱死课件.pptx
02
汽车防抱死系统的 工作原理
1 常规制动2制动来自压3制动减压4
制动升压
PART 03
3 汽车防抱死的特点
03
增加制动时方向的稳定性 防止轮胎过度磨损
能缩短制动距离 使用方便，工作可靠
03
现场测试车辆有无ABS 制动效果对比
总结
所以可以看出，车辆防抱死系 统可以在车辆制动过程中，减 少制动距离，保持汽车制动时 行驶方向的稳定性，保证行车 安全。
汽车防抱死系统
PART 01
1 这个图标是什么意思？
01
汽车防抱死系统
制动防抱死系统（antilock brake system）简称ABS。作用就是在汽 车制动时，自动控制制动器制动力 的大小，使车轮不被抱死，处于边 滚边滑的状态，以保证车轮与地面 的附着力处于最佳状态。
PART 02
2 防抱死的结构与工作原理
感谢聆听，批评指导
ABS结构与工作原理ppt课件
2、组成
传感器一般采用磁感应式
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30
传感器头（静止）：永久磁铁、感应线圈、极轴； 齿圈（转动）：凸齿数40～100不等；
传感器头与齿圈间隙：0.6～0.7 mm；
轮速传感器分类：电磁式、霍尔式 轮速传感器的安装位置：
(a) 驱动车轮
(b) 非驱动车轮
车速转速传感头在车轮上的安装
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11
第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。 轮速Vω = 0
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12
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%
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13
（3）附着系数φ与滑移率 s 的关系
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54
当某车轮制动中，滑移率大于20% 时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通 过较大电流（约5A），使电磁阀的进液 阀关闭回液阀开启，制动分泵中的制动 液将通过回液阀流入储液器，使制动压 力减小-减压。
与此同时，ECU控制电动泵通电运 转，将流入储液器的制动液泵回到制动 总泵出液口。
• （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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2
• 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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3
• （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。
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8
3.硬路面上附着系数φ与滑移率s的关系
传感器一般采用磁感应式
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30
传感器头（静止）：永久磁铁、感应线圈、极轴； 齿圈（转动）：凸齿数40～100不等；
传感器头与齿圈间隙：0.6～0.7 mm；
轮速传感器分类：电磁式、霍尔式 轮速传感器的安装位置：
(a) 驱动车轮
(b) 非驱动车轮
车速转速传感头在车轮上的安装
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11
第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。 轮速Vω = 0
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12
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%
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13
（3）附着系数φ与滑移率 s 的关系
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54
当某车轮制动中，滑移率大于20% 时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通 过较大电流（约5A），使电磁阀的进液 阀关闭回液阀开启，制动分泵中的制动 液将通过回液阀流入储液器，使制动压 力减小-减压。
与此同时，ECU控制电动泵通电运 转，将流入储液器的制动液泵回到制动 总泵出液口。
• （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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2
• 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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3
• （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。
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8
3.硬路面上附着系数φ与滑移率s的关系
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ABS压力调节器主要技术指标：
➢直流电压
12V±25%
➢电磁阀线圈允许温度 120℃
➢额定压力
14～16MPa
➢电磁阀关闭、开启时间 ≤5ms
ABS产品概况——ABS产品基础
ABS产品各项主要技术指标
ABS轮速传感器主要技术指标
➢最小电流7mA,最大电流14 mA ➢最小工作电压9V，最大工作电压18V ➢气隙高度范围在0.5～1.2mm ➢温度范围在：-40℃～＋125℃ ➢最小速度1HZ，最大速度大于2500HZ
由于微电子处理器的引入，使ABS系统开始具有了智能。从而奠定了现代ABS 的基础和基本模式。1980年以后，ABS在技术上得到了很大的发展，许多汽车零 部件公司纷纷开始生产ABS产品
目前汽车新车的ABS装车率在美国等西方发达国家已超过90%以上。在发展过 程中，ABS体积逐步减小，重量逐步减轻，控制和诊断功能逐步增强。ABS除本 身朝着集成化、低价格、大批量的方向发展外，还在原系统基础上进行了扩展
ESP是下列功能的综合： ABS Anti-lock Brake System EBD Electronic Brake force
Distribution TCS Traction Control System AYC Active Yaw Control
系统不停地评价从轮速传感器、转 向轮传感器、偏转速度和横向加速度 传感器送来的数据，并且比较驾驶输 入和车辆当前实际状态。当发现了不 稳定状态比如一个突然的规避动作， 系统将在瞬间作出反应，调整不同车 轮上的制动力、调整引擎扭矩，稳定 车辆。
ABS产品概况——ABS发展概况
ABS的研究应用始于20世纪三十年代，最初应用于飞机和火车上
国外对汽车ABS的研究应用始于20世纪五十年代，但由于当时的ABS系统存在 种种缺陷而未得到广泛的应用
直到1978年ABS系统有了突破性的进展。德国的Robert Bosch公司与奔驰公司 合作研制出三通道四轮带数字控制器的ABS系统并批量装于奔驰轿车上
ABS产品概况——ABS产品基础ABS在整车上的布置源自ABS的分类和在整车的布置
四通道ABS管路有两种布置形式: X型(对角)或H型(前后) 两种布置形式
。 图（a）是X型，图（b）是H型
ABS的分类和在整车的布置
三通道ABS管路布置形式
ABS的分类和在整车的布置
二通道ABS管路布置形式 单通道ABS管路布置形式
可能的功能扩展：
MK60是为欧洲市场大体积车型开发的；MK25用 漏气检查系统
于豪华轿车、箱式车和轻卡；MK50用于大型轻卡。可调整巡航控制
重量更轻的MK70仅含ABS功能
雨天制动支持
助力器失效支持
坡路启动辅助 冷启动支持
制动衰退支持
ABS的发展概况——几项新技术
ESP 电子稳定性程序
ESP，是目前最为先进的主动操纵动 力系统，防范驾驶险情于未然
ABS总成的主要技术指标
➢达到国标GB13594-2003一类防抱制动装置要求的技术指标 ➢具有故障诊断功能，与国际标准接轨
整车匹配的主要技术指标
➢按国标GB13594-2003一类防抱制动装置完成全部性能的道路试验,满足 标准要求 ➢完成3000公里3000次的ABS车辆道路运行试验,ABS无故障发生
➢ ABS的法规试验 ➢ ABS电子控制单元（ECU)技术 ➢ ABS轮速传感器技术
ABS系统各部件的安装及注意事项 ABS车辆的实车匹配调试与验收
➢ ABS的实车匹配技术 ➢ ABS车辆的验收
ABS的故障诊断、分析与排除
➢ 故障诊断仪的使用 ➢ ABS的故障闪码 ➢ ABS的常见故障
ABS的使用与维护
EHB提升了液压制动系 统的技术潜力：轮缸和踏 板之间的液压管路被信号 传输线所代替，和传统的 制动系统操作相比，踩下 EHB踏板，指令即以电信 号形式传输给液压单元的 电子控制器，控制器计算 出最优的制动压力，然后 给制动钳以相应的液压
EHB部件： ECU； 带踏板反力模拟器和驾驶状 态传感器的电子踏板模块
ABS产品概况——ABS产品基础
电机 压力调节器
电子控制单元（ECU） ABS产品构成
ABS产品概况——ABS产品基础
ABS产品各项主要技术指标
ABS电子控制单元（ECU）主要技术指标：
➢自适应辩别路面工况，并实施有效防抱制动； ➢ 控制过程中车辆具有方向稳定性（各轮不抱死） ➢本系统制动距离不应比无ABS的制动距离长 ➢防抱过程无明显抱死或制动不足
ABS的发展概况——几项新技术
电机制动系统EMB
朝着纯粹电线驱动制动技术
的发展：不再有制动液、不再 有液压管路！制动力在各轮上 由高性能电马达直接产生。
依靠EMB，我们介入了纯粹 电线驱动制动技术，此技术完 全抛开制动液和制动管路。制 动力在各轮上由高性能电马达 直接产生，它们由ECU控制， 由一个电子踏板模块发出的信 号触发。EMB包含所有制动和 稳定功能如ABS、EBD、TCS、 ESP、BA和ACC。它几乎不产 生噪声，甚至在ABS模态也是 如此。
现在的ABS以集成了EBD(电子制动力分配）、EDS(电子差速系统）、ASR(驱 动防滑）和ESP(电子稳定性程序），并向更高级的EHB(电液制动）和EMB(电机 制动系统）发展
ABS的发展概况——几项新技术
Teves电子制动系统
MK60特点和提高： 新的泵设计和直流电机设计 新一代阀设计 核心冗余理念和双芯片ECU 兼容主动和被动式轮速传感器 紧凑设计 同样的外形尺寸下，功能扩展到 TCS和ESP 舒适性提高
汽车防抱死系统（ABS） 项目交流
2020年12月12日
交流的内容
ABS产品概况
➢ ABS产品基础 ➢ ABS的发展概况 ➢ ABS产品的分类和在整车的布置 ➢ 对ABS的一些认识误区
ABS产品技术
➢ 万向ABS开发和试验设备 ➢ ABS压力调节器技术
压力调节器工作原理 压力调节器的关键技术和工艺难点
ABS的发展概况——几项新技术
电液制动EHB
EHB的优点：
更短的制动距离 优化的制动和稳定表现 优化的踏板感觉 在ABS工作时踏板无振动 提升碰撞价值(crash worthiness) 改进封装，易于安装
能实现所有的制动和稳定功能如 ABS、EBD、TCS、ESP、BA、 ACC等 容易和未来的交通管理系统联网