防抱死制动系统4

汽 车 底 盘 电 控 技 术
桑塔纳2000GSi轿车ABS控制模块
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ABS ECU电路框图
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4.2
4.2.3
知识学习
电子制动力分配
电子制动力分配(Electric Brakeforce Distribution，简 称EBD)。能自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制 动效能（在一定程度上可以缩短制动距离），并配合ABS 提高制动稳定性。其原理就是在汽车制动的瞬间，高速计 算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调 整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达 到制动力与附着力的匹配，以保证车辆的平稳和安全。 当紧急刹车车轮抱死的情况下，EBD在ABS动作之前就 已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力，可以防止出现甩 尾和侧移，并缩短汽车制动距离。
• 霍尔车轮转速传感器也是由传感头和齿圈组成。传感头由永磁 体，霍尔元件和电子电路等组成，永磁体的磁力线穿过霍尔元 件通向齿轮，
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2.制动压力调节装置
ABS液压控制总成是在普通制动系统的液压装置上经设计后加装 ABS液压调节器而形成的。普通制动系统的液压装置一般包括真空助力 器、双缸式制动总泵(主缸)、储油箱、制动分泵(轮缸)和液压管路等。除 了普通制动系统的液压部件外，ABS制动压力调节器通常由回油液压泵、 蓄能器(蓄能器)、主控制阀、电磁阀和一些控制开关等组成。实质上， ABS就是通过电磁阀控制分泵上的液压，使之迅速变大或变小，从而实 现了防抱死制动功能。 ABS制动压力调节器串接在制动主缸与轮缸之间，通过电磁阀直接 或间接地控制轮缸的制动压力。通常把电磁阀直接控制轮缸制动压力的 调节器称作循环式制动压力调节器，把间接控制制动压力的调节器称作 可变容积式制动压力调节器。
• 制动时车轮在路面上的运动形式为滑移，表示车轮滑移的程度， 用滑移率来表示： • • • • S=（v－wr）/ v ×100％ • 式中：S—车轮的滑动率
r—车轮的自由滚动半径（m） w—车轮的转动角速度（rad/s） v—车轮中心的纵向速度（m/s）
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滑移率和附着系数的一般性关系
三通道ABS的特点
• 四轮ABS大多采用，对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮按 低选原则一同控制 • 充分利用前轮附着力 • 制动距离短 • 方向稳定 • 广泛采用
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（3）双通道ABS
• 在按前后布置的双管路 制动系统的前后制动管 路中各设置一个制动压 力调节分装置，分别对 两前轮和两后轮进行一 同控制。两前轮可以根 据附着条件进行高选和 低选转换，两后轮则按 低选原则一同控制，
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在ABS的压力控制方面，如果对某车轮的制动压力可以进行单 独调节，这种控制方式称为独立控制；
如果对两个(或两个以上)车轮的制动压力一同进行调节，则称
这种控制方式为一同控制。 在两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较
大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方
四传感器二通道/前轮独立控制方式
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四传感器二通道/前轮独立控制系统的制动情况
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四传感器二通道/前轮独立-后轮低选控制方式
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四传感器二通道/前轮独立－后轮低选控制系统的制动情况
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二通道ABS的特点
式为按高选原则一同控制。 如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动
压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。
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（1）四通道ABS
四传感器四通道/四轮独立控制 对应于双制动管路的H型(前后) 布置形式
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四传感器四通道/前轮独立-后轮选择控制方式 对应于双制动管路的X型(对角) 布置形式
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1．车轮转速传感器
1）电磁感应式车轮 转速传感器
• 电磁式车轮转速传感 器由永久磁铁、线圈 和传感器转子组成。
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车轮转速传感器的 传感头一般安装在车轮 附近，如制动底板、转 向节、半轴套管等处
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2）霍尔式车轮转速传感器
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4.2 知识学习
4.2.3 电子制动力分配
前后车轮有无EBD时制动力的比较
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4.2 知识学习
4.2.3 电子制动力分配
EBD对左右车轮制动力调节效果
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4.2 知识学习
4.2.3 电子制动力分配
• 由于EBD实际上是ABS的辅助功能，它可以改善提高ABS的 功效。所以在安全指标上，我们一般把两个系统统一叫做 “ABS+EBD”。 • 当车辆急转向时，比如紧急避让障碍物，由于车辆的重心 偏移，四个轮子与地面的附着力也会不同，在制动时也容 易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。EBD系统在弯道之中进 行刹车的操作亦具有维持车辆稳定的功能，增加弯道行驶 的安全。
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（1）循环式制动压力调节器
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电磁阀
在ABS运作中，ABS ECU根据来自ABS ECU的信号从三种模 式（“压力增加”、“保持”和“压力减少”）中进行选择。
1）三位三通电磁阀
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2）二位二通电磁阀
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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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理想的制动控制过程：
• （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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4.2 知识学习
4.2.1 防抱死制动系统基本认识
驾驶过汽车的人都有一些体验：在被雨淋湿而带有泥土的柏 油路上或在积雪道路上紧急制动时，汽车会发生侧滑，甚至调头 旋转；左、右两侧车轮如果行驶在不同的路面上，例如一侧车轮 在积雪的地面上，另一侧车轮在柏油路面上，紧急制动时，汽车 就会失去方向控制；高速行驶在弯道上进行紧急制动，有可能从 路边滑出或闯入对面的车道；在直道上紧急制动可能无法躲避障 碍物等危险情况。为了避免以上情况，汽车上装备了防抱死制动 系统(Anti-Lock Brake System，简称ABS)。
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（2）可变容积式 制动压力调节器
可变容积式制动压力 调节器是在汽车原有制动 管路上增加一套液压控制 装置，用它控制制动管路 中制动液容积的增减，从 而控制制动压力的变化。 也就是说，可变容积式调 节器是电磁阀间接控制制 动压力的制动压力调节器。 这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。
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③减压
当某车轮制动中，滑转 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 阀流人储液器，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。
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3． ABS的基本组成
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ABS结构示意图
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4． ABS控制通道
• ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。
按照控制通道数目的不同，ABS系统分为：四通道、三通道、双通
道和单通道四种形式。
• 前后制动管路各设一个制动压力调节器，分对两前轮和两后轮进行一 同控制。两前轮可据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选 原则一同控制。 • 前驱汽车，后轮制动力小。 • 后驱汽车，后轮易抱死。 • 方向稳定差 • 很少采用
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（4）单通道ABS
所有单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制动管路中设置 一个制动压力调节装置，对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装 一个转速传感器。由于前制动轮缸的制动压力未被控制，前轮仍然 可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向操作能力得不到保障。 但由于单通道ABS能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具 有结构简单、成本低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。
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1．汽车制动效果分析
• 车辆在路面上的行驶状况取决于轮胎与路面之间的作用力，作用 力的大小与垂直载荷和附着系数有关，其关系为：
• Fμ=Gμ • 式中：Fμ—轮胎与路面间的附着力(N)； • • G—轮胎与路面间的垂直载荷(N) μ—轮胎与路面间的附着系数。
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2．ABS的作用
• 由于ABS能够使被控制的车轮获得较大的纵向和横向的附着力，因此可 以大大提高汽车的行驶性能，具体有以下几个方面作用： • (1）改善汽车制动时转向操纵性。 • (2）增加汽车制动时的方向稳定性。 • (3）缩短制动距离。注意的是：在不平整的路面上，或者在砂砾以及积 雪的路面上，由于汽车制动抱死时，其表面物质（如砂砾、积雪等）会 被铲起并堆在车轮前面，形成楔形物，反而构成一种阻力，易于汽车制 动，所以带有ABS的车辆的制动距离会比没有ABS的车辆的制动距离稍 长。 • (4）减少轮胎磨损。 • (5）减少驾驶员的紧张情绪。
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3.电子控制单元
ABS ECU是一个微型计算机，硬件主要由安装在印制 电路板上的电子元器件构成，封装于金属壳体内；软件 则是固存于只读存储器(ROM)中的一系列控制程序和试验 参数。尽管各车用ABS ECU内部控制程序、参数不同，其 作用是一样的，即接轮速传感器及其他开关信号，进行 放大、计算、比较，按照特定的控制逻辑分析、判断后 输出指令，控制制动压力调节器进行制动压力调节。
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汽
车
底
盘
电
控
技
术
模块四
防抱死制动系统
制作人 赵良红
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4.1
学习目标
【知识目标: 】 1.了解ABS的作用。 2. 掌握ABS的基本组成。 3. 掌握ABS主要零部件的结构与工作情况。 4. 了解电子制动力分配的作用。 5. 掌握ABS常见故障的的现象、原因分析方法。 【能力目标】 1. 能进行ABS系统的拆卸及安装。 2. 能区分ABS系统和常规制动系统故障。 3. 能分析ABS电路图。 4. 能对ABS常见故障进行分析与检修。
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四通道ABS的特点
• • • • 独立控制 最大程度地利用附着力 易制动跑偏 较少采用
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（2）三通道ABS
四传感器三通道/前轮独立-后轮低选控制方式
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三传感器三通道/前轮独立-后轮低选控制方式
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3）循环式制动压力 调节器工作过程
①升压（常规制动， ABS不工作）
在正常制动中， ABS不工作， ABS ECU没 有电流送至 电磁线圈。
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②保压
•当某车轮制动中， 滑转率接近于20％ 时，ECU输出指令， 控制电磁阀线圈通 过较小电流(约2A)， 使电磁阀的进液阀 关闭(回液阀仍关 闭)，保证该控制 通道中的Байду номын сангаас动。
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4.2 知识学习
4.2.3 电子制动力分配
车辆避让障碍物时有无配备“ABS+EBD”的运动轨迹
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4.3 能力训练
4.3.1 训练环境条件要求
• • • • • •
1．安全、整洁的汽车维修车间或模拟汽车维修车间。 2．齐备的消防用具及个人防护用具。 3．带ABS的轿车（以日产A33车ABS检修为例）。 4．汽车维修举升机、常用工具、量具。 5. ABS试验台。 5. 汽车电脑诊断仪。