第五章1汽车防抱死制动系统及驱动防滑控制系统

汽车与交通学院汽车防抱死制动系统及驱动防滑控制系统汽车与交通学院主要内容1.ABS的基本组成和工作原理2.车轮转速传感器3.电子控制单元4.制动压力调节器5.ABS的故障诊断6.驱动防滑（ASR）系统汽车与交通学院一、制动时车轮受力分析1.地面制动力FB2.制动器制动力Fμ25.1ABS基础知识汽车与交通学院3.地面制动力、制动器制动力和附着力的关系25.1ABS基础知识汽车与交通学院二、制动性能与防抱死评价制动性能的指标：制动效能制动方向稳定性1.制动效能指制动距离、制动时间和制动减速度。地面制动力附着力（纵向附着系数）滑移率SS=(v-ωr)/v×100%其中：v——车速（车身速度、车轮中心速度）ω——车轮旋转角速度r——车轮滚动半径S表明了车轮在运动过程中滑移成分的多少。25.1ABS基础知识汽车与交通学院S=0，纯滚动S=1，抱死脱滑0S1，边滚边滑2.制动时汽车方向稳定性指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即不发生跑偏、侧滑和失去转向能力。侧滑和失去转向能力横向附着系数滑移率25.1ABS基础知识汽车与交通学院25.1ABS基础知识3.附着系数（地面制动力）与滑移率的关系汽车与交通学院三、防抱死制动系统功用防抱死制动系统，缩写为ABS(Anti-lockBrakingSystem)功用：在制动过程中，通过调节制动器制动力，使滑移率始终控制在15－20%，获得最佳的制动效能和较好制动方向稳定性。四、ABS的应用1950年ABS首先用于飞机。目前，德国博士（Bosch）、德福斯（Teves）和美国的德尔科（Delco）、本迪克斯（Bendix）是世界著名的ABS研制和生产厂家。25.1ABS基础知识汽车与交通学院一、ABS的组成25.2ABS的基本组成和工作原理1.前轮速传感器2.制动压力调节器3.ABS电控单元4.ABS警告灯5.后轮速传感器6.停车灯开关7.制动主缸8.比例旁通阀9.制动轮缸10.蓄电池11.点火开关汽车与交通学院ABS由传感器、电子控制元件（ECU）和执行器三部分组成。25.2ABS的基本组成和工作原理组成元件功用传感器车速传感器检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式轮速传感器检测轮速，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用减速度传感器（G传感器）检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统执行器制动压力调节器接受ECU的指令，通过电磁阀的动作，控制制动系统压力的增加、保持或降低ABS警告灯ABS系统出现故障时，ECU将其点亮，发出报警，并可由其闪烁读取故障码ECU接受车速、轮速、减速度等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判断、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作汽车与交通学院二、ABS工作原理先观看录像。25.2ABS的基本组成和工作原理汽车与交通学院三、ABS的分类一般是按控制通道和传感器数目分类。控制通道：能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。–独立控制：如果一个车轮的制动压力占用一个控制通道，可以进行单独调节，称为独立控制；–一同控制：如果两个车轮的制动压力是一同调节的，称为一同控制；低选原则一同控制高选原则一同控制25.2ABS的基本组成和工作原理汽车与交通学院1.三通道四传感器四个轮速传感器、三个制动压力调节器，前轮独立控制，后轮按低选择方式控制25.2ABS的基本组成和工作原理汽车与交通学院2.三通道三传感器三个轮速传感器、三个制动压力调节器，前轮独立控制，后轮按低选择方式控制25.2ABS的基本组成和工作原理汽车与交通学院3.四通道四传感器四个轮速传感器、四个制动压力调节器，对各个车轮进行独立控制。25.2ABS的基本组成和工作原理汽车与交通学院车轮转速传感器一般简称轮速传感器。先观看录像。25.3车轮转速传感器汽车与交通学院功用：–检测车轮的转速，并将转速信号输入电子控制单元，以进行控制车轮状态。分类：–电磁感应式轮速传感器–霍尔效应式轮速传感器25.3轮速传感器汽车与交通学院一、电磁式轮速传感器1.结构包括传感头和齿圈两部分。1)外形25.3轮速传感器汽车与交通学院2)安装部位在车轮上的安装位置25.3轮速传感器汽车与交通学院其他安装位置25.3轮速传感器汽车与交通学院3)结构25.3轮速传感器汽车与交通学院2.原理25.3轮速传感器汽车与交通学院3.检测如果轮速传感器损坏，电子控制单元接收不到转速信号，ABS系统将停止工作，并点亮ABS警告灯，此时车辆仅有常规制动。轮速传感器的导线、插接器或传感头松动，电磁线圈等出现接触不良、断路、短路或脏污、间隙不正常，都会影响车轮转速传感器的工作，从而造成ABS系统工作异常。1)外观检查检查传感器安装有无松动；传感头和齿圈是否吸有磁性物质和污垢；传感器导线是否破损、老化；插接器是否连接牢固和接触良好，如有锈蚀、脏污应清除，并涂少量防护剂，然后重新将导线插入插接器，再进行检测。25.3轮速传感器汽车与交通学院2)间隙检查选择规定厚度的无磁性厚薄规，放入齿圈与传感头之间，来回拉动厚薄规，其阻力应合适。若阻力较小，说明间隙过大；若阻力较大，说明间隙过小。25.3轮速传感器汽车与交通学院3)电器检查使点火开关处于OFF，将ABS电子控制单元插接器插头拆下，查出各传感器与电子控制单元连接的相应端子，在相应端子上用万用表电阻档检测传感器线圈与其连接电路的电阻值是否正常。若阻值无穷大，表明传感器线圈或连接电路有断路故障；若电阻值很小，表明有短路故障。为了区分故障是在电磁线圈或在连接电路，应拆下传感器插接器插头，用万用表电阻档直接测试电磁线圈的阻值。若所测阻值正常，表明传感器连接电路或插接器有故障，应修复或更换。25.3轮速传感器汽车与交通学院4)模拟检查使车轮离开地面，将示波器测试线接于ABS电子控制单元（ECU）插接器插头的被测传感器对应端子上，用手转动被测车轮（传感器装在差速器上则应挂上前进档起动发动机低速运转），观察信号电压及其波形是否与车轮转速相当，以及波形是否残缺变形，以判定传感头或齿圈是否脏污或损坏。25.3轮速传感器汽车与交通学院二、霍尔式轮速传感器1.结构原理2.特点输出信号电压幅值不受转速的影响，频率响应高，抗电磁波干扰能力强。25.3轮速传感器汽车与交通学院观看录像。25.4电子控制单元（ECU）汽车与交通学院25.4ECU一、ECU的功用接收轮速传感器及其他传感器输入的信号，对这些输入信号进行测量、比较、分析、放大和判别处理，通过精确计算，得出制动时车轮的滑移率、车轮的加速度和减速度，以判断车轮是否有抱死趋势。再由其输出级发出控制指令，控制制动压力调节器去执行压力调节任务。还具有监控和保护功能，当系统出现故障时，能及时转换成常规制动，并以故障灯点亮的形式警告驾驶员。汽车与交通学院二、ECU的结构1.输入级电路将轮速传感器输入的正弦波信号转换成脉冲方波信号，经整形放大后输入运算电路。2.运算电路进行车轮转速、初始速度、滑移率、加速度和减速度的运算，调节电磁阀控制参数的运算和监控运算。3.电磁阀控制电路接受运算电路输入的电磁阀控制参数信号，控制大功率三极管向电磁阀提供控制电流。25.4ECU汽车与交通学院4.安全保护电路将汽车电源（蓄电池、发电机）提供的12V电压变为ECU内部所需的5V标准稳定电压，同时对电源电路的电压是否稳定在规定的范围进行监控；对ABS电路系统进行监视。当出现故障信号时，关闭继电器，停止ABS系统的工作，转入常规制动状态。同时点亮仪表盘上的ABS警告灯，提示驾驶员ABS系统出现故障，并将故障信息以故障码的形式储存在存储器中，以诊断时调取。25.4ECU汽车与交通学院以三通道四传感器进行说明。25.4ECU汽车与交通学院三、ECU的检测ECU端子25.4ECU汽车与交通学院ECU端子的功能25.4ECU诊断导线，K线13蓄电池（+）25制动灯开关12蓄电池（-）24左前轮转轮传感器11中央线路板接头23左后轮转轮传感器10电子控制单元端子22蓄电池（+）9空位21蓄电池（-）8空位20空位7空位19电控单元端子226右前轮转速传感器18空位5右后轮转轮传感器17左前轮转轮传感器4ABS故障警告灯16右前轮转轮传感器3空位15左后轮转轮传感器2空位14右后轮转轮传感器1连接的元件端子连接的元件端子汽车与交通学院检测方法：检测条件：–熔断丝完好；–关闭用电设备，如大灯、空调和风扇等；–拔下ABS电子控制单元上的线束插头，使其与检测箱V.A.G1598/21的插座相连接。25.4ECU汽车与交通学院检测的方法及标准数值25.4ECU灯亮点火开关关闭点火开关打开制动装置警告灯功能14灯亮点火开关关闭点火开关打开ABS故障警告灯功能130～0.5V10.0～14.5V点火开关关闭(不踩制动踏板)(踩制动踏板)制动灯开关的功能8+1212同上点火开关接通电子控制单元供电电压8+2311同上同上电子控制单元对电磁阀的供电电压9+241010.0～14.5V点火开关关闭电子控制单元对液压泵的供电电压8+259同上同上左前转速传感器（G47）的电压信号4+118同上同上右前转速传感器（G45）的电压信号3+187同上同上左后转速传感器（G46）的电压信号2+106190～1140mV的交流电压举升汽车，点火开关关闭，使右后轮以约1r/s的速度转动右后转速传感器（G44）的电压信号1+175同上同上左后转速传感器（G46）的电阻2+104同上同上右后转速传感器（G44）的电阻1+173同上同上左前转速传感器（G47）的电阻4+1121.0～1.3kΩ点火开关关闭右前转速传感器（G45）的电阻3+181额定值测试条件（附加操作）测试内容V.A.G1598/21插孔测试步骤汽车与交通学院25.5制动压力调节器先观看录像。汽车与交通学院功用：在制动时根据ABS电子控制单元（ECU）的控制指令，自动调节制动轮缸的制动压力的大小，使车轮不被抱死，并处于理想滑移率的状态。分类：–根据压力调节器的动力源不同：液压式和气压式–根据压力调节器与制动主缸的结构关系：整体式和分离式–根据压力调节器的调压方式：循环式和可变容积式25.5制动压力调节器汽车与交通学院一、制动压力调节器的基本组成和工作原理1.循环式制动压力调节器1)基本组成25.5制动压力调节器汽车与交通学院2)工作原理常规制动过程：ABS不工作，电磁阀中无电流减压制动过程：ABS工作，电磁阀中通大电流（5A）保压制动过程：ABS工作，电磁阀中通小电流（2A）增压制动过程：同常规制动25.5制动压力调节器汽车与交通学院2.可变容积式制动压力调节器1)常规制动过程（升压）25.5制动压力调节器汽车与交通学院2)减压制动过程25.5制动压力调节器汽车与交通学院25.5制动压力调节器3)保压制动过程汽车与交通学院二、制动压力调节器的结构1.电动油泵2.储液器25.5制动压力调节器汽车与交通学院3.蓄能器25.5制动压力调节器汽车与交通学院4.电磁阀5.压力开关、压力警告灯和液位指示开关25.5制动压力调节器汽车与交通学院三、典型制动压力调节器1.桑塔纳2000俊杰轿车1)结构25.5制动压力调节器汽车与交通学院2)工作原理常规制动25.5制动压力调节器汽车与交通学院压力保持25.5制动压力调节器汽车与交通学院压力减小25.5制动压力调节器汽车与交通学院压力增高25.5制动压力调节器汽车与交通学院2.本田轿车1)常规制动25.5制动压力调节器汽车与交通学院2)减压3)保压25.5制动压力调节器汽车与交通学院25.5制动压力调节器踏板反应：汽车与交通学院一、凌志LS400轿车1.元件位置图25.6典型ABS汽车与交通学院25.6典型ABS2.布置形式汽车与交通学院25.6典型ABS3.液压系统图汽车与交通学院25.6典型ABS4.控制电路图汽车与交通学院ABS检修注意事项：1.在点火开关处于点火位置时，不要