防抱死制动系统ABS-汽车电子学

---防抱死制动系统ABS★相关预备知识★ABS概述★ABS系统的组成及结构原理★ABS系统的控制方法★ABS系统的工作控制原理★ABS系统的发展相关预备知识制动时车轮的受力制动系的类型制动时车轮的受力rTFzXbzXbFFFFFmaxrTF制动时车轮的受力%1000WWrWurus制动时车轮的受力制动系的结构(鼓式制动器)制动系的结构(盘式制动器)ABS概述ABS的功能ABS与普通制动系统的关系ABS基本工作图ABS功能能根据路面状况，控制车轮的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，防止车轮的制动抱死.即使在非常恶劣的路面条件下，也能够保证车辆:(1)在制动时方向的稳定性(2)在制动时的转向操纵能力(3)获得较短的制动距离(4)无需点制动ABS与普通制动系统的关系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只有超过一定的速度值ABS才开始工作只有抱死时才调节压力调节装置制动器轮胎轮速传感器ECU制动管路压力制动力轮速信号控制信号ABS基本工作图ABS的组成及结构原理★防抱制动系统的布置图及工作原理★无论是气压制动系统还是液压制动系统，其ABS的主要组成部分均包括轮速传感器、电子控制器和压力调节器三大部分。防抱制动系统的布置图波许公司的ABS3型液压防抱制动系统的布置图1.轮速传感器2.车轮制动缸3.液压调节器4.电子控制器(ECU)5.警告灯防抱制动系统的布置图国产(重庆公路研究所研制)FKX-AC1型气压防抱制动系统的分布图，其控制方式为对角线控制1.传感器2.调节器3.制动阀4.制动气室5.电子控制器6.升关7.警告灯防抱制动系统工作原理基本工作原理：汽车在制动过程中，轮速传感器不断把轮速信号传送给ECU，这些信号被ECU进行逻辑判断和分析，并加以计算，一且识别到某一或几个车轮有抱死倾向时，ECU就发出指令，并送至液压或气压调节器中，通过调节器中电磁阀“升压”、“保压”、“降压”3种不同工作状态，及时调节车轮制动缸(气室)中的压力，以防止车轮制动抱死。轮速传感器★车轮测速系统通常由齿圈和轮速传感器组成，一般安装在车轮附近，但也可以把它们放在其它部位，只要这些地方的旋转与车轮速度成一定的比例。★两种类型的轮速传感器问世，即主动式和被动式★被动式速度传感器结构及与齿圈的安装关系图被动式速度传感器的结构及与齿圈的安装关系1-联接线2一永久磁铁3一外壳4一线圈5-感应头6_齿圈电子控制器ECUECU一般由微处理器及其他数字电路组成。按功能可分成5个模块:轮速传感器输入电路、计算及监控微处理器、调节器控制输出电路、报警灯输出电路和电源装置。ECU控制系统示意图ECU控制系统示意图1.制动踏板2.报警灯3.ECU4.车轮转速传感器5.车轮6.制动分泵7.制动液压力调节装置8.制动总泵ABS控制单元液压调节器在ABS的控制过程中，液压调节器在收到ECU的控制指令后，就通过电机或电磁阀去调节车轮制动分泵的压力。主要由电磁换向阀储液罐和液压泵和电动机总成组成.四轮控制的三通道系统图四轮控制的三通道系统图1.三位电磁换向阀2.比例阀与旁通阀3.制动总泵4.液压泵5.储液罐6.执行器7.ABSECU8.右后轮制动分泵9.左后轮制动分泵10.右前轮制动分泵11.左前轮制动分泵ABS的控制方法ABS的工作控制原理制动防抱死系统的工作过程可以分为常规制动、制动压力降低、制动压力保持和制动压力升高四个阶段★常规制动阶段：在常规制动过程中，制动防抱死系统不起作用，制动防抱装置的ECU不向磁化线圈传送电流。(图a)★制动压力降低阶段：随着压力的升高，车轮即将抱死，这时车速传感器把该信号传给ECU，ECU给执行其器磁化线圈输入电流，从而产生强大的磁力使三位电磁阀阀芯移动到上端。(图b)ABS的工作控制原理★制动压力保压阶段：当制动分泵中的制动管路压力降低，使车速达到预定值时，车速传感器给ECU传送相应信号，ECU就给磁化线圈提供电流，磁化线圈产生的磁力将相应减小，三位电磁换向阀阀芯在回位弹簧的作用下移至中间位置。(图c)★制动压力升高阶段：只有制动分泵中的制动液压力升高时，才能产生更大的制动力，从而使车速尽快将低，为此ECU停止向磁化线圈提供电流，三位电磁换向阀被回位弹簧拉下。(图d)常规制动阶段图1.制动总泵2、5、11.单向阀3.液压泵和电动机总成4.ECU6.储液罐7.前轮轮速传感器8.盘式制动分泵9.回位弹簧10.磁化线圈12.三位电磁换向阀制动压力降低阶段制动压力保压阶段制动压力升高阶段ABS的发展德国BOSCH公司的专利美国西屋公司将其用在火车和飞机上20世纪50年代开始用于汽车上60年代开始电磁传感器探测车轮车速集成电路应用于ABS中目前ABS控制器已普遍采用16位单片机为CPUABS的发展我国对ABS的研究开始于80年代初，现在刚刚进八产品试制和在车辆上试装的阶段。目前，我国已着手制定车辆安全性方面的法规，其草案已经制定出，并决定首先在重型车和大客车上安装ABS。ABS的发展发展中的关键问题目前应用的ABS产品基本都是基于车轮加、减速门限值及参考滑移率方法设计的。以下几个方面有待改进：⑴门限值的设置与很多因素有关，不同的车辆需要不同的匹配技术，需要较多的道路试验加以验证；⑵从理论上讲，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，而是在它的附近波动，并未达到最佳的制动效果；⑶不具备很强的自适应性，难以适应各种制动工况。ABS的发展ABS实际产品的研制主要集中在以下几个方面:⑴利用软件来补偿轮速传感器测量误差（由传感器齿轮的制造、安装误差及腐蚀所引起的）以提高轮速信号测量精度；⑵将体积小、质量轻、性能可靠、成本低的微电子机械及表面声波探测装置应用于ABS中，以测量车辆运行速度；⑶将滤波器与路面探测器结合用于轮胎路面间摩擦的实时估计；⑷将一些具有自适用强的控制算法应用于ABS控制逻辑的设计中，以适应车辆参数、载荷和路面状况的变化；⑸建立液压ABS制动系统精确的数学模型；⑹在控制器软件设计中考虑了充气不足的影响，设计轮胎气压监视程序。ABS的发展ABS发展趋势１．新的控制理论、方法不断出现。２．电子技术的进步将提高ＡＢＳ功能。3．功能结合，不断扩展。谢谢观看