ABS_構成及原理

1、ABS 構構成及原理成及原理ABS 構構成及原理成及原理 1. 概要概要 2. 構成構成 3. 控制控制 原理原理 ABS 概概要要1.定義: ABS（Antilock braking system) 制動防抱死系統(tǒng) 行駛中制動時防止輪胎抱死的裝置.急制動或惡性道路行駛中制動時因輪胎抱死不但車輛失去控制而且制動距離也會加長. ABS是預先防止輪胎抱死的現(xiàn)象維持最佳的制動力減小事故危險性的預防安全裝置。ABS 概概要要2.ABS發(fā)展歷史發(fā)展歷史1910年代 鐵路部門為了防止Wheel-lock現(xiàn)象開始試用當中意外發(fā)現(xiàn) 制動距離縮短效果。1950年代 飛機著陸裝置中開始開發(fā)并使用。1954年代 美

2、國FORD林肯轎車最初使用法國制飛機用ABS。1970年代 林肯、凱迪拉克等高級轎車開始使用（后輪控制式）1978年代 BENZ 450SEL和BMW 7系列使用BOSCH社的4輪 控制式 ABS。1984年代 日本車開始使用NIPPON社的ABS 德國開發(fā)與Master Cylinder 一體型的H .U。 1990年代 韓國車輛開始使用ABS（選裝）。ABS 概要概要3.ABS作用作用1) 確保方向安全性（Stability）2) 確保方向操縱性（Steerability）3) 縮短制動距離（Stopping Distance）4) 減少輪胎的局部過度磨損 ,提高輪胎的使用壽命 5) 減少

3、剎車消耗，延長剎車輪鼓、碟片的使用壽命 ABS防抱死系統(tǒng)并非萬能，在輪胎與路面附著力較差的情況下防抱死系統(tǒng)并非萬能，在輪胎與路面附著力較差的情況下(如冰如冰面面)或特殊路況下，或特殊路況下，ABS的作用并不明顯。的作用并不明顯。ABS 概要概要4.ABS制動理論基礎制動理論基礎 駕駛員踩制動踏板增加制動力矩（T）時滑移率（S）和制動力（Q）跟T成正比上升。但側向附著力隨T的增加而減小。 T繼續(xù)增加制動力（Q）在理想滑移率（Si）時最大，這時側向附著力的減量也較小，制動性能在最佳狀態(tài)。 SSi時制動力減小輪胎也會抱死（S=100%）這時側向附著力急減，車輛以不穩(wěn)定狀態(tài)行駛。 前輪抱死時CFf接近

4、0行駛中制動效果明顯下降失去方向操縱性，后輪抱死時CFr接近0制動時車輛穩(wěn)定性下降車輛左右振動或發(fā)生旋轉現(xiàn)象。ABS 概要概要5.ABS分類分類機械式和電子式兩大類機械式和電子式兩大類 1、電子式ABS是根據(jù)不同的車型所設計的，它的安裝需要專業(yè)的技術 力量，如果換裝至另一輛車就必須改變它的線路設計，沒有通用性； 機械式ABS的通用性強，只要是液壓剎車裝置的車輛都可使用。2、電子式ABS的體積大，而成品車不一定有足夠的空間安裝電子ABS； 機械式的ABS的體積較小，占用空間少。3、電子式ABS是在車輪鎖死的剎那開始作用，每秒鐘作用12-16次； 機械式ABS在踩剎車時就開始工作，根據(jù)不同的車速，

5、每秒鐘可作用 60120次。4、電子式ABS的成本較高；使用機械式ABS要經(jīng)濟實用些。機械式的最大缺點是，只能在預定條件下生效，缺乏對道路環(huán)境的機械式的最大缺點是，只能在預定條件下生效，缺乏對道路環(huán)境的應變性，安全性要遠遠低于電子式。而電子式盡管價錢貴很應變性，安全性要遠遠低于電子式。而電子式盡管價錢貴很多，但是它更加精細和智能化。多，但是它更加精細和智能化。ABS 概要概要5.ABS分類分類按控制通道分類有四通道、三通道、二通道、一通道。按控制通道分類有四通道、三通道、二通道、一通道?？刂仆ǖ朗侵改軌颡毩⑦M行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路。 1) 四通道四通道:指的是它有四個輪速傳感器，在通往四個車

6、輪制動分泵的管路中，各設一個制動壓力調(diào)節(jié)器裝置，進行獨立控制，構成四通道控制形式。其性能特點是，可以最大程度地利用每個車輪的最大附著力，特別適用于汽車左右兩側車輪附著系數(shù)接近的路面，不僅可以獲得良好的方向穩(wěn)定性和方向控制能力，而且可以得到最短的制動距離。 總泵前 輪 速 傳 感器前 輪 速 傳 感器后輪速傳感器后輪速傳感器ABS 單元(液壓控制單元+控制模塊)EMS發(fā)動機ABS 概要概要5.ABS分類分類 2) 三通道三通道:指的是對兩前輪進行獨立控制，兩后輪則按低選原則進行一同控制，也稱混合控制。其性能特點是，可以保證汽車在各種條件下兩后輪的制動力相等，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，保證汽

7、車在各種條件下制動時都具有良好的方向穩(wěn)定性。而對兩前輪的獨立控制，則適用于小轎車，因為它一方面使汽車獲得盡可能大的總制動力，利于縮短制動距離，另一方面可使制動中兩前輪始終保持較大的橫向附著力，使汽車保持良好轉向能力。Electronic Control UnitHydraulic modulatorWheel-speed sensorsABS 概要概要5.ABS分類分類二通道式：二通道式ABS難以在方向穩(wěn)定性、轉向控制性和制動效能各 方面得到兼顧，目前采用很少 一通道式:又常叫單通道，它是在后輪制動器總管中設置一個 制動壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝一個輪速傳感器，有的 也在后輪上各安裝一個

8、。其性能特點是，制動時兩后輪不會抱死， 能夠顯著提高制動時的方向穩(wěn)定性，同時結構簡單、成本低。 所以，一通道式在輕型載貨車上的應用較為廣泛。ABS 構成構成總泵前輪速傳感器前輪速傳感器后輪速傳感器后輪速傳感器ABS 單元(液壓控制單元+控制模塊)EMS發(fā)動機A B S W/LE B D W/L 1. 輪速輪速 傳感器傳感器 2. ABS ECU 3. ABS HCU 4. 警告燈警告燈 & 指示燈指示燈ABS 構成構成 5. ABS 控制控制輪輪 速速 傳傳 感感 器器輪速傳感器輪速傳感器 作用作用：檢測車輪的速度，并將速度信號輸入ABS的電控單元。目前用于ABS系統(tǒng)的輪速傳感器主要有

9、電磁式和霍爾式兩種。1.電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器 電磁式輪速傳感器是一種通過磁通量的變化產(chǎn)生感應電壓的裝置，主要有傳感頭和齒圈兩部分組成。齒圈一般安裝在輪轂或軸坐上，對于后輪驅動車輛齒圈也可安裝在差速器或傳動軸上。齒圈隨車輪或傳動軸一起轉動。傳感頭通過固定在車身上的支架安裝在齒圈附近，傳感頭與齒圈間的間隙約1mm。輪輪 速速 傳傳 感感 器器傳感頭由電纜、永磁鐵、外殼、感應線圈、極軸、齒圈組成。極軸同永磁鐵相連，感應線圈套在極軸的外面。極軸頭部結夠有鑿式和柱式兩種。齒圈旋轉時，齒頂和齒隙交替對向極軸。當齒頂對向極軸時磁路的磁隙最小，因此磁阻也最小，通過感應線圈的磁通量最大；當齒隙對向極

10、軸時磁路的磁隙最大，磁阻也最大，通過感應線圈的磁通量最小。所以在齒圈旋轉過程中，感應線圈內(nèi)部的磁通量交替變化從而產(chǎn)生感應電動勢，此信號通過感應線圈內(nèi)部的電纜輸入ABS的電控單元。當齒圈的轉速發(fā)生變化時感應電動勢的頻率也隨之變化。ABS電控單元即通過檢測感應電動勢的頻率變化來檢測車輪速度。輪輪 速速 傳傳 感感 器器電磁式輪速傳感器結構簡單、成本低， 但存在下述缺點： 1) 其輸出信號的幅值隨轉速的變化而變化。若車速過慢， 其輸出信號低于1V，電控單元就無法檢測； 2) 響應頻率不高。當轉速過高時，傳感器的頻率響應跟不上； 3) 抗電磁波干擾能力差。目前，國內(nèi)外ABS系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15

11、160km/h，今后要求控制速度范圍擴大到8260km/h以至更大，顯然電磁感應式輪速傳感器很難適應。公司產(chǎn)品輪速傳感器均為電磁式輪輪 速速 傳傳 感感 器器2. 2. 霍爾式輪速傳感器霍爾式輪速傳感器 霍爾式輪速傳感器也是由傳感頭和齒圈組成。傳感頭由永磁體、霍爾元件和電子電路組成。永磁體的磁力線通過霍爾元件同鄉(xiāng)齒圈，齒圈相當于一個集磁器。 當齒圈位于（a）所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱；而當齒圈位于（b）所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場相對較強。齒圈轉動時，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個毫伏（mV）級的準正弦波電

12、壓，然后再由電子電路轉換成標準的脈沖電壓。輪輪 速速 傳傳 感感 器器霍爾輪速傳感器具有以下優(yōu)點： 1) 輸出信號電壓幅值不受轉速的影響； 2) 頻率響應高。其響應頻率高達20kHz， 相當于車速為1000km/h時所檢測的信號頻率； 3) 抗電磁波干擾能力強。 因此，霍爾傳感器不僅廣泛應用于ABS輪速檢測，也廣泛應用于其控制系統(tǒng)的轉速檢測。 電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器1 線束2 永久磁鐵3 殼體4 線圈5 探頭6 齒圈123456電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器齒圈MIN線圈磁鐵高速低速NS最小電壓 0.15V(20F/Hz)2.7V2.1V最小最小 P-P 電壓電壓 150mv 以上

13、時以上時 ABS 不不工工作作 (7Km/h 以下以下)電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器波形波形電磁式輪速傳感器正常波形電磁式輪速傳感器正常波形(20Km/h)ECU插頭插頭1,2/19,20/5,6/23,22號端子波形號端子波形電磁式輪速傳感器正常波形電磁式輪速傳感器正常波形(50Km/h)ECU插頭插頭1,2/19,20/5,6/23,22號端子波形號端子波形電磁式輪速傳感器電磁式輪速傳感器項項 目目電電 阻阻最小最小 P-P 電壓電壓齒齒 數(shù)數(shù) 空空 隙隙Front1100 50150mV44/47T0.2 1.1mmRear1100 50150mV44/47T0.2 1.1mmC-C

14、AR、LDC、JBC：44MSC、GQC：47ABS ECU電子控制單元電子控制單元ECU（Elctronic Contlor Unit） ABS電子控制單元的功能是接受輪速傳感器及其他傳感器輸入的信號，對這些輸入的信號進行測量、比較、分析、放大和處理，通過精確計算，得出制動時車輪的滑移率、車輪的加速度和減速度，以判斷車輪是否有抱死趨勢，再由其輸出級發(fā)出控制指令，控制制動壓力調(diào)節(jié)器去執(zhí)行壓力調(diào)節(jié)任務。及出現(xiàn)故障時執(zhí)行Fail-Ssfe功能，并點亮警告燈。ABSECUABS ECUABS電控單元電控單元 由輸入增幅電路、L.S.I（運算電路，控制電路，安全電路）、電流控制電路、電流增幅電路、電源監(jiān)控電路、穩(wěn)