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1、一、一、ABSABS的理论基础的理论基础 1.1.汽车的制动性汽车的制动性 汽车在行驶过程中，强制地减速以至停汽车在行驶过程中，强制地减速以至停 车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性。车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性。 评价制动性能的指标主要有：评价制动性能的指标主要有： （1 1）制动效能）制动效能汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力 称为制动效能。即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的：称为制动效能。即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的： 制动距离制动距离 制动时间制动时间 制动减速度制动减速度 （2 2）制动时的方向稳定性）制动时
2、的方向稳定性汽车在制动时仍能按指定方向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。动时的方向稳定性。 2.2.汽车制动时车轮受力分析汽车制动时车轮受力分析 车速 车轮旋转角速度 惯性力矩 制动阻力矩 车轮法向载荷 地面法向反力 车轴对车轮的推力 地面制动力 车轮半径 车轮切向速度，简称轮速 F FX X = F= F Z Z X X F Fy y = F= F Z Z y y F FZ Z 不变，地面制动力不变，地面制动力F F决定于附着系数决定于附着系数, , 附着系数附着系数布局
3、决定于路面状况、轮胎，布局决定于路面状况、轮胎， 还与制动轮的运动状况有关还与制动轮的运动状况有关 第一阶段：第一阶段：纯滚动，路面印痕与纯滚动，路面印痕与 胎面花纹基本一致胎面花纹基本一致 车速车速 V = V = 轮速轮速V V （1 1）制动过程中车轮的三种运动状态）制动过程中车轮的三种运动状态 第二阶段：第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨边滚边滑，路面印痕可以辨 认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。 车速车速 V V 轮速轮速V V 第三阶段：第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。抱死拖滑，路面印痕粗黑。 轮速轮速V V = 0 = 0 若需增大若需增大F F x
4、x ，F F 取决于附着系数取决于附着系数， 又受又受 滑移率滑移率 s s 的影响。的影响。 滑移率滑移率S S 定义：定义：s s=(V=(VV V )/V100% )/V100% =(V =(Vr.)/V100%r.)/V100% （3 3）附着系数）附着系数与滑移率与滑移率 s s 的关系的关系 uu分析结论：分析结论： uu s s 20%20%为制动稳定区域；为制动稳定区域； s s 20%20%为制动非稳定区域；为制动非稳定区域； 将车轮滑移率将车轮滑移率 s s 控制在控制在20%20%左右，便左右，便 可获取最大的纵向附着系数和较大的横向可获取最大的纵向附着系数和较大的横向
5、附着系数，是最理想的控制效果。附着系数，是最理想的控制效果。 3.3.理想的制理想的制动动动动控制控制过过过过程程 （1 1）制动开始时，让制动压力迅速增大，使）制动开始时，让制动压力迅速增大，使S S上升上升 至至20%20%所需时间最短，以便获取最短的制动距离和所需时间最短，以便获取最短的制动距离和 方向稳定性。方向稳定性。 （）制动过程中：（）制动过程中： 当当S S上升稍大于上升稍大于20%20%时，对制动轮迅速而适当时，对制动轮迅速而适当 降低制动压力，使降低制动压力，使S S迅速下降到迅速下降到20%20%； 当当S S下降稍小于下降稍小于20%20%时，对制动轮迅速而适当时，对制
6、动轮迅速而适当 增大制动压力，使增大制动压力，使S S迅速上升到迅速上升到20%20%； uu结论：结论： 车轮在制动过程中，以车轮在制动过程中，以5 510 10 次次/ /秒秒 的频率进行增压、保压、减压的不断切换的频率进行增压、保压、减压的不断切换 ，使，使s s稳定在稳定在20%20%是最理想的制动控制过程是最理想的制动控制过程 。 5.ABS5.ABS的功用的功用 ABSABS的功用是控制实际制动过程接近于的功用是控制实际制动过程接近于 理想制动过程。理想制动过程。 uu 制动时保持方向稳定性；制动时保持方向稳定性； uu 制动时保持转向控制能力；制动时保持转向控制能力； uu 缩短
7、制动距离；缩短制动距离； uu 减少轮胎磨损；减少轮胎磨损； uu 减少驾驶员紧张情绪减少驾驶员紧张情绪 二、二、ABSABS的基本组成与工作原理的基本组成与工作原理 传统制动系统工作原理传统制动系统工作原理 二、二、ABSABS的基本组成与工作原理的基本组成与工作原理 三、三、ABSABS控制参数控制参数 uu1.1.以以车轮车轮车轮车轮 滑移率滑移率为为为为控制参数控制参数 uu根据车速和车速传感器的信号计算车轮的滑移率根据车速和车速传感器的信号计算车轮的滑移率 作为控制制动力的依据。作为控制制动力的依据。 uuS S高于设定值，高于设定值，ECUECU就会输出减小制动力信号，并就会输出减
8、小制动力信号，并 通过制动压力调节器减小制动压力；通过制动压力调节器减小制动压力；S S低于设定值低于设定值 时，时，ECUECU就会输出增大制动力信号，并通过制动压就会输出增大制动力信号，并通过制动压 力调节器增大制动压力，控制滑移率在设定的范力调节器增大制动压力，控制滑移率在设定的范 围内。围内。 uu已有用多普勒雷达测量车速的已有用多普勒雷达测量车速的ABSABS。 2.2.以以车轮车轮车轮车轮 角加速度角加速度为为为为控制参数控制参数 ECUECU根据车轮的车速传感器信号计算车轮的根据车轮的车速传感器信号计算车轮的 角加速度作为控制制动力的依据。角加速度作为控制制动力的依据。 ECUE
9、CU中设置合理的角加速度、角减速度门中设置合理的角加速度、角减速度门 限值。限值。 制动时，当车轮角减速度达到门限值时， 制动时，当车轮角减速度达到门限值时， ECUECU输出减小制动力信号；当车轮转速升高至角输出减小制动力信号；当车轮转速升高至角 加速度门限值，加速度门限值，ECUECU输出增加制动力信号。输出增加制动力信号。 三通道结构： 在三通道ABS系统中，两个前轮单独控制，两个后轮选择哪个轮 先抱死作为参考同时控制。其典型结构示意图如图（a）所示。 图（a） 三通道ABS系统 四通道结构： 在四通道ABS系统中，前后四个车轮分别由液压单元单独控制。典 型结构示意图如图（b）所示。 图
10、（b） 四通道ABS系统 液压泵电动机： 液压泵电动机位于液压控制单元上方，其结构如图所示。注意： 不允许将液压泵电动机从液压控制单元上拆卸下来。若出现故障， ABS功能中断，电子制动力分配功能仍能保持工作，ABS警告灯亮。 ABS液压泵电动机 四、 ABS系统工作过程 ABS系统的组成结构：如图所示。 图 ABS系统组成与结构图 ABS系统控制原理 在汽车以大于或等于20公里/小时车速运行过程中，驾驶员踩下制动 踏板紧急制动时，ABS系统的控制单元（ABS ECU）接收到制动灯开关接 通信号，由装在车轮上 的转速传感器采集4个车 轮的转速信号，送到ABS 控制单元计算出每个车 轮的线速度和车
11、速进而 推算出车辆的减速度及 车轮的滑移率判断车轮 是否有抱死的趋势。 ABS工作过程可以 分为建压阶段、保压 阶段、降压阶段和升 压阶段。 ABS液压泵电动机 1、建压阶段：（如图所示） 制动时，通过助力器和总泵建立制动压力。此时常开阀打开，常 闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速降低，直到ABS 电子控制单元通过转速传感器识别出车轮有抱死的倾向为止。 建压阶段状态示意图 2、保压阶段：（如图所示） ABS电子控制单元通过转速传感器得到的信号识别出车轮有抱死的 倾向时，即向液压控制单元发出控制信号关闭常开阀，此时常闭阀仍 然关闭，使制动器中的压力保持不变。 保压阶段状态示意图 3、
12、降压阶段：（如图所示） 在制动压力保持不变后，控制单元还不断检测车轮转速信号，若判 断出车轮仍有抱死倾向时，ABS电子控制单元立即向液压控制单元发出 控制信号打 开常闭阀， 起动液压泵 工作，制动 液从制动器 经低压蓄能 器被送回到 制动总泵， 制动压力降 低，制动踏 板微量顶起， 车轮抱死程 度降低，车 轮转速开始 上升。 图10-7 降压阶段状态示意图 4、增压状态（如图所示） 为了取得最佳的制动效果，当车轮达到一定转速后，ABS电子控 制单元再次命令常开阀打开，常闭阀关闭。随着制动压力增加，车 轮再次被制动和减速。 增压阶段状态示意图 电子制动力分配（EBD） 使用电子制动力分配功能可免
13、装比例阀及减载阀。在车轮部分制 动时，电子制动力分配（EBD）功能就起作用，转弯时尤其如此，转速 传感器将按时发出4个车轮的转速信号，电子控制单元根据这些信号计 算车轮的转速。 如果后轮滑移率大于某个设定值，则由液压控制单元调节后轮制 动压力，使后轮制动力降低，以保证后轮不会先于前轮抱死。 同传统的制动力分配方式（用比例阀）相比，电子制动力分配（ EBD）功能保证了较高的车轮附着力以及合理的制动力分配。同时，电 子制动力分配（EBD）并没有增加新的硬件，而是通过软件来实现了制 动力的合理分配，降低了成本。 当ABS起作用时，电子制动力分配系统（EBD）即停止工作。 EBD的升压及保压与ABS工
14、作过程完全一样，但降压控制则不同。 当后轮有抱死倾向时，后轮的常开阀关闭，常闭阀打开，车轮压力降 低，与ABS不同的是：此时液压泵不工作，降压所排放出的制动液暂时 存放在低压蓄能器中。 ABS系统性能检测 一、ABS正常工作典型特征 ABS系统工作受制动踏板的控制，并且ABS系统投入工作时，在制动踏 板上会产生一种液压脉动效应，使踏板连续跳动，同时还能听到ABS执行 器电机动作时产生的“喔喔喔喔”声。 当汽车车速达到25km/h左右时，ABS系统投入工作；当汽车减速且车速 降到20km/h以下时，ABS系统停止工作。 二、ABS有故障时的典型特征 ABS系统工作状态是否正常，可进行如下判断：
15、1、在汽车以40km/h左右的速度行驶时实施紧急制动，如果车轮不滑移， 并感到制动踏板在连续跳动，说明ABS系统工作正常； 2、如果汽车正常行驶时ABS警告灯点亮，或紧急制动时ABS系统不起作用 ，则说明ABS系统有故障； 3、如果在启动发动机之前，将点火开关旋至ON位置，ABS警告灯不亮，或 者将点火开关旋至ON位置，ABS警告灯点亮3s后不熄灭，也表示ABS系统有 故障。 三、根据ABS警告灯状态判断故障原因 ABS警告灯安装在仪表板上，当ABS系统出现故障时此灯点亮，提 醒驾驶员ABS系统有故障，应及时检修。维修人员根据ABS警告灯的状 况，也可以初步判断ABS系统故障原因。 四、ABS系统故障的初步检查 使用中，如果ABS系统出现故
