ABS结构与工作原理.ppt

一、一、ABSABS的理论基础的理论基础二、二、ABSABS结构与工作原理结构与工作原理三、三、ABSABS主要结构及部件主要结构及部件四、四、ABSABS五、五、EBDEBD系统系统防抱死制动系统（防抱死制动系统（ABSABS）与）与EBDEBD系统系统ABS结构与工作原理一、一、ABS的理论基础的理论基础•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车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性的制动性•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，强制减汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力称为制动效能速以至停车的能力称为制动效能ABS结构与工作原理•即汽车以一定的初速度制动到停车所产生即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的：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ABS结构与工作原理•（（2 2）制动时的方向稳定性）制动时的方向稳定性——汽车在制动汽车在制动时仍能按指定方向的轨迹行驶，即不发生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动跑偏、侧滑、以及失去转向能力称为制动时的方向稳定性。

时的方向稳定性 ABS结构与工作原理2.汽车制动时车轮受力分析汽车制动时车轮受力分析ＶＶ——车速车速ω——车轮旋转角速度车轮旋转角速度ＭＭｊｊ——惯性力矩惯性力矩ＭＭμ——制动阻力矩制动阻力矩ＷＷ——车轮法向载荷车轮法向载荷ＦＦｚｚ——地面法向反力地面法向反力ＴＴ——车轴对车轮的推力车轴对车轮的推力ＦＦｘｘ——地面制动力地面制动力ｒｒ——车轮半径车轮半径ｒｒω——车轮切向速度，简称轮速车轮切向速度，简称轮速ABS结构与工作原理（（1）制动器制动力）制动器制动力•制动蹄与制动鼓（盘）制动蹄与制动鼓（盘）压紧时形成的摩擦力压紧时形成的摩擦力矩矩Mμ通过车轮作用于通过车轮作用于地面的切向力地面的切向力————Fμ （（2）地面制动力）地面制动力•制动时地面对车轮的制动时地面对车轮的切向反作用力切向反作用力————FXABS结构与工作原理（（3））地面制动力地面制动力F Fμμ 、制动器制动力、制动器制动力F FX X及附及附着力着力F Fφφ之间的关系之间的关系•附着力附着力——地面对轮胎切向反作用力的极地面对轮胎切向反作用力的极限值限值F Fφφ•附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。

及路面的抗剪强度ABS结构与工作原理地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系ABS结构与工作原理3.3.硬路面上附着系数硬路面上附着系数φφ与滑移率与滑移率s s的关系的关系ABS结构与工作原理 （（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 第一阶段：纯滚动，路面印痕与胎面第一阶段：纯滚动，路面印痕与胎面花纹基本一致花纹基本一致 车速车速 V = V = 轮速轮速V Vω ω ABS结构与工作原理 第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨第二阶段：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 VωωABS结构与工作原理 第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑 轮速轮速V Vω ω = 0= 0 　　　　 ABS结构与工作原理 若需增大若需增大F Fx x ，必须增大，必须增大F F 。

F F取决于附着系数取决于附着系数φφ，， φφ又受滑移率又受滑移率 s s 的影响2 2）滑移率）滑移率S S 定义：定义：s s=[(V=[(V－－V Vωω)/V]×100%)/V]×100% =[(V =[(V－－r.ω)/V]×100%r.ω)/V]×100% ABS结构与工作原理（（3 3）附着系数）附着系数φφ与滑移率与滑移率 s s 的关系的关系ABS结构与工作原理•分析结论：分析结论： •　　　　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，便可左右，便可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附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着系数，是最理想的控制效果ABS结构与工作原理4.4.理想的制动控制过程理想的制动控制过程（（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上上升至升至20%20%所需时间最短，以便获取最短的制动距离所需时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。

和方向稳定性 （２）制动过程中：（２）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%；；ABS结构与工作原理•结论：结论： 车轮在制动过程中，以车轮在制动过程中，以5 5～～10 10 次次/ /秒秒 的的频率进行增压、保压、减压的不断切换，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理的功用是控制实际制动过程接近于理想制动过程想制动过程ABS结构与工作原理二、二、ABS的基本组成与工作原理的基本组成与工作原理（一）传统制动系统工作原理（一）传统制动系统工作原理ABS结构与工作原理（二）（二）ABSABS的基本组成的基本组成•ABSABS是在传统制动基础上，又增设如下装置：是在传统制动基础上，又增设如下装置： ☆☆车轮轮速传感器车轮轮速传感器 ☆☆电子控制单元电子控制单元ECUECU ☆ ☆制动压力调节器制动压力调节器 ☆☆ABSABS警告灯警告灯ABS结构与工作原理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结构与工作原理ABS结构与工作原理电控单元ABS结构与工作原理液压调节器ABS结构与工作原理•电磁阀控制三种状态：　　　加 压：进油阀开，出油阀关　　　减 压：进油阀关，出油阀开　　　保 压：进油阀关，出油阀关ABS结构与工作原理（三）、（三）、ABS控制参数控制参数•1.1.以车轮滑移率为控制参数以车轮滑移率为控制参数•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•S 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•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ABSABSABS结构与工作原理•2.2.以车轮角加速度为控制参数以车轮角加速度为控制参数　　　　　　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 　　ECUECU中设置合理的角加速度、角减速度门限中设置合理的角加速度、角减速度门限值　　　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　　　　　　　　ABS结构与工作原理ABS结构与工作原理（四）、（四）、ABSABS控制方式及特点控制方式及特点 特点：特点：1.1.四传感器、四控制通道四传感器、四控制通道—能够独立进行制动压力调节的制动管路；能够独立进行制动压力调节的制动管路；控制通道控制通道 （（2 2）制动时可最）制动时可最大限度地利用每个车大限度地利用每个车轮的附着力轮的附着力 - - 方向方向稳定性好；稳定性好； （（1 1）各制动轮压）各制动轮压力均可单独调节力均可单独调节（轮控制）（轮控制）- - 控制控制精度高；精度高；ABS结构与工作原理 2.2.四传感器、三控制通道四传感器、三控制通道特点：特点： 两前轮独立控两前轮独立控制，两后轮一同制，两后轮一同控制（轴控制）；控制（轴控制）； 按附着力较小车轮不发生抱死为原则进行制动压力按附着力较小车轮不发生抱死为原则进行制动压力调节调节-低选原则控制低选原则控制； 按附着力较大车轮不发生抱死为原则进行制动压力按附着力较大车轮不发生抱死为原则进行制动压力调节调节-高选原则控制高选原则控制；ABS结构与工作原理 三、三、 ABSABS主要部件结构及工作主要部件结构及工作（一）轮速传感器（一）轮速传感器 1 1、作用、作用 2 2、组成、组成 检测车轮转速，产生与轮速成正比的检测车轮转速，产生与轮速成正比的正弦交流信号，经整形、放大转变成数字正弦交流信号，经整形、放大转变成数字信号送给信号送给ECUECU，，用于对制动压力调节器实施用于对制动压力调节器实施控制。

控制传感器一般采用磁感应式传感器一般采用磁感应式ABS结构与工作原理传感器头（静止）：永久磁铁、感应线圈、极轴；传感器头（静止）：永久磁铁、感应线圈、极轴； 齿圈（转动）：凸齿数齿圈（转动）：凸齿数4040～～100100不等；不等；传感器头与齿圈间隙传感器头与齿圈间隙：0.60.6～～0.7 mm0.7 mm；轮速传感器分类：轮速传感器分类：电磁式、霍尔式电磁式、霍尔式 轮速传感器的安装位置：轮速传感器的安装位置：(a) (a) 驱动车轮驱动车轮 (b) (b) 非驱动车轮非驱动车轮车速转速传感头在车轮上的安装车速转速传感头在车轮上的安装ABS结构与工作原理 传感头与齿圈之间的间隙很小，通常只有传感头与齿圈之间的间隙很小，通常只有0.5mm0.5mm到到1mm1mm左右，左右，多数车轮转速传感器的间隙是不可调的多数车轮转速传感器的间隙是不可调的ABS结构与工作原理电磁感应式车轮转速传感器的工作原理电磁感应式车轮转速传感器的工作原理: :(a) (a) 齿隙与磁心端部相对时齿隙与磁心端部相对时 (b) (b) 齿顶与磁心端部相对时齿顶与磁心端部相对时 (c) (c) 传感器输出电压传感器输出电压ABS结构与工作原理电磁式轮速传感器分类：电磁式轮速传感器分类：根据磁心端部的结构形状，可分为凿根据磁心端部的结构形状，可分为凿式极轴、柱式极轴车轮转速传感器式极轴、柱式极轴车轮转速传感器ABS结构与工作原理 由于结构形式的不同，传感头与齿圈的相对安装方式也有由于结构形式的不同，传感头与齿圈的相对安装方式也有区别：区别： (a) (a) 凿式极轴传感头凿式极轴传感头(b) (b) 菱形极轴传感头菱形极轴传感头 (c) (c) 柱式极轴传感头柱式极轴传感头 ( (柱式极轴的一种柱式极轴的一种) )电磁感应式车轮转速传感器的传感头与齿圈的相对安装方式电磁感应式车轮转速传感器的传感头与齿圈的相对安装方式 ABS结构与工作原理 电磁式车轮转速传感器结构简单，成本低，但存在以下电磁式车轮转速传感器结构简单，成本低，但存在以下缺点：缺点： ① ① 电磁感应式轮速传感器向电磁感应式轮速传感器向ABSABS的的ECUECU输送的电压信号的输送的电压信号的强弱是随转速的变化而变化的，信号幅值一般在强弱是随转速的变化而变化的，信号幅值一般在1V1V到到15V15V的范的范围内变化。

围内变化 当车速很低时，传感器输出的电压信号若低于当车速很低时，传感器输出的电压信号若低于1V1V，则，则ECUECU无法检测到如此弱的信号，无法检测到如此弱的信号，ABSABS也就无法正常工作也就无法正常工作 ② ② 电磁感应式轮速传感器频率响应较低当车轮转速过电磁感应式轮速传感器频率响应较低当车轮转速过高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生错误信号高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生错误信号 ③ ③ 电磁感应式轮速传感器的抗电磁波干扰能力较差，尤电磁感应式轮速传感器的抗电磁波干扰能力较差，尤其在输出信号幅值较小时其在输出信号幅值较小时 ABS结构与工作原理2. 2. 霍尔式车轮转速传感器霍尔式车轮转速传感器霍尔式轮速传感器优点：霍尔式轮速传感器优点： ① ① 输出的电压信号强弱不随转速的变化而变化在输出的电压信号强弱不随转速的变化而变化在汽车电源电压为汽车电源电压为12V12V的条件下，信号的幅值保持在的条件下，信号的幅值保持在11.5V11.5V到到12V12V不变，即使车速很低时也不变不变，即使车速很低时也不变。

② ② 传感器频率响应高达传感器频率响应高达20kHz20kHz，用于，用于ABSABS中，相当于中，相当于车速为车速为1000km/h1000km/h时所检测的信号频率，因此不会出现高速时所检测的信号频率，因此不会出现高速时频率响应跟不上的问题时频率响应跟不上的问题 ③ ③ 霍尔式车轮转速传感器输出的电压信号强弱不随霍尔式车轮转速传感器输出的电压信号强弱不随转速的变化而变化，且幅值较高因此，霍尔式车轮转速转速的变化而变化，且幅值较高因此，霍尔式车轮转速传感器抗电磁波干扰能力较强传感器抗电磁波干扰能力较强ABS结构与工作原理 霍尔式车轮转速传感器的组成和工作原理霍尔式车轮转速传感器的组成和工作原理 ABS结构与工作原理 霍尔式车轮转速传感器电子线路：霍尔式车轮转速传感器电子线路：霍尔元件输出的毫伏级霍尔元件输出的毫伏级的准正弦波电压首先经放大器放大为伏级电压信号，然后送往的准正弦波电压首先经放大器放大为伏级电压信号，然后送往施密特触发器转换成标准的脉冲信号，再送到输出级放大后输施密特触发器转换成标准的脉冲信号，再送到输出级放大后输出给出给ECUECU。

ABS结构与工作原理 工作原理工作原理 齿圈随车轮转动，凸齿和齿隙不断交替在极轴下掠齿圈随车轮转动，凸齿和齿隙不断交替在极轴下掠过，使铁心磁通发生变化在感应线圈中产生交变信号电过，使铁心磁通发生变化在感应线圈中产生交变信号电压，频率：压，频率：f=30f=30～～6000Hz6000Hz，电压幅值：电压幅值：U=1U=1～～15V15VABS结构与工作原理 （二）（二）ABS ECUABS ECU 组成：组成：（硬件、软件）（硬件、软件） 输入电路输入电路 计算电路计算电路 输出电路输出电路安全保护电路安全保护电路 故障自诊断故障自诊断 功用功用：接收传感器信号及制动信号，控制执行器工作接收传感器信号及制动信号，控制执行器工作ABS结构与工作原理 （三（三）制动压力调节器（液压））制动压力调节器（液压） 1 1、作用、作用 根据根据ECUECU控制指令，通过电磁阀的动作对车控制指令，通过电磁阀的动作对车轮制动器压力实施自动调节，以使车轮滑移率保轮制动器压力实施自动调节，以使车轮滑移率保持在最佳范围内。

持在最佳范围内 2 2、调压方式、调压方式 流通式流通式（循环式）（循环式） 结构简单结构简单 控制方便控制方便 被广泛采用被广泛采用ABS结构与工作原理 变容积式变容积式组成组成调压缸、电磁阀、单向阀、电机等调压缸、电磁阀、单向阀、电机等德尔科德尔科ABSABSABS结构与工作原理 3 3、制动压力调节器组成、制动压力调节器组成 组成：组成：电磁阀、储液器、电动回液泵电磁阀、储液器、电动回液泵ABS结构与工作原理（（1 1）电磁阀）电磁阀三位三通电磁阀由博世公司生产，应用于博世三位三通电磁阀由博世公司生产，应用于博世ABSABS中作用：作用： 接收接收ECUECU指令，通过控制阀门的切换，调节制动指令，通过控制阀门的切换，调节制动分泵压力，完成增压、保压和减压分泵压力，完成增压、保压和减压型式：型式：三位三通电磁阀三位三通电磁阀二位二通电磁阀二位二通电磁阀三位三通电磁阀三位三通电磁阀结构：结构：线圈、铁心线圈、铁心、、衔衔铁套筒、软硬弹铁套筒、软硬弹簧、进液口回簧、进液口回ABS结构与工作原理 二位二通电磁阀二位二通电磁阀二位二通常闭电磁阀二位二通常闭电磁阀二位二通常开电磁阀二位二通常开电磁阀二者配合工作，完成增压、保压、减压的控制过程二者配合工作，完成增压、保压、减压的控制过程ABS结构与工作原理（（2 2）蓄压器与电动回液泵）蓄压器与电动回液泵蓄压器：接纳蓄压器：接纳ABSABS减压过程中，从制动分泵回流的制动液。

减压过程中，从制动分泵回流的制动液电动回液泵：将从制动分泵回流的制动液泵回电磁阀进液口电动回液泵：将从制动分泵回流的制动液泵回电磁阀进液口返回目录ABS结构与工作原理 四、四、ABSABS应用实例应用实例 ABSABS型式各异，以下二个方面相同：型式各异，以下二个方面相同： 2 2、、ABSABS都具有自诊断功能一但发生影响都具有自诊断功能一但发生影响系统正常工作的故障时，系统正常工作的故障时，ABSABS自动关闭，同时自动关闭，同时ABSABS警告灯点亮传统制动仍可正常工作警告灯点亮传统制动仍可正常工作 1 1、、ABSABS工作车速必须达到一定值后，才工作车速必须达到一定值后，才会对制动过程中趋于抱死车轮进行制动防抱会对制动过程中趋于抱死车轮进行制动防抱死控制调节死控制调节 ABS结构与工作原理 （一）博世（一）博世ABS ABS 电磁阀：三位三通电磁阀电磁阀：三位三通电磁阀 控制方式：控制方式： 两前轮独立控制，两后轮按低选原则一两前轮独立控制，两后轮按低选原则一同控制；同控制；调压方式：流通式调压方式：流通式制动压力调节器：分离式且独立安装；制动压力调节器：分离式且独立安装；1 1、结构特点、结构特点ABS结构与工作原理2 2、制动压力调节过程、制动压力调节过程（（1 1）制动压力增大过程）制动压力增大过程ABS结构与工作原理 踏下制动踏板，由于电磁阀的进液踏下制动踏板，由于电磁阀的进液阀开启，回液阀关闭，各电磁阀将制动阀开启，回液阀关闭，各电磁阀将制动总泵与各制动分泵之间的通路接通，制总泵与各制动分泵之间的通路接通，制动总泵中的制动液将通过各电磁阀的进动总泵中的制动液将通过各电磁阀的进出液口进入各制动分泵，各制动分泵的出液口进入各制动分泵，各制动分泵的制动液压力将随着制动总泵输出制动液制动液压力将随着制动总泵输出制动液压力的升高而升高压力的升高而升高 - - 增压。

增压ABS结构与工作原理（（2 2）制动压力保持过程）制动压力保持过程ABS结构与工作原理 当某车轮制动中，滑移率接近于当某车轮制动中，滑移率接近于20%20%时，时，ECUECU输出指令，控制电磁阀线圈通过较小电输出指令，控制电磁阀线圈通过较小电流（约流（约2 2A A），），使电磁阀的进液阀关闭（回液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制动分泵阀仍关闭），保证该控制通道中的制动分泵制动压力保持不变制动压力保持不变 - - 保压ABS结构与工作原理 （（3 3）制动压力减小过程）制动压力减小过程ABS结构与工作原理 当某车轮制动中，滑移率大于当某车轮制动中，滑移率大于20%20%时，时，ECUECU输出指令，控制电磁阀线圈通输出指令，控制电磁阀线圈通过较大电流（约过较大电流（约5 5A A），），使电磁阀的进液使电磁阀的进液阀关闭回液阀开启，制动分泵中的制动阀关闭回液阀开启，制动分泵中的制动液将通过回液阀流入储液器，使制动压液将通过回液阀流入储液器，使制动压力减小力减小- -减压 与此同时，与此同时，ECUECU控制电动泵通电运控制电动泵通电运转，将流入储液器的制动液泵回到制动转，将流入储液器的制动液泵回到制动总泵出液口。

总泵出液口ABS结构与工作原理3 3、、电子控制系统控制过程电子控制系统控制过程ABS结构与工作原理 控制过程：控制过程： （（1 1）打开点火开关，）打开点火开关，ECUECU进入自检进入自检 ABSABS保护继电器线圈通电保护继电器线圈通电 蓄电池电压（蓄电池电压（1212V V））经触点送至经触点送至ECUECU端子端子1 1，触发自检，时间大约为，触发自检，时间大约为3 3～～5 5秒秒 自检中，自检中，ECUECU端子端子2727、、2828均未搭铁，均未搭铁，电动泵继电器、电磁阀继电器常开触点电动泵继电器、电磁阀继电器常开触点均不闭合，电动泵及电磁阀均不工作均不闭合，电动泵及电磁阀均不工作ABS结构与工作原理(2)(2)ABSABS警示灯亮警示灯亮 ABS ABS警示灯亮后可能出现两种情况：警示灯亮后可能出现两种情况： 灯亮灯亮3 3～～5 5秒后熄灭，说明系统正常；秒后熄灭，说明系统正常； 灯亮灯亮3 3～～5 5秒后不熄灭，说明系统有故障，秒后不熄灭，说明系统有故障，ECUECU关闭关闭ABSABS，，汽车仅保持传统制动。

汽车仅保持传统制动 （（3 3）自检正常）自检正常ABSABS等待工作等待工作 ECUECU端子端子2727搭铁，接通电磁阀继电器线圈电路搭铁，接通电磁阀继电器线圈电路 电磁阀继电器线圈通电，铁芯产生吸力，常电磁阀继电器线圈通电，铁芯产生吸力，常闭触点（闭触点（30→8730→87A A））张开，张开，ABSABS警示灯熄灭；常开警示灯熄灭；常开触点（触点（30→8730→87）闭合，蓄电池电压作用在三个三）闭合，蓄电池电压作用在三个三位三通电磁阀线圈及位三通电磁阀线圈及ECU ECU 端子端子3232ABS结构与工作原理 （（4 4）制动防抱死调节过程）制动防抱死调节过程 制动中，各车轮滑移率均小于制动中，各车轮滑移率均小于20%20%时，时，ECUECU端子端子2 2、、3535、、1818均开路，三个三位三通电磁阀线圈中均无电流通过，各均开路，三个三位三通电磁阀线圈中均无电流通过，各制动分泵制动液压力将随制动总泵输出制动液压力的变化制动分泵制动液压力将随制动总泵输出制动液压力的变化而变化而变化- -增压。

制动中，某一车轮滑移率接近制动中，某一车轮滑移率接近20%20%，，ECUECU对其相应的对其相应的电磁阀线圈通电（电磁阀线圈通电（2 2A A），），使其制动分泵制动液压力保持使其制动分泵制动液压力保持不变不变- -保压 制动中，某一车轮滑移率大于制动中，某一车轮滑移率大于20%20%，，ECUECU对其电磁阀对其电磁阀线圈通电（线圈通电（5 5A A），），使其制动分泵制动液压力减小使其制动分泵制动液压力减小- -减压ABS结构与工作原理 ABS结构与工作原理 ABS结构与工作原理 （（二）戴维斯二）戴维斯MK20-IMK20-I型型ABSABS 戴维斯戴维斯MK 20MK 20—I ABSI ABS是戴维斯是戴维斯MK MK II ABSII ABS的换代产品，是目前世界上最的换代产品，是目前世界上最新一代新一代ABSABS产品 以桑塔纳以桑塔纳20002000GsiGsi轿车上装用的轿车上装用的MK20MK20—I ABSI ABS为例说明其结构特点为例说明其结构特点ABS结构与工作原理 1 1、、MK20MK20—I ABSI ABS结构特点结构特点 （（1 1）采用摸块式结构设计，将液压控制）采用摸块式结构设计，将液压控制单元（储液器、电动回液泵、电磁阀）与电子单元（储液器、电动回液泵、电磁阀）与电子控制单元集成于一体，使其结构更加紧凑。

控制单元集成于一体，使其结构更加紧凑 （（2 2）电磁阀线圈设置于控制单元内部，节）电磁阀线圈设置于控制单元内部，节省连接导线采用大功率集成电路直接驱动电省连接导线采用大功率集成电路直接驱动电磁阀及回液泵电机，省去了电磁阀继电器磁阀及回液泵电机，省去了电磁阀继电器ABS结构与工作原理 （（3 3）电子控制单元内部设有故障存储器，随车）电子控制单元内部设有故障存储器，随车带有故障诊断接口，借助诊断仪调取故障码可以很带有故障诊断接口，借助诊断仪调取故障码可以很方便地进行故障诊断方便地进行故障诊断 （（4 4））MK20MK20—I ABSI ABS采用四传感器、三通道控制采用四传感器、三通道控制系统，其控制原则是对两前轮进行独立控制，对两系统，其控制原则是对两前轮进行独立控制，对两后轮按低选原则一同控制后轮按低选原则一同控制 其目的是在于制动过程中确保后轮不会先于前其目的是在于制动过程中确保后轮不会先于前轮抱死，从而获得良好的制动稳定性轮抱死，从而获得良好的制动稳定性 ABS结构与工作原理 （二）主要组成与结构（二）主要组成与结构 1 1、轮速传感器、轮速传感器 桑塔纳桑塔纳20002000GsiGsi轿车上装用四个磁感应轮轿车上装用四个磁感应轮速传感器，每个轮速传感器均由传感器头和齿速传感器，每个轮速传感器均由传感器头和齿圈组成。

圈组成 前轮轮速传感器齿圈（前轮轮速传感器齿圈（4343个凸齿）镶嵌在个凸齿）镶嵌在制动盘后，随制动盘一同旋转，传感器头安装制动盘后，随制动盘一同旋转，传感器头安装在转向节上在转向节上 后轮轮速传感器齿圈（后轮轮速传感器齿圈（4343个凸齿）安装在个凸齿）安装在轮毂上，随轮毂一同旋转，传感器头则安装在轮毂上，随轮毂一同旋转，传感器头则安装在固定支架上固定支架上ABS结构与工作原理ABS结构与工作原理ABS结构与工作原理ABS结构与工作原理 2 2、控制模块、控制模块 控制模块由液压控制单元和电子控制单元组成控制模块由液压控制单元和电子控制单元组成 液压控制单元由储液器、电动回液泵、电磁阀等组液压控制单元由储液器、电动回液泵、电磁阀等组成 电子控制单元电子控制单元ECUECU中具有两个完全相同的微处理器，中具有两个完全相同的微处理器，它们按照同样的程序对输入信号进行计算处理，并将最它们按照同样的程序对输入信号进行计算处理，并将最终结果进行比较，一旦发现最终结果不一致，即判定自终结果进行比较，一旦发现最终结果不一致，即判定自身存在故障，它会自动关闭身存在故障，它会自动关闭ABSABS，，同时将仪表板上的同时将仪表板上的ABSABS警告灯点亮。

警告灯点亮ABS结构与工作原理ABS结构与工作原理 3 3、故障警示灯、故障警示灯 在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警示灯，一个是示灯，一个是ABSABS警示灯（警示灯（K47K47），），另一个是制动装另一个是制动装置警示灯（置警示灯（K118K118） 打开点火开关后打开点火开关后ABSABS警示灯亮约警示灯亮约2 2 S S熄灭，说明熄灭，说明自检结束的同时已启动自检结束的同时已启动ABSABS若若ABSABS警示灯常亮，说警示灯常亮，说明明ABSABS出现故障出现故障 （三）液压控制系统（三）液压控制系统 桑塔纳桑塔纳20002000GsiGsi轿车上采用的轿车上采用的MK20MK20—I ABSI ABS液压液压控制系统为对角线双回路控制系统控制系统为对角线双回路控制系统ABS结构与工作原理ABS结构与工作原理返回目录返回目录ABS结构与工作原理 五、五、 EBD EBD系统系统 电子控制制动力分配系统电子控制制动力分配系统(electronic control (electronic control brake-force distributionbrake-force distribution，，EBD)EBD)功能是辅助防抱死制动功能是辅助防抱死制动系统系统ABSABS完成最佳制动过程。

完成最佳制动过程 在在ABSABS的基础上添加限压阀、比例阀、感载比例阀或的基础上添加限压阀、比例阀、感载比例阀或减速度传感器比例阀等硬件装置，并编制相应的软件程序减速度传感器比例阀等硬件装置，并编制相应的软件程序即可实现制动力分配的最佳控制即可实现制动力分配的最佳控制 ABS结构与工作原理1. EBD1. EBD系统控制原理系统控制原理 由汽车理论可知，前、后轮制动器制动力具有固定比值的由汽车理论可知，前、后轮制动器制动力具有固定比值的汽车在制动过程中，为了防止后轴抱死发生危险的侧滑现象，汽车在制动过程中，为了防止后轴抱死发生危险的侧滑现象，汽车制动系实际的前、后轮制动器制动力分配线汽车制动系实际的前、后轮制动器制动力分配线(β(β线线) )应当控应当控制在理想的前、后轮制动器制动力分配曲线制在理想的前、后轮制动器制动力分配曲线(I(I曲线曲线) )的下方；的下方； 为了减少为了减少制动时前轮抱制动时前轮抱死而失去转向死而失去转向能力的机会并能力的机会并提高附着效率，提高附着效率，两线应当尽可两线应当尽可能靠近Fu2kN0 5 10 15 20 25 30 35I曲线曲线( (满载满载) )β曲线曲线( (满载满载) )I曲线曲线( (空载空载) )BABS结构与工作原理 同样，若按利用附着系数同样，若按利用附着系数 曲线图来考虑，为了防止后轮曲线图来考虑，为了防止后轮抱死并提高制动效率，前轴利用附着系数曲线应当控制在抱死并提高制动效率，前轴利用附着系数曲线应当控制在45°45°对角线上方，即控制在后轴利用附着系数对角线上方，即控制在后轴利用附着系数 曲线的上方，同时曲线的上方，同时还应尽可能靠近利用附着系数曲线。

还应尽可能靠近利用附着系数曲线 制动强度制动强度z/g0.39φ=z利用附着系数利用附着系数φφf(满载满载)φr(满载满载)φr(空载空载)0.2φf(空载空载)0.40.39（前轮先抱死）（前轮先抱死）ABS结构与工作原理 为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率，为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率，欧洲经济委员会欧洲经济委员会 (Economic Commission of Europe(Economic Commission of Europe，，ECE)ECE)制定制定了了ECE R13ECE R13制动法规，对双轴汽车前、后轮制动器的制动力提制动法规，对双轴汽车前、后轮制动器的制动力提出了明确的要求，我国汽车行业标准出了明确的要求，我国汽车行业标准ZBT 240007-1989ZBT 240007-1989也提出也提出了类似的要求了类似的要求 法规规定：对于利用附着系数法规规定：对于利用附着系数 φφ = 0.2= 0.2到到0.80.8之间的各种之间的各种车辆，要求制动强度车辆，要求制动强度 z z ≥ 0.1 + 0.85 (φ≥ 0.1 + 0.85 (φ －－ 0.2 )0.2 ) 对于最大总质量大于对于最大总质量大于3.5t3.5t的货车，当制动强度的货车，当制动强度z z为为0.15 0.15 到到 0.30.3之间时，每根轴的利用附着系数曲线位于之间时，每根轴的利用附着系数曲线位于φφ = = z z ± 0.08± 0.08的两条平行于理想附着系数直线的平行线之间。

的两条平行于理想附着系数直线的平行线之间ABS结构与工作原理 当制动强度当制动强度z z ≥ 0.3≥ 0.3时，若后轴的利用附着系数满足关系时，若后轴的利用附着系数满足关系式式z z ≥ 0.3 + 0.74 (φ≥ 0.3 + 0.74 (φ－－ 0.38 )0.38 )，即，即 则认为也满足了则认为也满足了法规的要求法规的要求 ABS结构与工作原理 但对轿车而言，当制动强度但对轿车而言，当制动强度z z为为0.30.3到到0.40.4之间时，在后轴之间时，在后轴利用附着系数曲线不超过直线利用附着系数曲线不超过直线φφ = = z z + 0.05+ 0.05的条件下，允许的条件下，允许后轴利用附着系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方，如图后轴利用附着系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方，如图所示 ABS结构与工作原理 对于具有固定比值的前、后制动器制动力的制动系特性，对于具有固定比值的前、后制动器制动力的制动系特性，其实际制动力分配曲线与理想的制动力分配曲线相差很大，制其实际制动力分配曲线与理想的制动力分配曲线相差很大，制动效率低，前轮可能因抱死而丧失转向能力，后轮也可能抱死动效率低，前轮可能因抱死而丧失转向能力，后轮也可能抱死而使汽车有发生后轴侧滑的危险。

而使汽车有发生后轴侧滑的危险 因此，现代汽车设有电控制动力分配程序因此，现代汽车设有电控制动力分配程序EBDEBD或比例阀、或比例阀、感载比例阀等制动力调节装置，根据制动强度、载荷等因素来感载比例阀等制动力调节装置，根据制动强度、载荷等因素来改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，满足制动法规的要求曲线，满足制动法规的要求 汽车装备设有汽车装备设有EBDEBD的的ABSABS之后，由于各车轮具有理想的制动之后，由于各车轮具有理想的制动力分配，因此能够进一步缩短汽车紧急制动时的制动距离和提力分配，因此能够进一步缩短汽车紧急制动时的制动距离和提高制动稳定性高制动稳定性 实际制动力分配曲线是兼顾制动稳定性和最短制动距离并实际制动力分配曲线是兼顾制动稳定性和最短制动距离并优先考虑稳定性的原则进行设计优先考虑稳定性的原则进行设计 ABS结构与工作原理 但是，制动力分配曲线实际转折点的选择是复杂的，但是，制动力分配曲线实际转折点的选择是复杂的，I I曲曲线是简单的直线制动情况，实际的制动工况会使线是简单的直线制动情况，实际的制动工况会使I I曲线发生改曲线发生改变，如发动机对制动的影响，转弯制动时左、右车轮载荷转移变，如发动机对制动的影响，转弯制动时左、右车轮载荷转移的影响等。

的影响等 所以，转折点的选择一般低于所以，转折点的选择一般低于I I曲线，以保证有一定的稳曲线，以保证有一定的稳定性的余地定性的余地 图图4.104.10所示为制动系统设有限压阀、比例阀、感载比例阀、所示为制动系统设有限压阀、比例阀、感载比例阀、感载射线阀与减速度传感比例阀的制动力分配曲线感载射线阀与减速度传感比例阀的制动力分配曲线 ABS结构与工作原理 所示为设置限压阀的制动力分配曲线，在其转折点后，后所示为设置限压阀的制动力分配曲线，在其转折点后，后轮液压不变是一水平线轮液压不变是一水平线 虽然分配线对空载基本是合适的，但是，仍有一小段是非虽然分配线对空载基本是合适的，但是，仍有一小段是非稳定区，且满载时效率偏低稳定区，且满载时效率偏低ABS结构与工作原理 图示为设置比例阀的制动力分配曲线，在其转折点后是一图示为设置比例阀的制动力分配曲线，在其转折点后是一条斜线，且与空载条斜线，且与空载I I曲线的交点曲线的交点( (即同步附着系数即同步附着系数) )超过了超过了0.820.82( (见见ECEECE法规法规) )，既消除了不稳定区又提高了制动效率；，既消除了不稳定区又提高了制动效率； 但是满载时转折点下移会增加与但是满载时转折点下移会增加与I I曲线的距离，降低制动曲线的距离，降低制动效率。

效率 ABS结构与工作原理 图示为设置感载比例阀的制动力分配曲线，满载时转折点图示为设置感载比例阀的制动力分配曲线，满载时转折点上移与满载上移与满载I I曲线靠近，提高了制动效率曲线靠近，提高了制动效率ABS结构与工作原理 图示为设置感载射线阀的制动力分配曲线图示为设置感载射线阀的制动力分配曲线ABS结构与工作原理 图示为根据图示为根据ECEECE法规要求计算得到的轿车制动力分配所要法规要求计算得到的轿车制动力分配所要求的范围求的范围 可见，采用减速度传感比例阀能够满足可见，采用减速度传感比例阀能够满足ECEECE法规要求法规要求 ABS结构与工作原理 2.EBD2.EBD系统基本组成及工作原理系统基本组成及工作原理 组成：电子制动力分配系统由转速传感器、电子控制器和组成：电子制动力分配系统由转速传感器、电子控制器和液压执行器三部分组成电磁感应式转速传感器安装在液压执行器三部分组成电磁感应式转速传感器安装在4 4个车个车轮上，检测车轮转速液压执行器主要由控制前、后轮压力的轮上，检测车轮转速。

液压执行器主要由控制前、后轮压力的常开阀、常闭阀和低压蓄能器组成低压蓄能器的作用是暂存常开阀、常闭阀和低压蓄能器组成低压蓄能器的作用是暂存降压时所排出的制动液系统原理图见下图降压时所排出的制动液系统原理图见下图ABS结构与工作原理 系统工作原理系统工作原理: : 轮速信号送至电子控制器，电子控制器轮速信号送至电子控制器，电子控制器根据这些信号计算汽车参考车速、车轮的转速及前后轮的滑根据这些信号计算汽车参考车速、车轮的转速及前后轮的滑移率之差，并按一定的控制规律向液压执行器中的电磁阀发移率之差，并按一定的控制规律向液压执行器中的电磁阀发出信号，对车轮实行保压、减压和加压的循环控制，使前、出信号，对车轮实行保压、减压和加压的循环控制，使前、后轮趋于同步抱死在制动结束后，制动踏板松开，制动主后轮趋于同步抱死在制动结束后，制动踏板松开，制动主缸内的制动压力为零此时，再次打开常闭阀，低压蓄能器缸内的制动压力为零此时，再次打开常闭阀，低压蓄能器中的制动液经常闭阀、常开阀返回制动主缸，低压蓄能器排中的制动液经常闭阀、常开阀返回制动主缸，低压蓄能器排空，为下一次电子制动力分配调节做好准备。

空，为下一次电子制动力分配调节做好准备ABS结构与工作原理 由图可见，当汽车载荷发生变化时，理想的前、后轮制动由图可见，当汽车载荷发生变化时，理想的前、后轮制动力分配关系会随之发生改变如果制动系统安装了机械式制动力分配关系会随之发生改变如果制动系统安装了机械式制动压力调节阀，虽然可以避免出现后轮先抱死，但制动力调节曲压力调节阀，虽然可以避免出现后轮先抱死，但制动力调节曲线与理想的制动力分配曲线相差较大，导致制动效率不高线与理想的制动力分配曲线相差较大，导致制动效率不高 如果制动系统安装了电子制动力分配系统，其制动力调节如果制动系统安装了电子制动力分配系统，其制动力调节曲线在各种载荷下均能与理想的制动力分配曲线靠近，获得较曲线在各种载荷下均能与理想的制动力分配曲线靠近，获得较高的制动效率高的制动效率ABS结构与工作原理4.2 ABS/ASR4.2 ABS/ASR系统结构组成系统结构组成 系统传感器系统传感器 对于对于ASRASR系统的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器，系统的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器，轮速传感器通常与轮速传感器通常与ABSABS系统共用，而节气门位置传感器与发动机电控系统共用，而节气门位置传感器与发动机电控燃油喷射系统共用。

燃油喷射系统共用 轮速传感器分类：轮速传感器分类：电磁式、霍尔式电磁式、霍尔式 轮速传感器的安装位置：轮速传感器的安装位置：(a) (a) 驱动车轮驱动车轮 (b) (b) 非驱动车轮非驱动车轮车速转速传感头在车轮上的安装车速转速传感头在车轮上的安装ABS结构与工作原理 传感头与齿圈之间的间隙很小，通常只有传感头与齿圈之间的间隙很小，通常只有0.5mm0.5mm到到1mm1mm左右，左右，多数车轮转速传感器的间隙是不可调的多数车轮转速传感器的间隙是不可调的ABS结构与工作原理 电子线路原理：电子线路原理：其工作电压为其工作电压为8V8V到到15V15V，负载电流为，负载电流为100mA100mA，工作频率为，工作频率为20kHz20kHz，输出信号电压幅值为，输出信号电压幅值为7V7V到到14V14VABS结构与工作原理。