汽车电子电气第11章汽车行驶安全性控制系统.pdf

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1、汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统汽车行驶安全性控制系统第十一章第十一章第十一章第十一章主要内容主要内容主要内容主要内容n n11.1 11.1 汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统n n11.2 11.2 汽车电子制动系统（汽车电子制动系统（汽车电子制动系统（汽车电子制动系统（EBSEBS）n n11.3 11.3 汽车防汽车防汽车防汽车防/避撞控制系统避撞控制系统避撞控制系统避撞控制系统n n11.4 11.4 安全气囊和安全带安全气囊和安全带安全气囊和安全带安全气囊和安全带n n11.5 11.5 汽车行驶记录系统简介汽车行驶记

2、录系统简介汽车行驶记录系统简介汽车行驶记录系统简介11.1 11.1 汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统n nABSABS和和和和ASRASR汽车防抱死制动系统（汽车防抱死制动系统（汽车防抱死制动系统（汽车防抱死制动系统（AntiAnti-lock Braking lock Braking SystemSystem，缩写，缩写，缩写，缩写ABSABS）是汽车的一种主动安全装）是汽车的一种主动安全装）是汽车的一种主动安全装）是汽车的一种主动安全装置，附加于原来的制动系统。置，附加于原来的制动系统。置，附加于原来的制动系统。置，附加于原来的制动系统。汽车驱动防滑系统（

3、汽车驱动防滑系统（汽车驱动防滑系统（汽车驱动防滑系统（ASRASR）是）是）是）是ABSABS的延伸，也是的延伸，也是的延伸，也是的延伸，也是对对对对ABSABS的完善和补充。的完善和补充。的完善和补充。的完善和补充。11.1.1 11.1.1 汽车防抱死制动系统（汽车防抱死制动系统（汽车防抱死制动系统（汽车防抱死制动系统（ABSABS）ABSABS在任何情况下都能使紧急制动的车轮保持在在任何情况下都能使紧急制动的车轮保持在在任何情况下都能使紧急制动的车轮保持在在任何情况下都能使紧急制动的车轮保持在最佳的制动状态，获得最佳的制动效果。最佳的制动状态，获得最佳的制动效果。最佳的制动状态，获得最佳

4、的制动效果。最佳的制动状态，获得最佳的制动效果。具有以下优点：具有以下优点：具有以下优点：具有以下优点：（1 1）保持汽车制动时的方向稳定性。）保持汽车制动时的方向稳定性。）保持汽车制动时的方向稳定性。）保持汽车制动时的方向稳定性。（2 2）保持汽车制动时的转向能力。）保持汽车制动时的转向能力。）保持汽车制动时的转向能力。）保持汽车制动时的转向能力。（3 3）缩）缩短短制动制动距离距离。）缩）缩短短制动制动距离距离。（4 4）减少减少制动时轮制动时轮胎胎的的磨损磨损，）减少减少制动时轮制动时轮胎胎的的磨损磨损，ABSABS能防能防止止轮轮胎胎在制在制能防能防止止轮轮胎胎在制在制动动过程中产生剧

5、烈地拖痕过程中产生剧烈地拖痕，提高提高轮轮胎胎使使用寿命用寿命。动动过程中产生剧烈地拖痕过程中产生剧烈地拖痕，提高提高轮轮胎胎使使用寿命用寿命。（5 5）减少驾减少驾驶驶员员的的疲劳强度疲劳强度（特别特别是汽车制动时的是汽车制动时的）减少驾减少驾驶驶员员的的疲劳强度疲劳强度（特别特别是汽车制动时的是汽车制动时的紧紧张张情情绪绪）。）。紧紧张张情情绪绪）。）。1.1.汽车汽车汽车汽车ABSABS的的理论依据理论依据的的理论依据理论依据在在驾驾驶驶员、员、汽车和汽车和环境三者所组成环境三者所组成的的闭环闭环控制系控制系在在驾驾驶驶员、员、汽车和汽车和环境三者所组成环境三者所组成的的闭环闭环控制系控

6、制系统统中中，汽车，汽车与路面之间与路面之间的的联联系是轮系是轮胎与路面之间胎与路面之间的的统统中中，汽车，汽车与路面之间与路面之间的的联联系是轮系是轮胎与路面之间胎与路面之间的的作用作用力。力。作用作用力。力。轮轮胎与路面之间胎与路面之间的附的附着着力力遵循摩擦遵循摩擦定定律律，附，附着着力力轮轮胎与路面之间胎与路面之间的附的附着着力力遵循摩擦遵循摩擦定定律律，附，附着着力力取决取决于于其间其间的的垂直载荷垂直载荷和附和附着着系系数数，其关其关系系如如下：下：取决取决于于其间其间的的垂直载荷垂直载荷和附和附着着系系数数，其关其关系系如如下：下：F F=F=FN N(11(11-1)1)式中式

7、中式中式中 F F轮轮胎与路面间胎与路面间的附的附着着力，力，单位为单位为轮轮胎与路面间胎与路面间的附的附着着力，力，单位为单位为NN；F FN N 轮轮胎与路面间胎与路面间的的垂直载荷垂直载荷，单位为单位为轮轮胎与路面间胎与路面间的的垂直载荷垂直载荷，单位为单位为NN；轮轮胎与路面间胎与路面间的附的附着着系系数数。轮轮胎与路面间胎与路面间的附的附着着系系数数。由式由式（由式由式（1111-1 1）可知可知，要，要提高地面提高地面制动力，制动力，）可知可知，要，要提高地面提高地面制动力，制动力，改改善汽车的制动效果，善汽车的制动效果，则须提高路面则须提高路面附附着着系系改改善汽车的制动效果，善

8、汽车的制动效果，则须提高路面则须提高路面附附着着系系数数。由由于汽车行驶于汽车行驶过程中过程中的制动，的制动，其路面其路面附附着着数数。由由于汽车行驶于汽车行驶过程中过程中的制动，的制动，其路面其路面附附着着系系数并非数并非是一是一个常数个常数，它它是一是一个与个与车轮滑车轮滑移程移程系系数并非数并非是一是一个常数个常数，它它是一是一个与个与车轮滑车轮滑移程移程度即度即滑滑移率移率有有关关的的变量变量。滑。滑移即为移即为汽车制动汽车制动度即度即滑滑移率移率有有关关的的变量变量。滑。滑移即为移即为汽车制动汽车制动时，时，出现出现车轮车轮速度小速度小于汽车车于汽车车身身速度速度而导致而导致车车时，

9、时，出现出现车轮车轮速度小速度小于汽车车于汽车车身身速度速度而导致而导致车车轮轮既滚既滚动动又又滑动的滑动的现现象象。轮轮既滚既滚动动又又滑动的滑动的现现象象。车轮的滑车轮的滑移率移率定定义义为为：车轮的滑车轮的滑移率移率定定义义为为：%100)1(%100)1(%100=VVVVVRVVVVV式中式中式中式中 VVV V汽车行驶（汽车行驶（平平移移）的）的瞬瞬时时速度；速度；汽车行驶（汽车行驶（平平移移）的）的瞬瞬时时速度；速度；VV车轮的车轮的瞬瞬时时线线速度；速度；车轮的车轮的瞬瞬时时线线速度；速度；车轮车轮旋旋转的转的角角速度；速度；车轮车轮旋旋转的转的角角速度；速度；RR车轮有效车轮

10、有效滚滚动动半径半径。车轮有效车轮有效滚滚动动半径半径。（11-2）汽车制动效能的汽车制动效能的高高低低也主要也主要反映反映在对在对地面地面最最大大附附着着系系汽车制动效能的汽车制动效能的高高低低也主要也主要反映反映在对在对地面地面最最大大附附着着系系数数的的利利用率用率上上。附。附着着系系数与数与滑滑移率之间移率之间的的变变化化关关系系如如数数的的利利用率用率上上。附。附着着系系数与数与滑滑移率之间移率之间的的变变化化关关系系如如图图图图1111-1 1所所示示。所所示示。附附着着系系数与数与滑滑移率移率的的关关系系随随路面路面的性的性质质和状况和状况不同而不同而附附着着系系数与数与滑滑移率

11、移率的的关关系系随随路面路面的性的性质质和状况和状况不同而不同而不尽相同不尽相同，图图不尽相同不尽相同，图图1111-2 2所所示示为为几几种种典型典型路面路面附附着着系系数数随随滑滑所所示示为为几几种种典型典型路面路面附附着着系系数数随随滑滑移率变移率变化化的的曲线曲线。移率变移率变化化的的曲线曲线。2.2.汽车汽车汽车汽车ABSABS的结构组成、工作原理与分类的结构组成、工作原理与分类的结构组成、工作原理与分类的结构组成、工作原理与分类(1)(1)汽车汽车汽车汽车ABSABS的的结构结构组成与组成与控制控制部件部件的安装的安装位位置置的的结构结构组成与组成与控制控制部件部件的安装的安装位位

12、置置目前目前，目前目前，ABSABS的的形形式与式与结构不尽相同结构不尽相同，一，一般般来来说说它它的的形形式与式与结构不尽相同结构不尽相同，一，一般般来来说说它它都是在都是在常常规规制动装置的制动装置的基础上基础上，增设增设车轮车轮速度速度传感传感都是在都是在常常规规制动装置的制动装置的基础上基础上，增设增设车轮车轮速度速度传感传感器器、电子控制电子控制单单元元（器器、电子控制电子控制单单元元（ECUECU）、制动制动压压力力调节器调节器和和）、制动制动压压力力调节器调节器和和ABSABS警告灯等构警告灯等构成成。警告灯等构警告灯等构成成。ABSABS的的结构结构组成如组成如图图的的结构结构

13、组成如组成如图图1111-3 3所所示示。所所示示。ABSABS控制控制部件部件的安装的安装位位置置如如图图控制控制部件部件的安装的安装位位置置如如图图1111-4 4所所示示。所所示示。左前轮速度传感器 右前轮速度传感器 左后轮速度传感器 右后轮速度传感器 电子控制单元（ECU）液压控制单元(液压调节器)故障指示灯 自诊断系统 图 11-5 ABS 系统及基本输入、输出信号 ABS ECUABS ECU与与基本输入基本输入与与基本输入基本输入/输输出出信号信号如如图图输输出出信号信号如如图图1111-5 5所所示示。所所示示。n n车轮转车轮转速速传感器传感器车轮转车轮转速速传感器传感器车轮

14、车轮速度速度传感器通传感器通常常是电是电磁感应磁感应式式转转速速传感器传感器，目前目前车轮车轮速度速度传感器通传感器通常常是电是电磁感应磁感应式式转转速速传感器传感器，目前目前也有也有霍尔霍尔效效应应式式车轮转车轮转速速传感器传感器。功功用用是是检测检测车轮的车轮的也有也有霍尔霍尔效效应应式式车轮转车轮转速速传感器传感器。功功用用是是检测检测车轮的车轮的转转速并速并把把速度速度信号送到信号送到转转速并速并把把速度速度信号送到信号送到ECUECU。它它安装在安装在随随车轮车轮或或驱动驱动它它安装在安装在随随车轮车轮或或驱动驱动轴旋轴旋转的转的齿圈处齿圈处，并与并与轴旋轴旋转的转的齿圈处齿圈处，并

15、与并与齿圈齿圈对对准准，如如图图齿圈齿圈对对准准，如如图图1111-6 6所所示示。所所示示。n n电电磁感应磁感应式式车轮转车轮转速速传感器传感器电电磁感应磁感应式式车轮转车轮转速速传感器传感器n nA.A.两两种安装种安装形形式式两两种安装种安装形形式式n nB.B.电电磁感应头磁感应头的的组成组成部分部分电电磁感应头磁感应头的的组成组成部分部分由由永磁铁永磁铁、磁极磁极和和线圈线圈组成组成。传感器齿圈传感器齿圈是是由由磁阻磁阻由由永磁铁永磁铁、磁极磁极和和线圈线圈组成组成。传感器齿圈传感器齿圈是是由由磁阻磁阻较较小小的的铁磁铁磁性性材料材料组成组成，其其基本结构基本结构如如图图较较小小的

16、的铁磁铁磁性性材料材料组成组成，其其基本结构基本结构如如图图1111-9 9所所所所示示。示示。n n霍尔传感器霍尔传感器霍尔传感器霍尔传感器霍尔霍尔效效应应式式车轮转车轮转速速传感器传感器的的基本基本原原理如理如图图霍尔霍尔效效应应式式车轮转车轮转速速传感器传感器的的基本基本原原理如理如图图1111-1010所所示示。永磁铁永磁铁的的磁磁力力线穿线穿过过霍尔元件霍尔元件，通通向向齿齿所所示示。永磁铁永磁铁的的磁磁力力线穿线穿过过霍尔元件霍尔元件，通通向向齿齿轮，轮，这这时时齿齿轮的轮的作用作用相相当当于一于一个个集集磁器磁器。当当齿齿轮轮处处轮，轮，这这时时齿齿轮的轮的作用作用相相当当于一于

17、一个个集集磁器磁器。当当齿齿轮轮处处于于图图于于图图1111-10a10a状态时，状态时，磁磁力力线分线分散散，穿穿过过霍尔元件霍尔元件状态时，状态时，磁磁力力线分线分散散，穿穿过过霍尔元件霍尔元件的的磁磁场场相相对对较较弱弱。当当齿齿轮轮处处于于图图的的磁磁场场相相对对较较弱弱。当当齿齿轮轮处处于于图图1111-10b10b状态时，状态时，状态时，状态时，磁磁力力线线密集密集，穿穿过过霍尔元件霍尔元件的的磁磁场场较较强强，引起引起霍尔霍尔磁磁力力线线密集密集，穿穿过过霍尔元件霍尔元件的的磁磁场场较较强强，引起引起霍尔霍尔电电压压的的变变化化。电电压压的的变变化化。通通过过齿齿轮的轮的运运动，

18、动，霍尔元件输霍尔元件输出出通通过过齿齿轮的轮的运运动，动，霍尔元件输霍尔元件输出出mVmV级级的的准准正弦波正弦波电电级级的的准准正弦波正弦波电电压压。若若要要将将它变它变换换成成标标准准压压。若若要要将将它变它变换换成成标标准准TTLTTL脉冲脉冲电电压压，需需通通过过放放脉冲脉冲电电压压，需需通通过过放放大大、整整形形电电路路来来实实现现。经放经放大大整整形形后后的转的转速速信号信号波波形形大大、整整形形电电路路来来实实现现。经放经放大大整整形形后后的转的转速速信号信号波波形形如如图图如如图图1111-1111所所示示。所所示示。n n减速度减速度传感器传感器减速度减速度传感器传感器减速

19、度减速度传感器传感器（也（也称称减速度减速度传感器传感器（也（也称称GG传感器传感器）能）能测测出出汽车汽车传感器传感器）能）能测测出出汽车汽车制动时的制动时的减速度减速度，识识别别是是否否为为雪雪路、路、冰冰路路等等制动时的制动时的减速度减速度，识识别别是是否否为为雪雪路、路、冰冰路路等等易易滑滑路面路面。易易滑滑路面路面。目前目前使使用用的的减速度减速度传感器传感器有：有：目前目前使使用用的的减速度减速度传感器传感器有：有：差差动动变变压器压器式式传感器传感器差差动动变变压器压器式式传感器传感器水银开水银开关式关式传感器传感器水银开水银开关式关式传感器传感器光光电电式式传感器传感器光光电电

20、式式传感器传感器n n差差动动变变压器压器式式传感器传感器差差动动变变压器压器式式传感器传感器差差动动变变压器压器式式传感器通传感器通常常是是利利用用差差动动变变压器压器差差动动变变压器压器式式传感器通传感器通常常是是利利用用差差动动变变压器压器获得获得减速度减速度信号信号，其其动动作作原原理如理如图图获得获得减速度减速度信号信号，其其动动作作原原理如理如图图1111-1212、1111-1313所所示示。所所示示。汽车在汽车在正正常常行使时，行使时，差差动动变变压器线圈压器线圈内的内的铁铁汽车在汽车在正正常常行使时，行使时，差差动动变变压器线圈压器线圈内的内的铁铁芯芯处处于于线圈线圈中中部部

21、位位置，置，当当汽车制动汽车制动减速减速时，时，芯芯处处于于线圈线圈中中部部位位置，置，当当汽车制动汽车制动减速减速时，时，铁铁芯受惯芯受惯性力（性力（其其惯惯性力性力与与汽车的加汽车的加、减速、减速铁铁芯受惯芯受惯性力（性力（其其惯惯性力性力与与汽车的加汽车的加、减速、减速度度的的大大小成小成正比正比，而而方向方向相反相反）作用作用前前后后移移度度的的大大小成小成正比正比，而而方向方向相反相反）作用作用前前后后移移动，动，从从而而使使差差动动变变压器线圈压器线圈内的内的感应感应电电流发流发动，动，从从而而使使差差动动变变压器线圈压器线圈内的内的感应感应电电流发流发生变生变化化，转，转换换为为

22、电电压压作为作为输输出出信号信号。惯惯性力性力生变生变化化，转，转换换为为电电压压作为作为输输出出信号信号。惯惯性力性力不同不同，铁铁芯芯在在线圈线圈内内所所处处的的位位置置随随之之不同不同，不同不同，铁铁芯芯在在线圈线圈内内所所处处的的位位置置随随之之不同不同，输输出出电电压信号压信号值值的的大大小小也也不同不同。输输出出电电压信号压信号值值的的大大小小也也不同不同。n n水银开水银开关式关式传感器传感器水银开水银开关式关式传感器传感器图图图图1111-1414所所示示是是采采用用水银开水银开关关的的所所示示是是采采用用水银开水银开关关的的GG传感传感传感传感器器的的剖剖面面图图。如如器器的

23、的剖剖面面图图。如如AA-AA剖剖面所面所示示，水银开水银开关关剖剖面所面所示示，水银开水银开关关与与水水平平面面有一定的有一定的夹夹角角，汽车，汽车处处于于水水平平位位与与水水平平面面有一定的有一定的夹夹角角，汽车，汽车处处于于水水平平位位置时置时开开关关处处在在置时置时开开关关处处在在“开开开开”状态。状态。可可识识别出路面别出路面的的状态。状态。可可识识别出路面别出路面的的附附 着着 系系 数数 信信 息息并并 传送 到传送 到电子控 制电子控 制单单元元附附 着着 系系 数数 信信 息息并并 传送 到传送 到电子控 制电子控 制单单元元（ECUECU）。）。）。）。n n光光电电式式传

24、感器传感器光光电电式式传感器传感器光光电电式减速度式减速度传感器传感器由由两两只发光二只发光二极极管管光光电电式减速度式减速度传感器传感器由由两两只发光二只发光二极极管管LEDLED、两两只光只光电电三三极极管管、一一块透光板块透光板和和信号处信号处理理电电路路等等组组两两只光只光电电三三极极管管、一一块透光板块透光板和和信号处信号处理理电电路路等等组组成成，结构结构如如图图成成，结构结构如如图图1111-15a15a所所示示。所所示示。另外还另外还有有采采用用霍尔元件霍尔元件的的模拟模拟方方式式的的另外还另外还有有采采用用霍尔元件霍尔元件的的模拟模拟方方式式的的GG传感传感传感传感器器。器器

25、。n n电子控制电子控制单单元元（电子控制电子控制单单元元（ECUECU）ECUECU是是是是ABSABS的控制的控制中中枢枢，其作用其作用是是接受接受的控制的控制中中枢枢，其作用其作用是是接受接受从各从各个个车轮车轮速度速度传感器送传感器送来的来的信号信号，经整经整形形从各从各个个车轮车轮速度速度传感器送传感器送来的来的信号信号，经整经整形形放放大大变变换换为为同同频频率率的方的方波脉冲波脉冲信号信号，经计算经计算放放大大变变换换为为同同频频率率的方的方波脉冲波脉冲信号信号，经计算经计算电电路路计算计算汽车汽车参考参考车车速、速、各各车轮车轮速度速度和和减速减速电电路路计算计算汽车汽车参考参

26、考车车速、速、各各车轮车轮速度速度和和减速减速度度（或或加加速度速度），），并并对对计算计算结结果果与与设设定的定的基基度度（或或加加速度速度），），并并对对计算计算结结果果与与设设定的定的基基准准值值加以加以比比较较，发发出出控制控制指令指令信号信号，经经功功率率准准值值加以加以比比较较，发发出出控制控制指令指令信号信号，经经功功率率放放大器大器放放大大，控制制动，控制制动压压力力调节器调节器的电的电磁磁阀阀放放大器大器放放大大，控制制动，控制制动压压力力调节器调节器的电的电磁磁阀阀动动作作，从从而调节而调节制动制动压压力。力。动动作作，从从而调节而调节制动制动压压力。力。n n制动制动压压

27、力力调节调节装置装置制动制动压压力力调节调节装置装置制动制动压压力力调节调节装置种装置种类类较较多多，其其结构结构和和工工作作原原理理制动制动压压力力调节调节装置种装置种类类较较多多，其其结构结构和和工工作作原原理理也有也有较大较大的的差异差异。可可以以根根据据动力来动力来源源、调压调压方方式式或或总总也有也有较大较大的的差异差异。可可以以根根据据动力来动力来源源、调压调压方方式式或或总总体体结构结构进进行行分分类类。主要介。主要介绍液绍液压压式式制动制动压压力力调节器调节器。体体结构结构进进行行分分类类。主要介。主要介绍液绍液压压式式制动制动压压力力调节器调节器。液液压压式式制动制动压压力力

28、调节器调节器主要主要用用于于小小轿轿车和车和轻轻型型载载液液压压式式制动制动压压力力调节器调节器主要主要用用于于小小轿轿车和车和轻轻型型载载货货车，气车，气压压式式制动制动压压力力调节器调节器主要主要用用于于大型大型客客车和车和载载货货车，气车，气压压式式制动制动压压力力调节器调节器主要主要用用于于大型大型客客车和车和载载重重车。车。液液压压式式制动制动压压力力调节器通调节器通常常配配置于制动主置于制动主缸缸和和重重车。车。液液压压式式制动制动压压力力调节器通调节器通常常配配置于制动主置于制动主缸缸和和车轮制动车轮制动缸缸之间之间，其作用其作用是是接受从接受从车轮制动车轮制动缸缸之间之间，其作

29、用其作用是是接受从接受从ECUECU的控制的控制命命令令，的控制的控制命命令令，驱动电驱动电磁磁阀阀或或电电机机，直直接接或或间间接接地地调节调节制动制动压压力。力。驱动电驱动电磁磁阀阀或或电电机机，直直接接或或间间接接地地调节调节制动制动压压力。力。n n液液压压式式（液液压压式式（ABS/ASRABS/ASR）制动）制动调节调节装置主要装置主要）制动）制动调节调节装置主要装置主要由由电电磁磁阀阀、电动电动泵泵、储液储液器等元件构器等元件构成成。由由电电磁磁阀阀、电动电动泵泵、储液储液器等元件构器等元件构成成。电电磁磁阀阀电电磁磁阀阀主要有主要有二二位位二二通通电电磁磁阀阀、二二位三位三通通

30、电电磁磁阀阀、主要有主要有二二位位二二通通电电磁磁阀阀、二二位三位三通通电电磁磁阀阀、三位三三位三通通电电磁磁阀阀。三位三三位三通通电电磁磁阀阀。n nA.A.二二位位二二通通电电磁磁阀阀二二位位二二通通电电磁磁阀阀电电磁磁阀阀在电在电磁线圈磁线圈中中没没有电有电流流通通过过时时处处于于开启开启状态，状态，故称故称为为二二位位二二通通常常开开电电磁磁阀阀。n nB.B.二二位三位三通通电电磁磁阀阀二二位三位三通通电电磁磁阀阀二二位三位三通通电电磁磁阀阀中中衔衔铁铁只只有有两两个个动动作位作位置，置，即即一一个位个位置是电置是电磁线圈磁线圈的的断断电电位位置（置（图图11-19中所中所示示位位置

31、），置），另另一一个个是是电电磁线圈磁线圈的的通通电电位位置，置，工工作作时时二二位三位三通通电电磁磁阀阀穿穿梭梭于于两两个位个位置，置，只只要要ECU控制控制线圈线圈电电流流通通断断的的占空占空比比，就就可可实实现现制动制动压压力的力的三三态态调调整整。n nC.C.三位三三位三通通电电磁磁阀阀三位三三位三通通电电磁磁阀阀有有三个三个液液压压孔孔和和三三种种工工作作有有三个三个液液压压孔孔和和三三种种工工作作状态。状态。它它在制动主在制动主缸缸、制制状态。状态。它它在制动主在制动主缸缸、制制动轮动轮缸缸和制动和制动液液回回路之间路之间动轮动轮缸缸和制动和制动液液回回路之间路之间建立建立联联系

32、，系，实实现现制动制动液液压压建立建立联联系，系，实实现现制动制动液液压压力力升升高、高、压压力保持和力保持和压压力力降降低低的主要的主要功功能，能，其其动动作如作如力力升升高、高、压压力保持和力保持和压压力力降降低低的主要的主要功功能，能，其其动动作如作如图图图图1111-2121所所示示。所所示示。n n电动电动泵泵电动电动泵泵由由永磁永磁式直式直流流电动电动机机与与柱塞柱塞泵泵组成组成。电动。电动机机由由永磁永磁式直式直流流电动电动机机与与柱塞柱塞泵泵组成组成。电动。电动机机根根据据根根据据ABS ECUABS ECU的控制的控制指令指令，通通过过凸凸轮驱动轮驱动的控制的控制指令指令，通

33、通过过凸凸轮驱动轮驱动柱塞柱塞在在泵泵套套内内上上、下下运运动动而而产生产生压压力。力。柱塞柱塞在在泵泵套套内内上上、下下运运动动而而产生产生压压力。力。n n储液储液器器储液储液器器储液储液器器可可根根据其据其压压力力范围范围分分为为低压低压储液储液器器和和高高压压储液储液器器可可根根据其据其压压力力范围范围分分为为低压低压储液储液器器和和高高压压储液储液器器，分分别与别与不同型不同型式式的制动的制动压压力力调节器调节器配配用用。为为储液储液器器，分分别与别与不同型不同型式式的制动的制动压压力力调节器调节器配配用用。为为了区了区分分这这两两种种储液储液器器，一，一般般将将高高压压储液储液器器

34、称称为为储储能能了区了区分分这这两两种种储液储液器器，一，一般般将将高高压压储液储液器器称称为为储储能能器器，而而将将低压低压储液储液器器称称为为储液储液器器。低压低压储液储液器器主要主要用用器器，而而将将低压低压储液储液器器称称为为储液储液器器。低压低压储液储液器器主要主要用用于于于于ABSABS减减压压过程中过程中从从制动制动分分泵流泵流回回的制动的制动液液，同同时时衰衰减减压压过程中过程中从从制动制动分分泵流泵流回回的制动的制动液液，同同时时衰衰减减汇汇流流制动制动液液的的压压力力波波动。动。高高压压储液储液器通器通常用常用于于储储存存减减汇汇流流制动制动液液的的压压力力波波动。动。高高

35、压压储液储液器通器通常用常用于于储储存存制动时制动时所所需需的的高高压压制动制动液液。制动时制动时所所需需的的高高压压制动制动液液。电动电动泵泵的的运运动动与与储储能能器器的的关关系系如如图图电动电动泵泵的的运运动动与与储储能能器器的的关关系系如如图图1111-2222所所所所示示。示示。(2)ABS(2)ABS工工作作原原理理工工作作原原理理汽车汽车汽车汽车ABSABS工工作作原原理与理与工工作过程作过程通通过如过如图图工工作作原原理与理与工工作过程作过程通通过如过如图图1111-2323所所所所示示。示示。n n普普通通制动（制动（普普通通制动（制动（ABSABS系统系统不不工工作作状态）

36、状态）系统系统不不工工作作状态）状态）在制动力在制动力较较小、小、车轮车轮未未出现出现滑滑移移或或车车速速较低较低时，时，在制动力在制动力较较小、小、车轮车轮未未出现出现滑滑移移或或车车速速较低较低时，时，ABSABS系统系统处处于于不不工工作作状态，状态，即即系统系统处处于于不不工工作作状态，状态，即即ABSABS的的的的ECUECU无无指令指令给给液液无无指令指令给给液液压调节器压调节器的电的电磁线圈磁线圈，阀体阀体在在回回位位弹簧弹簧力的力的作用作用下，下，压调节器压调节器的电的电磁线圈磁线圈，阀体阀体在在回回位位弹簧弹簧力的力的作用作用下，下，打打开开打打开开AA孔孔，关闭关闭孔孔，关

37、闭关闭B B孔孔，来，来自自主主缸缸的制动的制动液液通通过过孔孔，来，来自自主主缸缸的制动的制动液液通通过过AA孔孔、孔孔、B B孔孔进进入入轮轮缸缸，产生产生制动效果制动效果；解除解除制动时，轮制动时，轮缸缸的制的制孔孔进进入入轮轮缸缸，产生产生制动效果制动效果；解除解除制动时，轮制动时，轮缸缸的制的制动动液经液经动动液经液经B B孔孔、孔孔、AA孔及孔及单单向向阀流阀流回回主主缸缸。此此时电动时电动泵泵的电的电孔及孔及单单向向阀流阀流回回主主缸缸。此此时电动时电动泵泵的电的电动动机机也也处处于于不不工工作作状态。状态。动动机机也也处处于于不不工工作作状态。状态。n n紧急制动（紧急制动（紧

38、急制动（紧急制动（ABSABS系统系统工工作作）系统系统工工作作）1 1）减减压压状态状态）减减压压状态状态当当车轮要抱死时，车轮要抱死时，当当车轮要抱死时，车轮要抱死时，ABSABS的的的的ECUECU发发出出控制控制指令指令，给给发发出出控制控制指令指令，给给液液压调节器压调节器的电的电磁线圈磁线圈提提供供较大较大电电流流，电，电磁线圈磁线圈产生产生液液压调节器压调节器的电的电磁线圈磁线圈提提供供较大较大电电流流，电，电磁线圈磁线圈产生产生强强磁磁吸吸力力吸吸引阀体引阀体，阀体阀体克服回克服回位位弹簧弹簧力力将将强强磁磁吸吸力力吸吸引阀体引阀体，阀体阀体克服回克服回位位弹簧弹簧力力将将AA

39、孔孔关闭关闭，孔孔关闭关闭，切断了切断了主主缸缸的的进液进液通通路路。同同时时打打开开切断了切断了主主缸缸的的进液进液通通路路。同同时时打打开开C C孔孔，轮，轮缸缸内的制动内的制动孔孔，轮，轮缸缸内的制动内的制动液从液从液从液从B B孔孔经经孔孔经经C C孔孔进进入入储液储液器器，电动，电动泵泵在在这这时也时也接受接受孔孔进进入入储液储液器器，电动，电动泵泵在在这这时也时也接受接受ABSABS的的的的ECUECU的的指令开指令开始始运运转，转，将储液将储液器器中中的制动的制动液泵液泵回回主主的的指令开指令开始始运运转，转，将储液将储液器器中中的制动的制动液泵液泵回回主主缸缸，由由于轮于轮缸缸

40、制动制动液经液经上上述回述回路路返回返回主主缸缸，压压力下力下缸缸，由由于轮于轮缸缸制动制动液经液经上上述回述回路路返回返回主主缸缸，压压力下力下降降，防，防止止车轮抱死，车轮抱死，至至于于液液压压降降低低的的程度程度，由由降降，防，防止止车轮抱死，车轮抱死，至至于于液液压压降降低低的的程度程度，由由ABSABS的的的的ECUECU根根据据车轮车轮速度速度传感器传感器的的信号信号进进行控制。行控制。根根据据车轮车轮速度速度传感器传感器的的信号信号进进行控制。行控制。2 2）保持状态）保持状态）保持状态）保持状态轮轮缸缸减减压压后后，如如果车轮果车轮处处于最佳滑于最佳滑移率移率的的范围范围之之轮

41、轮缸缸减减压压后后，如如果车轮果车轮处处于最佳滑于最佳滑移率移率的的范围范围之之内，内，内，内，ABSABS的的的的ECUECU会会根根据据传感器传感器的的信号信号，发发出出相应相应指指会会根根据据传感器传感器的的信号信号，发发出出相应相应指指令令，使，使液液压调节器压调节器的电的电磁线圈通较磁线圈通较小小的电的电流流，使，使阀阀令令，使，使液液压调节器压调节器的电的电磁线圈通较磁线圈通较小小的电的电流流，使，使阀阀体体保持在保持在中间位中间位置，置，此此时时正正好好是是关闭关闭体体保持在保持在中间位中间位置，置，此此时时正正好好是是关闭关闭AA孔孔和和孔孔和和C C孔孔，使，使孔孔，使，使轮

42、轮缸缸处处于保持于保持压压力状态。力状态。轮轮缸缸处处于保持于保持压压力状态。力状态。3 3）增压增压状态状态）增压增压状态状态当当车轮制动车轮制动器器制动力制动力不不足足时，时，通通过过车轮车轮速度速度传感传感当当车轮制动车轮制动器器制动力制动力不不足足时，时，通通过过车轮车轮速度速度传感传感器检测信号器检测信号，器检测信号器检测信号，ABSABS的的的的ECUECU便停便停止止向向液液压调节器压调节器的电的电便停便停止止向向液液压调节器压调节器的电的电磁线圈磁线圈供供电，电，阀体阀体在在弹簧弹簧力力作用作用下下回回位位打打开开磁线圈磁线圈供供电，电，阀体阀体在在弹簧弹簧力力作用作用下下回回

43、位位打打开开AA孔孔，孔孔，关闭关闭关闭关闭C C孔孔，主，主管管路中路中的的高高压压制动制动液液便便可可通通过过孔孔，主，主管管路中路中的的高高压压制动制动液液便便可可通通过过AA孔孔、孔孔、B B孔孔到到达达轮轮缸缸，使，使其其轮轮缸液缸液压压升升高高，加，加大大制动力。制动力。孔孔到到达达轮轮缸缸，使，使其其轮轮缸液缸液压压升升高高，加，加大大制动力。制动力。(3)(3)汽车汽车汽车汽车ABSABS的的分分类类的的分分类类A.A.按按系统系统构构造造分分类类按按系统系统构构造造分分类类根根据据制动制动压压力力调节器调节器与与制动制动总泵总泵的的结构结构关关系系分分为为根根据据制动制动压压

44、力力调节器调节器与与制动制动总泵总泵的的结构结构关关系系分分为为分分离式离式和和整体整体式式分分离式离式和和整体整体式式（也（也称称（也（也称称ATEATE式式）两大两大类类。式式）两大两大类类。分分离式离式分分离式离式ABSABS中中的制动的制动压压力力调节器调节器自自成成一一体体，通通过过中中的制动的制动压压力力调节器调节器自自成成一一体体，通通过过制动制动管管路与路与制动制动总泵总泵和制动轮和制动轮缸缸相相连连，具有，具有很很强强的的布布制动制动管管路与路与制动制动总泵总泵和制动轮和制动轮缸缸相相连连，具有，具有很很强强的的布布置置灵活灵活性，性，更适合更适合于于将将置置灵活灵活性，性，

45、更适合更适合于于将将ABSABS作为作为选择选择装装备备时时采采用用。作为作为选择选择装装备备时时采采用用。整体整体式式整体整体式式ABSABS中中的制动的制动压压力力调节器调节器与与制动制动总泵总泵和和液液中中的制动的制动压压力力调节器调节器与与制动制动总泵总泵和和液液压压制动制动助助力力器器组组合合为为一一个个整体整体，结构结构紧紧凑凑，节节省省安装安装压压制动制动助助力力器器组组合合为为一一个个整体整体，结构结构紧紧凑凑，节节省省安装安装空空间间，一，一般般都都作为作为汽车的汽车的标标准准装装备备。空空间间，一，一般般都都作为作为汽车的汽车的标标准准装装备备。n nB.B.按按系统控制方

46、系统控制方案案分分类类按按系统控制方系统控制方案案分分类类根根据据系统控制方系统控制方案案，根根据据系统控制方系统控制方案案，ABSABS可可分分为为可可分分为为“轴轴控制控制轴轴控制控制”与与与与“轮轮轮轮控制控制控制控制”，轴轴控制控制还还可可分分为为低低选选控制（控制（，轴轴控制控制还还可可分分为为低低选选控制（控制（SLSL）和）和高高选选控控）和）和高高选选控控制（制（制（制（SHSH）。）。）。）。轴轴控制控制轴轴控制控制是是指指仅仅根根据据一一个速度个速度（轮（轮速速或轴或轴速速）信号信号是是指指仅仅根根据据一一个速度个速度（轮（轮速速或轴或轴速速）信号信号共共同同控制控制同同一

47、一根根轴上轴上的的两两轮。轮。此此方方案案多多用用于于载载货货汽汽共共同同控制控制同同一一根根轴上轴上的的两两轮。轮。此此方方案案多多用用于于载载货货汽汽车的车的后后轴轴控制。控制。车的车的后后轴轴控制。控制。轮控制轮控制轮控制轮控制通通常常是是指指相相关关的的两两个个或或四四个个车轮全都车轮全都按照按照通通常常是是指指相相关关的的两两个个或或四四个个车轮全都车轮全都按照按照各各自自的加的加、减速度、减速度（控制（控制参参数数）分分别别进进行行单单独独控控各各自自的加的加、减速度、减速度（控制（控制参参数数）分分别别进进行行单单独独控控制。轮控制也制。轮控制也称称单单轮控制（轮控制（制。轮控制

48、也制。轮控制也称称单单轮控制（轮控制（ICIC）。）。）。）。n nC.C.按按控制控制通通道道与与传感器传感器数量数量分分类类按按控制控制通通道道与与传感器传感器数量数量分分类类按照按照控制控制通通道道与与车轮车轮速度速度传感器传感器数量数量多多少少，按照按照控制控制通通道道与与车轮车轮速度速度传感器传感器数量数量多多少少，ABSABS的的布布置置可可分分为为五五类类的的布布置置可可分分为为五五类类7 7种方种方式式，如如图图种方种方式式，如如图图1111-2424所所示示。具。具体体所所示示。具。具体体是：是：是：是：3.ABS3.ABS的控制的控制技术技术的控制的控制技术技术根根据现据现

49、代代控制控制理论理论以以及及控制控制参参数数的的不同不同，根根据现据现代代控制控制理论理论以以及及控制控制参参数数的的不同不同，可提出可提出多多种控制方种控制方案案，如如车轮滑车轮滑移率移率控制方控制方可提出可提出多多种控制方种控制方案案，如如车轮滑车轮滑移率移率控制方控制方式、式、逻辑门限逻辑门限值值控制方控制方式、式、最优最优化化控制方控制方式、式、逻辑门限逻辑门限值值控制方控制方式、式、最优最优化化控制方控制方式、式、滑滑模模动态动态变变结构结构控制方控制方式、式、模模糊糊控制方控制方式、式、滑滑模模动态动态变变结构结构控制方控制方式、式、模模糊糊控制方控制方式式等等等等，但但其中其中历

50、史历史最最长长和和经经常常使使用用的，的，应应式式等等等等，但但其中其中历史历史最最长长和和经经常常使使用用的，的，应应属逻辑门限属逻辑门限值值控制方控制方式式。属逻辑门限属逻辑门限值值控制方控制方式式。(1)(1)对对对对ABSABS控制控制质质量量的要的要求求控制控制质质量量的要的要求求高高性能的性能的高高性能的性能的ABSABS必必须须满足满足下下列列控制控制质质量量的要的要求求：必必须须满足满足下下列列控制控制质质量量的要的要求求：n n汽车在汽车在各各种种路路况下制动时，车轮况下制动时，车轮应应获得获得尽尽可可能能大大的的汽车在汽车在各各种种路路况下制动时，车轮况下制动时，车轮应应获