现代汽车的ABS和ASR技术(DOC32页)gysz.doc
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.现代汽车车的ABS和ASR技术摘要:本文主主要介绍绍汽车防防抱死制制动系统统的定义义、结构构组成及及工作原原理分析析,同时时还介绍绍ABS系统的的电子控控制部分分的组成成和原理理,轮速速传感器器,液压压控制等等装置的的组成和和原理;并能进进行控制制电路的的分析。ABS和和ASR都是防防止和控控制汽车车在行驶驶中出现现“打滑”现象的的电子控控制系统统。汽车车在行驶驶中的“打滑”有2种概念念:一是是汽车制制动时,车车轮在路路面上发发生抱死死拖滑移移动现象象。二是
2、是当汽车车在泥泞泞、冰雪雪的路面面上行驶驶尤其其是在起起步或加加速行驶驶时,常常会发生生驱动轮轮在旋转转而汽汽车却原原地不动动即驱动动轮空转转现象。而且ABBS也会出出现一些些问题,我我们可以以通过一一些简单单简易的的方式来来自己检检测下,明明白一下下自己的的车子到到底出什什么问题题。关键词词 :ABS技术 AASR技术 异同点 检修目录一、汽车车ABS和ASR的发展1二、汽车车ABS和ASR的作用2三、汽车车ABS的组成成及其工工作过程程31、汽车车ABS的组成32、ABBS的工作作原理9四、ABBS系统的的布置形形式12五、汽车车ASR的组成成及其工工作原理理171、汽车车ASR的组成成及
3、其工工作原理理172、ASSR制动液液压系统统20六、ABBS和ASR的比较21七、ABBS系统的的检修22结语28致谢29参考文献献30一、ABBS和ASR的发展展史:早在19928年防抱抱死制动动理论就就被提出出。BOSSCH公司在19336年第一一个获得得了防抱抱死制动动系统的的专利权权。19554年,FORRD公司将ABS装在林林肯轿车车上。随随着电子子技术的的发展,ABS进入电电子控制制时代。20世纪60年代后后期到70年代初初期,凯凯尔塞海伊斯斯公司研研制生产产的两轮轮制动的的ABS、克莱莱斯勒公公司与BENNDIXX公司合合作研制制的四轮轮制动的的ABS、BOSSCH和TEVVE
4、S公司研研制的ABS、WABBCO公司与BENNZ公司合合作研制制的装备备在气压压制动的的载货汽汽车上的的ABS,都是是由模拟拟式电子子控制装装置对设设置在制制动管路路中的电电磁阀进进行控制制,直接接对各制制动轮以以电子控控制压力力进行调调节。由由于模拟拟式电子子控制装装置反应应速度慢慢、控制制精度低低、易受受干扰,致致使各种种ABS均未达达到预期期的控制制效果。 仅依靠调调节发动动机输出出转矩不不能解决决汽车在在对开路路面上很很好地起起步加速速的问题题。为了了解决这这一问题题,需要要对附着着不好的的一侧驱驱动轮施施加部分分制动,以以充分发发挥附着着条件较较好的一一侧的地地面驱动动力。随随着A
5、BS技术的的不断发发展和成成熟,利利用ABS压力调调节系统统可实现现这一目目标。采采用制动动干预控控制的ASR系统通通常都是是同ABS集成在在一起的的,形成成ABSS/ASSR系统。19886年12月,BOSSCH公司第第一次将将ABS与ASR结合起起来,率率先推出出了具有有防抱死死制动和和驱动防防滑转功功能的防防滑控制制系统ABSS/ASSR 22U装置。目前,虽虽然ABSS/ASSR已经广广泛应用用,但控控制方法法还是以以逻辑门门限值控控制为主主。该控控制方法法虽比较较简单,但但逻辑复复杂,所所有的门门限值都都需要大大量的实实验来确确定,调调试起来来很困难难。而且且,采用用逻辑门门限值控控
6、制的ABSS/ASSR系统通通用性比比较差,需需要针对对不同的的车型重重新开发发。随着着各种现现代控制制理论不不断发展展和完善善,采用用优化控控制理论论,可实实现伺服服控制和和高精度度控制。将将智能控控制技术术如模糊糊控制、神神经网络络控制技技术应用用到ABSS/ASSR系统中中,可以以提高系系统的自自适应性性和可靠靠性。相相对于目目前的基基于滑移移率的控控制算法法,基于于路面附附着系数数的控制制算法容容易实现现连续控控制,能能适应各各种路面面变化,控控制滑移移率在最最佳滑移移率附近近,使ABSS/ASSR的控制制效果得得以改善善。二、汽车车ABS和ASR的作用用:1、ABBS的功用用: AB
7、S的的主要作作用是改改善整车车的制动动性能,提提高行车车安全性性,防止止在制动动过程中中车轮抱抱死(即即停止滚滚动),从从而保证证驾驶员员在制动动时还能能控制方方向,并并防止后后轴侧滑滑。其工工作原理理为:紧紧急制动动时,依依靠装在在各车轮轮上高灵灵敏度的的车轮转转速传感感器,一一旦发现现某个车车轮抱死死,计算算机立即即控制压压力调节节器使该该轮的制制动分泵泵泄压,使使车轮恢恢复转动动,达到到防止车车轮抱死死的目的的。ABS的工作作过程实实际上是是“抱死松开抱死松开”的循环环工作过过程,使使车辆始始终处于于临界抱抱死的间间隙滚动动状态,有有效克服服紧急制制动时由由车轮抱抱死产生生的车辆辆跑偏现
8、现象,防防止车身身失控等等情况的的发生。2、ASSR的作用:它的主要要目的是是防止汽汽车驱动动轮在加加速时出出现打滑滑,(特特别是下下雨下雪雪冰雹路路冻等摩摩擦力较较小的特特殊路面面上,当当汽车加加速时将将滑动率率控制在在一定的的范围内内,从而而防止驱驱动轮快快速滑动动。它的的功能一一是提高高牵引力力;二是是保持汽汽车的行行驶稳定定。行驶驶在易滑滑的路面面上,没没有 ASSR的汽车车加速时时驱动轮轮容易打打滑;如如是后驱驱动的车车辆容易易甩尾,如如是前驱驱动的车车辆容易易方向失失控。有有ASR时,汽汽车在加加速时就就不会有有或能够够减轻这这种现象象。在转转弯时,如如果发生生驱动轮轮打滑会会导致
9、整整个车辆辆向一侧侧偏移,当当有ASR时就会会使车辆辆沿着正正确的路路线转向向;最重要要的是车车辆转弯弯时,一一旦驱动动轮打滑滑就会全全车一侧侧偏移,这这在山路路上极度度危险的的,有ASR的车刚刚一般不不会发生生这种现现象。在装有AASR的车上上,从油油门踏板板到汽油油机节气气门(柴油机机喷油泵泵操作杆杆)之间的的机械连连接被电电控油门门装置所所代替。当当传感器器将油门门踏板的的位置及及轮速信信号送到到单元(CPPU)时,控控制单元元就会产产生控制制电压信信号,伺伺服电机机依此信信号重新新调整节节气门的的位置(或者柴柴油机操操纵杆的的位置),然后后将该位位置信号号反馈至至控制单单元,以以便及时
10、时调整制制动器。三、汽车车制动系系统组成成1、汽车车ABS的组成成:1)通常常,ABS是在普普通制动动系统的的基础上上加装车车轮速度度传感器器、ABS电控单单元、制制动压力力调节装装置及制制动控制制电路等等组成的的,如下图-1:ABS系统的的组成(分分置式)1.前轮轮速度传传感器 2.制动压压力调节节装置 3.ABSS电控单单元 4.ABSS警告灯 55.后轮速速度传感感器 6.停车灯灯开关 7.制动主主缸 8.比例分分配阀 9.制动轮轮缸 100.蓄电池 111.点火开开关制动过程程中,ABS电控单单元(ECCU)33不断地地从传感感器1和5获取车车轮速度度信号,并并加以处处理,分分析是否否
11、有车轮轮即将抱抱死拖滑滑。如果没有有车轮即即将抱死死拖滑,制制动压力力调节装装置2不参与与工作,制制动主缸缸7和各制制动轮缸缸9相通,制制动轮缸缸中的压压力继续续增大,此此即ABS制动过过程中的的增压状状态。如果电控控单元判判断出某某个车轮轮(假设为为左前轮轮)即将抱抱死拖滑滑,它即即向制动动压力调调节装置置发出命命令,关关闭制动动主缸与与左前制制动轮缸缸的通道道,使左左前制动动轮缸的的压力不不再增大大,此即即ABS制动过过程中的的保压状状态。若电控单单元判断断出左前前轮仍趋趋于抱死死拖滑状状态,它它即向制制动压力力调节装装置发出出命令,打打开左前前制动轮轮缸与储储液室或或储能器器(图中未未画
12、出)的通道道,使左左前制动动轮缸中中的油压压降低,此此即ABS制动过过程中的的减压状状态。2)ABBS各部件件的介绍绍:(1)转转速传感感器 转速传感感器的功功用是检检测车轮轮的速度度,并将将速度信信号输入入ABS的电控控单元。如如下图-2所示为为转速传传感器在在车轮上上的安装装位置。图-2:轮速传传感器在在车轮上上的安装装位置目前,用用于ABS系统的的速度传传感器主主要有电电磁式和和霍尔式式两种。 电磁式式转速传传感器结结构传感头的的结构如如下图-3所示,它它由永磁磁体2、极轴5和感应应线圈4等组成,极轴头头部结构构有凿式式和柱式式两种。图-3:车轮转转速传感感器剖视视图齿圈6旋旋转时,齿齿
13、顶和齿齿隙交替替对向极极轴。在在齿圈旋旋转过程程中,感感应线圈圈内部的的磁通量量交替变变化从而而产生感感应电动动势,此此信号通通过感应应线圈末末端的电电缆1输入ABS的电控控单元。当当齿圈的的转速发发生变化化时,感感应电动动势的频频率也变变化。ABS电控单单元通过过检测感感应电动动势的频频率来检检测车轮轮转速。 电磁式轮轮速传感感器结构构简单、成成本低,但但存在下下述缺点点:一是是其输出出信号的的幅值随随转速的的变化而而变化。若若车速过过慢,其其输出信信号低于于1V,电控控单元就就无法检检测;二二是响应应频率不不高。当当转速过过高时,传传感器的的频率响响应跟不不上;三三是抗电电磁波干干扰能力力
14、差。目目前,国国内外ABS系统的的控制速速度范围围一般为为151600km/h,今后后要求控控制速度度范围扩扩大到82600km/h以至更更大,显显然电磁磁感应式式轮速传传感器很很难适应应。霍尔轮轮速传感感器 霍尔轮速速传感器器也是由由传感头头和齿圈圈组成。传传感头由由永磁体体,霍尔尔元件和和电子电电路等组组成,永永磁体的的磁力线线穿过霍霍尔元件件通向齿齿轮。图-4:霍尔轮轮速传感感器示意意图当齿轮位位于图中中(a)所示位位置时,穿穿过霍尔尔元件的的磁力线线分散,磁磁场相对对较弱;而当齿齿轮位于于图中(b)所示位位置时,穿穿过霍尔尔元件的的磁力线线集中,磁磁场相对对较强。齿齿轮转动动时,使使得
15、穿过过霍尔元元件的磁磁力线密密度发生生变化,因因而引起起霍尔电电压的变变化,霍霍尔元件件将输出出一个毫毫伏(mVV)级的准准正弦波波电压。此此信号还还需由电电子电路路转换成成标准的的脉冲电电压。 霍尔轮速速传感器器具有以以下优点点:其一一是输出出信号电电压幅值值不受转转速的影影响。;其二是是频率响响应高。其其响应频频率高达达20kkHz,相当当于车速速为10000kmm/h时所检检测的信信号频率率;其三三是抗电电磁波干干扰能力力强。因因此,霍霍尔传感感器不仅仅广泛应应用于ABS轮速检检测,也也广泛应应用于其其控制系系统的转转速检测测。ABSS液压控控制总成成的结构构:ABS液液压控制制总成是是
16、在普通通制动系系统的液液压装置置基础上上经设计计后加装装ABS制动压压力调节节器而形形成的。3)普通通制动系系统的液液压装置置一般包包括制动动助力器器、双腔腔式制动动主缸、储储液室、制制动轮缸缸和双液液压管路路等。除除了普通通制动系系统的液液压部件件外,ABS制动压压力调节节器通常常由电动动泵、储储能器、主主控制阀阀、电磁磁控制阀阀和一些些控制开开关等组组成。实实质上,ABS系统就就是通过过电磁控控制阀体体上的控控制阀控控制分泵泵上的油油压迅速速变大或或变小,从从而实现现了防抱抱死制动动功能。(1)电电动泵 电动泵是是一个高高压泵,它它可在短短时间内内将制动动液加压压(在储能能器中)到1518
17、MMPa,并给给整个液液压系统统提供高高压制动动液体。电电动泵能能在汽车车起动一一分钟内内完成上上述工作作。电动动泵的工工作独立立于ABS电脑,如如果电脑脑出现故故障或接接线有问问题,电电动泵仍仍能正常常工作。(2)储储能器 储能器的的结构形形式多种种多样。图5-109为活塞-弹簧式储能器示意图,该储能器位于电磁阀与回油泵之间,由轮缸来的液压油进入储能器,进而压缩弹簧使储能器液压腔容积变大,以暂时储存制动液。(3)电电磁控制制阀 电磁控制制阀是液液压调节节器的重重要部件件,由它它完成对对ABS的控制制。ABS系统中中都有一一个或两两个电磁磁阀体,其其中有若若干对电电磁控制制阀,分分别控制制前、
18、后后轮的制制动。常常用的电电磁阀有有三位三三通阀和和二位二二通阀等等多种形形式。 (4)压压力控制制、压力力警告和和液位指指示开关关 压力控制制开关(PCCS)独立于ABS电脑而而工作,监监视着储储能器下下腔的压压力。压压力报警警开关(PWWS)和液位位指示开开关(FLLI)的功能能是,当当压力下下降到一一定值(144MPaa以下)时或制制动液面面下降到到一定程程度时,点点亮制动动系统故故障指示示灯和ABS故障指指示灯,同同时让ABS电脑停停止防抱抱死制动动工作。制动压压力调节节器制动压力力调节器器串接在在制动主主缸与轮轮缸之间间,通过过电磁阀阀直接或或间接地地控制轮轮缸的制制动压力力。通常常
19、,把电电磁阀直直接控制制轮缸制制动压力力的制动动压力调调节器称称作循环环式调节节器,把把间接控控制制动动压力的的制动压压力调节节器称作作可变容容积式调调节器。 循环式式制动压压力调节节器 此种形式式的制动动压力调调节器是是在制动动总缸与与轮缸之之间串联联一电磁磁阀,直直接控制制轮缸的的制动压压力。这这种压力力调节系系统的特特点是制制动压力力油路和和ABS控制压压力油路路相通。2、ABBS系统的的工作原原理如下下: 1)常规规制动 常规制动动过程中中,ABS系统不不工作。电电磁线圈圈中无电电流通过过,电磁磁阀处于于“升压”位置,此此时制动动主缸与与轮缸直直通,由由制动主主缸来的的制动液液直接进进
20、入轮缸缸,轮缸缸压力随随主缸压压力而增增减。此此时回油油泵也不不需工作作。 2)保压压过程 当轮速传传感器发发出抱死死危险信信号时,ECU向电磁磁线圈通通入一个个较小的的保持电电流(约为最最大电流流的1/22)时,电电磁阀处处于“保压”位置。此此时主缸缸、轮缸缸和回油油孔相互互隔离密密封,轮轮缸中的的制动压压力保持持一定。图-9:保压过过程3)减压压过程 如果在“保持压压力”命令发发出后,仍仍有车轮轮抱死信信号,ECU即向电电磁线圈圈通入一一个最大大电流,电电磁阀处处于“减压”位置,此此时电磁磁阀将轮轮缸与回回油通道道或储液液室接通通,轮缸缸中制动动液经电电磁阀流流入储液液室,轮轮缸压力力下降
21、。图-100:减压压过程4)增压压过程 当压力下下降后车车轮加速速太快时时,ECU便切断断通往电电磁阀的的电流,主主缸和轮轮缸再次次相通,主主缸中的的高压制制动液再再次进入入轮缸,使使制动压压力增加加。图-11:增压压过程四、ABBS系统的的布置形形式ABS系系统中,能能够独立立进行制制动压力力调节的的制动管管路称为为控制通通道。如果对某某车轮的的制动压压力可以以进行单单独调节节,称这这种控制制方式为为独立控控制;如如果对两两个(或两以以上)车轮的的制动压压力一同同进行调调节,则则称这种种控制方方式为一一同控制制。在两两个车轮轮的制动动压力进进行一同同控制时时,如果果以保证证附着力力较大的的车
22、轮不不发生制制动抱死死为原则则进行制制动压力力调节,称称这种控控制方式式为按高高选原则则一同控控制;如如果以保保证附着着力较小小的车轮轮不发生生制动抱抱死为原原则进行行制动压压力调节节,则称称这种控控制方式式为按低低选原则则一同控控制。按照控制制通道数数目的不不同,ABS系统分分为四通通道、三三通道、双双通道和和单通道道四种形形式,而而其布置置形式却却多种多多样。1)四通通道ABSS 对应于双双制动管管路的H型(前后)或X型(对角)两种布布置形式式,四通通道ABS也有两两种布置置形式。图-5:四通道道ABS布置形形式为了对四四个车轮轮的制动动压力进进行独立立控制,在在每个车车轮上各各安装一一个
23、转速速传感器器,并在在通往各各制动轮轮缸的制制动管路路中各设设置一个个制动压压力调节节分装置置(通道)。由于四通通道ABS可以最最大程度度地利用用每个车车轮的附附着力进进行制动动,因此此汽车的的制动效效能最好好。但在在附着系系数分离离(两侧车车轮的附附着系数数不相等等)的路面面上制动动时,由由于同一一轴上的的制动力力不相等等,使得得汽车产产生较大大的偏转转力矩而而产生制制动跑偏偏。因此此,ABS通常不不对四个个车轮进进行独立立的制动动压力调调节。2)三通通道ABSS 四轮ABBS大多为为三通道道系统,而而三通道道系统都都是对两两前轮的的制动压压力进行行单独控控制,对对两后轮轮的制动动压力按按低
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