现代汽车的ABS和ASR技术概述28073.docx
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1、现代汽车车的ABBS和AASR技技术摘要:本文文主要介介绍汽车车防抱死死制动系系统的定定义、结结构组成成及工作作原理分分析,同同时还介介绍ABBS系统统的电子子控制部部分的组组成和原原理,轮轮速传感感器,液液压控制制等装置置的组成成和原理理;并能能进行控控制电路路的分析析。ABS和和ASRR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种种概念:一是汽汽车制动动时,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
2、动即驱动动轮空转转现象。而且ABBS也会会出现一一些问题题,我们们可以通通过一些些简单简简易的方方式来自自己检测测下,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 :ABSS技术 ASSR技术术 异异同点 检修修目录一、汽车车ABSS和ASSR的发发展1二、汽车车ABSS和ASSR的作作用2三、汽车车ABSS的组成成及其工工作过程程331、汽车车ABSS的组成成332、ABBS的工工作原理理99四、ABBS系统统的布置置形式122五、汽车车ASRR的组成成及其工工作原理理1771、汽车车ASRR的组成成及其工工作原理理1172、ASSR制动动液压系系统220六、ABBS和AASR的的
3、比较21七、ABBS系统统的检修修222结语28致谢29参考文献献30一、ABBS和AASR的的发展史史:早在19928年年防抱死死制动理理论就被被提出。BBOSCCH公司司在19936年年第一个个获得了了防抱死死制动系系统的专专利权。119544年,FFORDD公司将将ABSS装在林林肯轿车车上。随随着电子子技术的的发展,AABS进进入电子子控制时时代。220世纪纪60年年代后期期到700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ABSS、克莱莱斯勒公公司与BBENDDIX公公司合作作研制的的四轮制制动的AABS、BBOSCCH和TTEVEES公司司研制的的ABSS、WAA
4、BCOO公司与与BENNZ公司司合作研研制的装装备在气气压制动动的载货货汽车上上的ABBS,都都是由模模拟式电电子控制制装置对对设置在在制动管管路中的的电磁阀阀进行控控制,直直接对各各制动轮轮以电子子控制压压力进行行调节。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ABSS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ABBS技术术的不断断
5、发展和和成熟,利利用ABBS压力力调节系系统可实实现这一一目标。采采用制动动干预控控制的AASR系系统通常常都是同同ABSS集成在在一起的的,形成成ABSS/ASSR系统统。19986年年12月月,BOOSCHH公司第第一次将将ABSS与ASSR结合合起来,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AABS/ASRR 2UU装置。目前,虽虽然ABBS/AASR已已经广泛泛应用,但但控制方方法还是是以逻辑辑门限值值控制为为主。该该控制方方法虽比比较简单单,但逻逻辑复杂杂,所有有的门限限值都需需要大量量的实验验来确定定,调试试起来很很困难。而而且,采采用逻辑辑门限值值
6、控制的的ABSS/ASSR系统统通用性性比较差差,需要要针对不不同的车车型重新新开发。随随着各种种现代控控制理论论不断发发展和完完善,采采用优化化控制理理论,可可实现伺伺服控制制和高精精度控制制。将智智能控制制技术如如模糊控控制、神神经网络络控制技技术应用用到ABBS/AASR系系统中,可可以提高高系统的的自适应应性和可可靠性。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AABS/ASRR的控制制效果得得以改善善。二、汽车车ABSS和ASSR的作作用:1、ABBS的功功
7、用: ABS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。ABBS的工工作过程程实际上上是“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
8、车辆辆跑偏现现象,防防止车身身失控等等情况的的发生。2、ASSR的作作用: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 AASR的的汽车加加速时驱驱动轮容容易打滑滑;如是是后驱动动的车辆辆容易甩甩尾,如如是前驱驱动的车车辆容易易方向失失控。有有ASRR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
9、动轮轮打滑会会导致整整个车辆辆向一侧侧偏移,当当有ASSR时就就会使车车辆沿着着正确的的路线转转向;最最重要的的是车辆辆转弯时时,一旦旦驱动轮轮打滑就就会全车车一侧偏偏移,这这在山路路上极度度危险的的,有AASR的的车刚一一般不会会发生这这种现象象。在装有AASR的的车上,从从油门踏踏板到汽汽油机节节气门(柴油机机喷油泵泵操作杆杆)之间间的机械械连接被被电控油油门装置置所代替替。当传传感器将将油门踏踏板的位位置及轮轮速信号号送到单单元(CCPU)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
10、馈至至控制单单元,以以便及时时调整制制动器。三、汽车车制动系系统组成成1、汽车车ABSS的组成成:1)通常常,ABBS是在在普通制制动系统统的基础础上加装装车轮速速度传感感器、AABS电电控单元元、制动动压力调调节装置置及制动动控制电电路等组组成的,如下图-1:AABS系系统的组组成(分分置式)1.前轮轮速度传传感器 2.制制动压力力调节装装置 33.ABBS电控控单元 4.AABS警警告灯 5.后轮速速度传感感器 66.停车车灯开关关 7.制动主主缸 88.比例例分配阀阀 9.制动轮轮缸 110.蓄蓄电池 11.点火开开关制动过程程中,AABS电电控单元元(ECCU)33不断地地从传感感器1
11、和和5获取取车轮速速度信号号,并加加以处理理,分析析是否有有车轮即即将抱死死拖滑。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不不参与工工作,制制动主缸缸7和各各制动轮轮缸9相相通,制制动轮缸缸中的压压力继续续增大,此此即ABBS制动动过程中中的增压压状态。如果电控控单元判判断出某某个车轮轮(假设设为左前前轮)即即将抱死死拖滑,它它即向制制动压力力调节装装置发出出命令,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ABSS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
12、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(图中中未画出出)的通通道,使使左前制制动轮缸缸中的油油压降低低,此即即ABSS制动过过程中的的减压状状态。2)ABBS各部部件的介介绍:(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ABSS的电控控单元。如如下图-2所示示为转速速传感器器在车轮轮上的安安装位置置。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ABBS系统统的速度度传感器器主要有有电磁式式和霍尔尔式两种种。 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所示示,它由由永磁体体2、极极轴5和和感应线线圈4等等组成,极轴头
13、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输输入ABBS的电电控单元元。当齿齿圈的转转速发生生变化时时,感应应电动势势的频率率也变化化。ABBS电控控单元通通过检测测感应电电动势的的频率来来检测车车轮转速速。 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,电电控单元元就无法法检测;二是响
14、响应频率率不高。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差。目目前,国国内外AABS系系统的控控制速度度范围一一般为1151160kkm/hh,今后后要求控控制速度度范围扩扩大到882660kmm/h以以至更大大,显然然电磁感感应式轮轮速传感感器很难难适应。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
15、轮位于于图中(b)所所示位置置时,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(mmV)级级的准正正弦波电电压。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,相相当于车车速为110000km/h时所所检测的的信号频频率;其其三是抗抗电磁波波干扰能能力强。因因此,霍霍尔传感感器不仅仅广泛应应用于AABS轮轮速
16、检测测,也广广泛应用用于其控控制系统统的转速速检测。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ABSS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,AABS制制动压力力调节器器通常由由电动泵泵、储能能器、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,AABS系系统就是是通过电电磁控制制阀体上上的控制制阀控制制分泵上上的油压压迅速变变大或变变小,从从而实现现了
17、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(在储储能器中中)到115118MPPa,并并给整个个液压系系统提供供高压制制动液体体。电动动泵能在在汽车起起动一分分钟内完完成上述述工作。电电动泵的的工作独独立于AABS电电脑,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。图图5-1109为为活塞-弹簧式式储能器器示意图图,该储储能器位位于电磁磁阀与回回油泵之之间,由由轮缸来来的液压压油进入入储能器器,进而而压缩弹弹簧使储储能器液液压腔容容积变大大,以暂暂时储存存制动液液。(3)
18、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ABSS的控制制。ABBS系统统中都有有一个或或两个电电磁阀体体,其中中有若干干对电磁磁控制阀阀,分别别控制前前、后轮轮的制动动。常用用的电磁磁阀有三三位三通通阀和二二位二通通阀等多多种形式式。 (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(PCSS)独立立于ABBS电脑脑而工作作,监视视着储能能器下腔腔的压力力。压力力报警开开关(PPWS)和液位位指示开开关(FFLI)的功能能是,当当压力下下降到一一定值(14MMPa以以下)时时或制动动液面下下降到一一定程度度时,点点亮制动动系统故故障指示示灯和
19、AABS故故障指示示灯,同同时让AABS电电脑停止止防抱死死制动工工作。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,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ABSS控制压压力油路路相通。2、ABBS系统
20、统的工作作原理如如下: 1)常规规制动 常规制动动过程中中,ABBS系统统不工作作。电磁磁线圈中中无电流流通过,电电磁阀处处于“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,EECU向向电磁线线圈通入入一个较较小的保保持电流流(约为为最大电电流的11/2)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
21、后,仍仍有车轮轮抱死信信号,EECU即即向电磁磁线圈通通入一个个最大电电流,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。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,ECCU便切切断通往往电磁阀阀的电流流,主缸缸和轮缸缸再次相相通,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:增压过过程四、ABBS系统统的布置置形式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
22、节,称这这种控制制方式为为独立控控制;如如果对两两个(或或两以上上)车轮轮的制动动压力一一同进行行调节,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,AABS系系统分为为四通道道、三通通道、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
23、通道ABBS 对应于双双制动管管路的HH型(前前后)或或X型(对角)两种布布置形式式,四通通道ABBS也有有两种布布置形式式。图-5:四通道道ABSS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(通道道)。由于四通通道ABBS可以以最大程程度地利利用每个个车轮的的附着力力进行制制动,因因此汽车车的制动动效能最最好。但但在附着着系数分分离(两两侧车轮轮的附着着系数不不相等)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
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