ABS系统工作原理(精选PPT)

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Fx N
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Fy N
纵向附着系数 横向附着系数
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轮胎与地面的附着wenku.baidu.com性
附着系数与滑移率
实验证明，道路 的附着系数受车轮结 构、材料，道路表面 形状、材料有关，不 同性质道路其附着系 数变化甚大。
滑移率来表示车轮 滑动所占的份额。车轮 完全抱死时，滑移率为1， 车轮纯滚动，滑移率为0。
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轮胎与地面的附着特性
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ABS系统的电子线路 凌志LS400ABS系统（波许）
ABS警示灯 ABS执行器 轮速传感器 ABS控制器
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ABS控制
ABS可以分为 逻辑门限控制、 滑动模块变结构 优化控制
等不同的控制方法； 采用何种方法实行ABS控制往往取决于车辆的设计思想、 结构与基本运用范围； 现仅介绍较为成熟的、绝大多数现代车辆所普遍采用的 逻辑门限（阈值）控制方法。
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ABS基本工作原理
液压调节单元
ECU根据轮速传感 器的“滑移率”信号， 调节制动器的制动压力， 达到控制车轮“滑移率” 的目的。
轮速传感器
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ABS的基本元件
轮速传感器—电磁式
传感器与普通的交流发电机原理相同，永久磁铁产生一 定强度的磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间 的间隙以一定的速度发生变化，
制动距离比同类车型不带防抱死系统的车辆的制动距 离要短 。
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防抱死制动系统的控制目的
ABS正是利用道 路与轮胎系统的关系， 强制性地把车轮的滑 移率控制在临界点Sp 的附近，使路面附着 性能得到最充分的发 挥，从而达到最佳效 果。
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ABS的基本结构
ABS的组成如上图所示。主要由转速传感器、电子控制 器和制动压力调节器等三大部分组成。
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此时，表明制动力已超过路面所提供的最大附着力，车轮可能 出现抱死倾向。基于上述分析，最简单的ABS控制逻辑可确定为：
这样会使齿圈和电极 组成的磁路中的磁阻 发生变化。
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ABS的基本元件
轮速传感器—电磁式 其结果使磁通量周期性衰减，在线圈两端产生正比于
磁通量增减速度的感应电压。
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ABS的基本元件 液压式制动压力调节器
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ABS系统中的制 动压力调节器是ABS 的执行机构。其主要 作用是接受来自于 ECU的指令，直接或 间接地控制制动压力 的增、减。是由电磁 阀、液压泵和电动机 等组成。又可分为循 环式和可变容积式。
液压式制动压力调节器—循环式
电磁阀的工作电流为1/2电 流。所有通路均不通，分泵的制 动压力为保压状态。
电磁阀的工作电流为0电流。 制动主缸与制动分泵直接相通， 分泵的制动压力增加。
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ABS的基本元件 液压式制动压力调节器—循环式
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ABS的基本元件
液压式制动压力调节器—循环式
回流泵：回流泵将制 动分泵中排出的制动液泵 回到制动总泵。
附着系数与滑移率
此外，由下图可知，汽车制动时的附着系数与制动时滑 移率有很大关系。
结论： 1. 附着系数与路面“状
态”有关； 2. 附着系数随滑移率发
生变化。 3. 前轮抱死，汽车将失
去转向能力 4. 后轮抱死，汽车易发
生侧滑现象
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滑移率—汽车制动的稳定性
前轴侧滑
前轴产生侧滑，由于离心力 与侧滑方向相反能减小侧滑量。
后轴侧滑
Fy：侧向干扰力 Gx：制动惯性力 Fy1：前轮侧向力 Fy2：后轮侧向力
后轴一旦侧滑，离心力与侧滑方向相同，
导致侧滑程度不断加剧，以至可能翻车，这是
十分危险的运动状态。
目前已经认识到：制动时，若后轴比前轴先拖滑，就可能发生
侧滑；前后轴同时抱死可后轴始终不抱死，则能防止后轴侧滑。
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车轮抱死的危害
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防抱死制动系统概念
防抱死制动系 统ABS（AntiBraking System） 是指汽车在制动过 程中，能实时判定 车轮的滑移率，自 动调节作用在车轮 上的制动力矩，防 止车轮抱死取得最 佳制动效能的电子 装置。
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轮胎与地面的附着特性
汽车的制动力
车辆制动距离和制动减速度是 由车辆制动力即地面制动力所决定。 取决于地面制动力、制动器制动力 及附着力。
前轮抱死—失去转向 能力；
后轮抱死—统计表明， 后轴侧滑是造成交通 事故的主要原因；
制动效能下降；
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防抱死制动系统的作用
有效防止后轮抱死而导致的侧滑、甩尾等现象，大大 提高车辆制动过程的方向稳定性；
防止前轮抱死导致车辆丧失转向能力，提高了汽车躲 避前方障碍物的操纵性和弯道制动时的轨迹保持能力 ；
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ABS逻辑控制算法—简单逻辑控制算法
设路面条件是一定的，则无论车轮的滑移率在任何范围内，其 路面附着系数都不会超过某一给予定的值，即作用在四个轮子上的 总制动力必定满足不等式：
F xb x maxmg
汽车制动时的最大减速度也必然满足条件：
a xmax g a 0
当车轮角速度超过极限条件：
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ABS的基本元件
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ABS的基本元件 液压式制动压力调节器—循环式
—常规制动
电磁阀不工作。主缸 与制动分泵直接相通。
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ABS的基本元件
液压式制动压力调节器—循环式
—紧急制动
ABS参与工作。电磁阀 的工作电流为1电流。制动 分泵与储油器直接相通，分 泵的制动压力减小。
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ABS的基本元件
1. 当地面制动力Fxb< 附着力Fφ 时 Fxb=Fμ（制动器力）
2. 地面制动力Fxb的最大值不能 超过附着力。 Fxb≤Fφ
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轮胎与地面的附着特性 附着力和附着系数 实际制动时道路作用于车轮上的纵向附着力Fφx就等于汽
车的制动力。道路给予汽车转向轮的横向附着力Fφy 就是使汽 车转向的侧向力。
储压器：储压器为在 减压过程中大量回流的制 动液提供暂时的储存所。
阻尼器：阻尼器及其 下游的节流装置能减少返 回到制动总泵中的液压脉 冲幅值，使噪声减少。
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ABS的基本元件 制动压力调节器—变容式
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ABS的基本元件 制动压力调节器—变容式 制动
主缸
制动 主缸
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ABS的基本元件 制动压力调节器—变容式
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汽车电子控制技术
东南大学机械工程学院 冯崇毅
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复习上节课（ 2011-05-16 ）内容： 第十一章、 汽车制动系统控制 11.1 汽车制动控制系统基本原理 11.1.4 ABS 的基本功能： 11.2 ABS基本组成、控制方式 11.3 ABS控制过程 有关内容复习： 本节课（2011-05-16）内容：