abs系统的结构组成及工作原理分析Word文档格式.docx
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车速传感器
检测车速,给ECU提供车速信号,用于滑移率控制方式
轮速传感器
检测车轮速度,给ECU提供轮速信号,各种控制方式均采用
减速传感器
检测制动时汽车的减速度,识别是否是冰雪等易滑路面,只用于四轮驱动控制系统
执行器
制动压力调节器
承受ECU的指令,通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低
液压泵
受ECU控制,在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压;
在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中,将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸,以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。
ABS警告灯
ABS出现故障时,由EUC控制将其点亮,向驾驶员发出报警,并由ECU控制闪烁显示故障代码
ECU
承受车速、轮速、减速等传感器的信号,计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度,并将这些信号加以分析、判别、放大,由输出级输出控制指令,控制各种执行器工作
二、电子控制系统
2.1传感器的构造型式与工作原理
(一)转速传感器
齿圈与轮速传感器是一组的,当齿圈转动时,轮速传感器感应交流信号,输出到ABS电脑,提供轮速信号。
轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。
轮速传感器在车轮上的安装位置
轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。
(二)横向加速度传感器
有一些ABS系统中装有横向加速度传感器,因里面主要开关触点组成,因此一般称为横向加速度开关。
外形如图1所示。
横向加速度低于限定值时,两触点都处于闭合状态,插头两端子通过开关内部构成回路,当汽车在高速急转弯过程中,横向加速度超过限定值时,开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状态,插头两端子之间在开关内部形成断路,此信号输入ECU后可对制动防抱死控制指令进展修正,以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压,使ABS更有效地工作。
此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。
图1
(三)减速度传感器
目前,在一些四轮驱动的汽车上,还装有汽车减速度传感器,又称G传感器。
其作用是在汽车制动时,获得汽车减速度信号。
因为汽车在高附着系数路面上制动时,汽车减速度大,在低附着系数路面上制动时,汽车减速度小,因此该信号送入ECU后,可以对路面进展区别,判断路面附着系数上下情况。
当断定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时,采取相应控制措施,以进步制动性能。
减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。
A.光电式减速度传感器
汽车匀速行驶时,透光板静止不动。
当汽车减速度时,透光板那么随着减速度的变化沿汽车的纵轴方向摆动。
减速度越大,透光板摆动位置越高,由于透光板的位置不同,允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同,使光电晶体管形成开和关两种状态。
两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用,可将汽车的减速度区分为四个等级,此信号送入电子控制器就能感知路面附着系数情况。
B.水银式减速度传感器
水银式减速度传感器的根本构造如下列图,由玻璃管和水银组成。
在低附着系数路面时汽车减速度小,水银在玻璃管内根本不动,开关在玻璃管内处于接通〔ON〕状态。
在高附着系数路面上制动时,汽车减速度大,水银在玻璃管内由于惯性作用前移,使玻璃管内的电路开关断开〔OFF〕,如图2所示,此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。
图2
水银式汽车减速度传感器,不仅在前进方向起作用,在后退方向也能送出减速度信号。
C.差动变压式减速度传感器
2.2电子控制模块〔电脑〕的构造与工作原理
ABS系统电子控制部分可分为电子控制器〔ECU〕、ABS控制模块、ABS计算机等,以下简称ECU。
Ø
ECU的根本构造
ECU由以下几个根本电路组成:
1〕轮速传感器的输入放大电路。
2〕运算电路。
3〕电磁阀控制电路。
4〕稳压电源、电源监控电路、故障反响电路和继电器驱动电路。
各电路的连接方式如图3至5所示
图3
图4
图5
a)轮速传感器的输入放大电路
安装在各车轮上的轮速传感器根据轮速输出交流信号,输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。
不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。
每个车轮都装轮速传感器时,需要四个传感器,输入放大电路也就要求有四个。
当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时,只需要三个传感器,输入放大电路也就成了三个。
但是,要把后轮的一个信号当作左、右后轮的两个信号送往运算电路。
b)运算电路
运算电路主要进展车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算,以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。
初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分,计算出初始速度,再把初始速度和瞬时线速度进展比较运算,那么得出滑移率及加减速度。
电磁阀开启控制运算电路根据滑移率和加减速度控制信号,对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。
c)电磁阀控制电路
承受来自运算电路的减压、保压或增压信号,控制通往电磁阀的电流。
d)稳压电源、电源监控电路、故障反响电路和继电器驱动电路
在蓄电池供给ECU内部所有5V稳压电压的同时,上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内,并对轮速传感器输入放大器、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进展监视,控制着电磁阀电动机和电磁阀。
出现故障信号时,关闭电磁阀,停顿ABS工作,返回常规制动状态,同时仪表板上的ABS警报灯点亮,让驾驶员知道有故障情况发生。
平安保护电路
ECU的平安保护电路具有故障状态外部显示功能。
系统发生故障时,首先停顿ABS工作,恢复常规制动状态,使仪表板上的ABS警报灯点亮,提示整个系统处于故障状态。
如今的故障显示方法一般是通过ECU内部的发光二极管〔LED〕的闪烁、仪表板上的ABS警报灯的闪烁、或用专用的诊断装置加以显示。
切断点火开关后故障显示内部消失,重新接通点火开关时假设未发现故障,那么认为系统正常,ABS可进展正常控制。
具有专用诊断装置的ABS系统可以记忆故障内容,并能根据专用诊断装置的指令将记忆的故障编码,进展显示或消除。
1.接通电源时的初始检查
接通点火开关、ECU电源接通时,将检查以下工程。
〔1〕微处理机功能检查
①使监视器产生错误信息,让微处理机识别。
②检查ROM区的数据,确认未发生变化。
③对RAM区进展数据输入和输出,判断工作是否正常。
④检查A/D转换的输入,判断是否正常。
⑤检查微处理机间的信号传递,判断是否正常。
〔2〕电磁阀动作检查
使电磁阀产生动作,判断是否正常工作。
〔3〕故障反响电路功能检查
由微处理机来识别故障反响电路工作是否正常。
2.汽车起步时的检查
汽车起步时对重要的外围电路进展检查,假设检查结果正常,ABS开始工作。
〔1〕电磁阀功能检查
①让电磁阀工作,判断是否正常。
②比较各电磁阀的开、关电阻,判断电磁阀是否工作正常。
〔2〕电动机动作检查
使电动机运转,判断是否正常。
〔3〕轮速传感器及输入放大电路的信号确认。
确认所有的轮速传感器信号都能输入到微处理机。
3.行驶中的定时检查
〔1〕12V〔载货车为24V〕、5V电压监视
识别供给的12V电压和5V内部电压是否为规定电压值。
监视12V电压,并考虑ABS工作过程中电压瞬间下降和电动机起动时电压瞬间下降的情况,然后加以分析识别。
〔2〕电磁阀动作监视
ABS系统工作过程中,电磁阀必定动作,ECU随时监视电磁阀的工作情况。
〔3〕运算电路中运算结果的比照检查
ECU内部通常设有二套运算电路,同时进展运算和传输数据,利用各自的运算结果互相比较、互相监视,可以确保可靠性,及早发现异常情况。
另外,各种速度信号和输入、输出信号也在运算电路中互相比较,这些结果必须一样。
〔4〕微处理机失控检查
由监视电路判断微处理机工作是否正常。
〔5〕脉冲信号的监视
微处理机时钟信号的脉冲频率不能降低。
〔6〕ROM数字确实定
计算ROM数据之和,确认程序工作正常。
4.自行诊断显示
假设平安保护电路检查出有异常情况,那么停顿ABS系统的工作,返回原有的常规制动方式〔不使用ABS〕,且ECU呈现故障状态。
这时ECU内的发光二极管、ABS警报灯或专用诊断装置发出故障信号,ECU根据这些信号显示出故障码。
汽车消费厂、汽车型号或ABS系统不同时,故障码也不一样。
ECU的工作原理
ECU是ABS系统的控制中心,它的本质是微型数字计算机,一般是由两个微处理器和其他必要电路组成的、不可分解修理的整体单元,电脑的根本输入信号是四个轮速传感器送来的轮速信号,输出信号是:
给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号,如下列图:
1.ECU的防抱死控制功能
电子控制模块〔电脑〕有连续监测四个轮速传感器速度信号的功能。
电脑连续地检测来自全部四个轮速传感器传来的脉冲电信号,并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值,从这些数值中电脑可区别哪个车轮速度快,哪个车轮速度慢。
电脑根据四个轮子的速度施行防抱死制动控制。
电脑以四个轮子的传感器传来的数据作为控制根底,一旦判断出车轮将要抱死,它立即就进入防抱死控制状态,向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压,以控制轮缸上油路的通、断。
轮缸上油压的变化就调节了车轮上的制动力,使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死〔通与断的频率一般在3—12次/秒〕。
2.ECU的故障保护控制功能
首先,电脑能对自身的工作进展监控。
由于电脑中有两个微处理器,它们同时承受、处理一样的输入信号,用与系统中相关的状态——电脑的内部信号和产生的外部信号进展比较,看它们是否一样,从而对电脑本身进展校准。
这种校准是连续的,假设不能同步,就说明电脑本身有问题,它会自动停顿防抱死制动过程,而让普通制动系统照常工作。
此时,修理人员必须对ABS系统〔包括电脑〕进展检测,以及时找出故障原因。
图6是ABS系统电脑内部监控工作的简要图解。
来自轮速传感器①的输入信号同时被送到电脑中的两个微处理器②和③,在它们的逻辑模块④中处理后,输出内部信号⑤〔车轮速度信号〕和外部信号⑥〔给液压调节器的信号〕,然后根据这两种信号进展比较、校对。
逻辑模块④产生的内部信号⑤被送到两个不同的比较器⑦和⑧中〔每个处理器中有一个比较器〕,在那里进展比较,假设它们不一样,电脑将停顿工作。
微处理器②产生的外部信号⑥一路直接送到比较器⑦,另一路由液压调节器控制电路⑨经过反响电路⑩送到比较器⑧。
微处理器③产生的外部信号直接送到比较器⑦和⑧。
通过比较器进展比较,假设外部信号不能同步,ABS系统电脑将要关闭防抱死制动系统。
图6
ABS系统电脑不仅能监视自己内部的工作过程,而且还能监视ABS系统中其他部件的工作情况。
它可按程序向液压调节器的电路系统及电磁阀输送脉冲检查信号,在没有任何机械动作的情况下完成功能是否正常的检查。
在ABS系统工作的过程中,电脑还能监视、
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