论文--关于汽车ABS系统论文[1]

一.第一章ABS系统维修基础第一节ABS系统概述一、ABS系统的优点及种类ABS系统的原理是充分利用轮胎和地面的附着系数，提高汽车制动能力。它主要采用控制制动液压压力的方法，给各车轮施加最合适的制动力，以实现aa这一目的。ABS系统具有以下优点：ABS系统的第一个优点是能缩短制动距离。这是因为在同样的紧急制动情况下，ABS系统可以将滑移率控制在20％左右，即可获得最大的纵向制动力，缩短制动距离。ABS系统的第二个优点是增加了汽车制动时的稳定性。汽车在制动时，四个轮子上的制动力是不一样的，如果汽车的前轮抱死，驾驶员就无法控制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若汽车的后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至使汽车整个调头等严重事故。ABS系统可以防止四个轮子制动时被完全抱死，提高7汽车行驶的稳定性。资料表明，装有ABS系统的车辆，可使因车轮侧滑引起的事故比例下降8％左右。ABS系统的第三个优点是改善了轮胎的磨损状况。车轮抱死会造成轮胎杯形磨损，轮胎面磨耗也会不均匀，使轮胎磨损消耗费增加。经测定，汽车在紧急制动时，车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过一套ABS系统的造价。因此，装用ABS系统具有一定的经济效益。ABS系统的最后一个优点是使用方便，工作可靠。ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别。制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进AT．作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动，A13S系统会使制动状态保持在最佳点。应该注意的是：ABS系统工作时，驾驶员会感到制动踏板有颤动，并听到一点噪声，这些都属于正常现象。ABS系统工作十分可靠，并有自诊断能力。如果它发现系统内部有故障，就会自动记录，并使ABS故障警告灯点亮，让普通制动系统继续工作。维修人员可以根据ABS电控系统记录的故障(以故障码的形式输出)进行修理。ABS系统从目前看有以下种类：博世(Bosch)ABS系统、坦孚(Teves)ABS系统、德科(Delco)ABS系统和本迪克斯(Bendix)ABS系统，这四种系统都被广泛应用，而且还在不断发展、更新和换代。如果说还有其他种类的ABS系统，基本上也是上述四种系统中某一种的变型。德国博世公司早在20世纪70年代末就将自己研究生产的博世ABS系统应用在梅赛德斯·奔驰系列车上；到20世纪80年代末90年代初，博世公司的ABS系统又广泛应用于通用公司生产的各种系列车型上。尽管各公司ABS系统的类型不同，但它们都有相同的基本组成和基本工作原理，它们的主要区别是电子控制单元及控制线路不同。二、常用的ABS系统现在实用化的四轮ABS控制系统有博世、阿尔弗莱德·梯维斯(ATE)、本田4W—ALB、丰田的E5C和卢卡斯·柯林的SCS。1．控制通道博世公司、梯维斯公司的ABS系统与丰田的R5C采用在各个前轮中分别独立装有传感器、执行元件，其油压系统为双通道控制方式，即前二轮独立控制方式。后轮控制采用后轮传感器安装在各个车轮中的双通道控制方式，或在驱动系中装设单通道控制方式(这时，形成后二轮的平均车轮速度)。执行元件的油压系统也有双通道控制与单通道控制二种方式。后轮双通道传感器控制方式，是以易于锁止的车轮速度为基准进行控制的低选择方式(以速度较低的车轮为准)。属于具备双通道控制油压系的非独立控制方式，是对后二轮同时控制的一种方式。本田4W—ALB则采用前二轮、后二轮同时控制的双通道控制方式。前轮采用以较难锁止的车轮速度为基准进行控制的高选择方式；后轮则采用低选择方式。卢卡斯·柯林的SCS则采用左前轮与右后轮同时控制，右前轮与左后轮同时控制的双通道控制方式。……2．执行元件控制方式博世、梯维斯的ABS系统、丰田—ND的E_q3与本田4W—ALB都具有专用的电动泵；卢卡斯·柯林的2国产轿车ABS系统检修手册SCS则具有由驱动轴驱动的专用泵，以该泵为驱动泵，使执行元件进行工作，驱动油是动力转向油。本田4W—ALB、卢卡斯·柯林SCS、丰田—爱信ESC等采用使车轮轮缸一侧的油压管路的容积增加或减压的间接控制方式，而博世、梯维斯的ABS系统和丰田—ND的ESC则采用使车轮轮缸油压直接循环进行减压的直接撑制方式三、ARS系统的发展趋势1．传感器等附加装置现在许多ABS系统只备有车轮转速传感器(也称轮速传感器)，只用这种信号进行控制，这很难确保不同车辆的ABS性能。为了补偿控制功能的下降，在车辆上增加了检测前后轮或横向减速度的G传感器(减速度传感器)，改善了发动机怠速升高功能。如果能确保可靠性，这是一项极其有效的措施，不仅能补偿控制功能的不足，而且可以提高整个装置的功能。2．复合化梯维斯(ATE)防抱死制动系统的动力源是电动泵，内装执行元件。该动力源被应用在油压增压器中，形成动力源、油压增压器、制动主缸、电磁阀为一体的集中系统。几乎相同的装置被应用在卡迪拉克·阿兰特轿车上，这就是博世公司的ABSⅢ型ABS系统，奔驰汽车公司则采用在加速一侧利用ABS系统的电磁阀和节流阀来控制车轮滑移率的防侧滑系统并装用在批量生产的车型中。3．低成本化ABS系统已从高级轿车逐渐向中低档轿车普及。今后，为了向普及型轿车和商用车普及，要求ABS系统小型化、低成本，特别要减少执行元件的数量和传感器的通道数，并简化结构。4．将来动向可以预计，今后最新的控制技术是提高传感器技术的性能，增加新功能普及型ABS则尽量向确保必要功能、简化结构以降低成本的方向发展。今后的汽车通过信息收集处理，在安全性、经济性诸方面，可向驾驶者提供尽量多的信息和最佳的适应方法，在这方面，ABS系统担负着重要的使命。第二节ABS系统的结构组成及工作原理ABS系统通常由电控单元政U、液压控制单元(液压调节器)和车轮转速传感器。最初的模拟电路约由1000个电子元件组成，现在的ECU采用专用集成电路，混合集成电路，元件数量缩减到70个左右，大大减少了ECU的重量、体积和成本，提高了可靠性和生产率。随着生产技术及汽车电路可靠性的提高，原来的穿体安装结构已发展到表面安装结构，体积更小。(二)ECU的基本结构ECU由轮速传感器的输入放大电路、运算电路、电磁阀控制电路、稳压电源、电源监控电路、故障反馈。电路和继电器驱动电路几个基本电路组成。各电路的联接方式如图1—1至图1—3所示。1．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，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，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、右轮的两个信号送往运算电路。2．运算电路运算电路主要进行车轮线速度、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。安装在车轮上的传感器齿圈随着车轮旋转，轮速传感器便输出信号，车轮线速度运算电路接受信号并计算出车轮的瞬时线速度。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行比较运算，则得出滑移率及加减速度。电磁阀开启控制运算电路则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。3．电磁阀控制电路接受来自运算电路的减压、保压或增压信号，控制电磁阀的电流。稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路在蓄电池供给ECU内部所用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电路、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视，控制着继动电动机和继动阀门。出现故障信号时，关闭继动阀门，停止ABS系统工作，返回常规制动状态，同时仪表板上的ABS故障警告灯变亮，让驾驶员知道有异常情况发生。4．继电器和电控单元保护二极管5．故障警告灯系统带有两个故障警告灯，一个是红色制动故障警告灯，另一个是琥珀色(黄色)ABS故障警告灯。两个故障警告灯正常闪亮的情况如下：当点火开关在ON位置时，红色制动灯与琥珀色ABS灯几乎同时亮，制动灯亮的时间较短，ABS灯s)；起动汽车发动机后，蓄压器要蕴两灯泡会再亮一次，时间可达十几2，汽车起步时的检查，汽车起步时对重要的外围电路进行检查，若检查结果正常，ABS开始工作。(1)电磁阀功能检查幻让电磁阀工作，判断是否正常。2)比较各电磁阀的开、闭状态下的电阻，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．行驶中的定时检查行驶中定时的检查功能包括由微处理机进行的检查和外围电路本身的检查。如果有故障，由微处理机最后确认，与故障内容相对应的故障码被储存在ECU内的存储器中。(1)12V(载货车为24V)、5V电压监视识别供给的12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)继动阀动作监视ABS系统工作过程中，继动阀必定动作，ECU随时监视继动阀的工作情况。(3)运算电路中运算结果的对比检查ECU内部通常设有二套运算电路，同时进行运算和传递数据，利用各自的运算结果相互比较、互相监视，能够确保可靠性，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相互比较，这些结果必须相同。(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)脉冲频率信号的监视微处理机时钟信号的脉冲频率不能降低。(6)ROM数据的确定计算ROM数据之和，确认程序工作正常。4．自动诊断显示，如果安全保护电路检查出有异常情况，则停止ABS系统的工作，返回普通的制动方式(不使用ABS)，且ECU报告故障状态。这时ECU内的发光二极管、ABS故障警告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。专用诊断装置一般不装在车上，使用时，把它和装在车上的各种ECU(发动机、变速器、ABS等)用接线柱相连，选择匹配的通道，就能读出故障码。使用这种专用诊断装置，利用电磁阀或电动机，可在产品出厂检验时或定点维修厂很容易地判断出ABS系统的功能是否正常。汽车生产厂、汽车型号或ABS系统不同时，故障码也不一样。(四)ECU的工作原理ECU是ABS系统的控制中心，它是一台微型数字计算机，一般是由两个微处理器和其他必要电路组成，是不可分解修理的整体单元，电控单元的基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故障警告灯的信号，如图1—4所示。1．ECU的防抱死控制功能电控单元有连续监测四个轮速传感器信号的功能。电控单元连续地检测来自全部四个车轮速度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，从这些数值中电控单元可区别哪个车轮速度快，哪个车轮速度慢。电控单元根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电控单元以四个轮子的速度传感器传来的数据作为控制基础，一旦判断出车轮将要抱死，它立刻就进人防抱死控制状态，向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压，以控制制动轮缸(轮缸)上油路的通、断，轮缸上油压的变化就调节了轮上的制动力，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次渺)。一般情况下，防抱死控制采用三通道的方式，即前轮分别有两条油路控制，电控单元可对左前轮和右前轮分别进行ABS控制，后轮只有一条油路控制。电控单元只能对两个后轮进行集中控制(一旦有一个后轮将要抱死，电控单元同时对两个后轮进行防抱死控制)。2．ECU的故障保护控制功能电控单元中有两个微处理器，它们同时接收、处理相同的输入信号，用与系统中相关的状态——电控单兀的、内部信号和产生的外部信号进行比较，看它们是否相同，从而对电控单元本身进行校准。这种校准是连续的，如果不能同步，就说明电控单元本身有问题，它会自动停止防抱死制动过程，而让普通制