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文檔簡介
1、編號:CSDKZD01CSDKZD01肇慶科技職業技術學院ZHAO QING SCIENCE AND TECHNOLOGY POLYTEHNIC汽車底盤電控系統檢修-維護、檢修ABS+EBD+ASR+ESP系統實訓指導書實訓指導書1精品資料推薦注意事項1、電源使用本實驗系統中,ABS工作電源采用220V交流電,電動機電源采用380V交流電。2、制動系統的維護本實驗臺制動系統不提倡自行放空氣或制動片調整,原因是實驗臺的每個車輪質量太小 慣性太小,如果放空氣或制動片調整,容易導致四個車輪的制動力產生差距,在真實汽車上 山于慣性大,少量差距不會引起某車輪先抱死,但在該實驗臺上是會產生這種不良現象的。
2、 最終導致ABS故障燈點亮,ABS的功能消失。如果必須添加制動液,則應加注DOT4制動液,在加注制動液后,需保留較長時間在油 壺中,直至油壺中的制動液沒有氣泡之后才能踩剎制動系統,以免空氣進入制動管路。如果 確需放空氣則應找專業人員排放,以保證放空制動管道中的空氣。3、禁止強磁性物體接近ECU,防止干擾ABS正常工作。4、在進行維修時應關閉系統的總電源,嚴禁帶電撥插頭。5、強靜電物體及電焊機工作時,應關閉電源并撥下ECU插頭。學生實訓制度1. 實訓前必須預習實訓指導書,了解實訓U的和注意事項。2. 按預約時間進入實訓室,不得無故遲到、早退、曠課。3. 進入實訓室后應注意安全、衛生、不準喧嘩打鬧
3、、不準抽煙、不準亂寫亂畫亂扔紙屑、 不準隨地吐痰、不準擅自動儀器設備,或實訓過程中未按操作規程操作儀器設備,導致損壞 儀器設備者要照價賠償。4. 實訓時應嚴格遵守操作步驟和注意事項。若遇儀器設備發生故障,應立即向教師報告, 及時檢查,待排除故障后才能繼續實訓。5. 實訓過程中,同組同學應相互配合,認真紀錄;應獨立完成實訓報告。6. 實訓結束后,應將儀器設備、工具擦拭干凈,擺放整齊;協助做好實訓室清潔衛生。7. 不得將實訓室的工具、儀器、材料等物品攜帶出實訓室。7精品資料推薦維護、檢修ABS+EBD+ASR+ESP系統一、 項目編號:CSDKZD01二、 實訓課時:12學時三、 實訓目的(1)熟
4、悉轎車底盤中ABS+EBD+ASR+ESP系統的組成、結構及其工作原理,能分析與描述 它們的工作過程和電路分析;(2)熟悉轎車底盤電控系統檢測工具、設備、儀器等使用與維護知識;(3) 能維護、檢修ABS+EBD+ASR+ESP電控系統;(4)熟悉轎車底盤電控系統檢修、故障診斷與排除知識,能用專用檢測工具、設備、儀 器進行轎車底盤電控系統的故障診斷與排除。四、 實訓要求1. 學生在做實訓之前要先預習本指導書,在作業過程中要按分解順序擺放零部件并做相 應標記和紀錄。2. 學生58人分成一組,每組配一套工具,每23兩組配一位教師。教師先應采用邊示 范邊講解的教學方式,在學生動手做時,指導教師應指導、
5、規范學生的動作和程序。每位同 學必須嚴格按照本指導書給出的操作步驟和技術要求,動手完成規定的檢修任務。3. 通過學生寫實訓報告,歸納和總結ABS+EBD+ASR+ESP系統的組成、結構及其工作原理, 能分析與描述它們的工作過程和電路分析;能形成正確的系統檢修、故障診斷工作思路。并 作為“底盤電控系統檢修”課程的考核依據之一。五、 實訓設備ABS+EBD+ASR+ESP系統檢修中所需工具、量具、設備和輔料見表1。表1 ABS+EBD+ASR+ESP系統檢修中所需工具、量具設備和輔料清單項目名稱數量移動臺式工具箱6臺常用手動 工具、量具輪胎套簡、扭力扳手、開口扳手、活動扳手、梅花扳手、專用汕管扳手
6、、 套筒扳手、鯉魚鉗、尖嘴鉗、一字起子、十字起子、橡膠錘、鐵錘、油盆 等。6套工具專用工具 或儀器專用拉具、游標卡尺、電壓表、電流表、轉速表、氣壓表、數字萬用表、 X-431故障檢測儀6套輔料淸潔劑、制動液、棉紗、砂紙等適量ABS實驗臺架、具有ABS+EBD+ASR+ESP系統的車輛6輛設備7六、ABS+EBD+ASR+ESP系統工作原理簡介(一)ABS工作原理簡介箱品資料推薦3FLA120 IK116仔車制動與制 動液的描示燈25人16ABS/EBD電子控制SB(ABS ECU)tog詁諒卻詁站站詁詁冋淞系電動機1、系統概述本實驗臺系統在結合MK20- I型ABS基礎上,開發了實車制動狀態A
7、BS剎車過程實驗系 統、模擬狀態剎車實驗系統、油路電路原理圖示教系統及故障診斷系統等。其系統組成2、MK20- I型ABS各控制組成部件結構原理2.1電子控制系統桑塔納2000Gsi型轎車裝備的MK20- I型ABS的電子控制系統由右后輪速傳感器RR (G44)、右前輪速傳感器FR(G45)、左后輪速傳感器RL(G46)、左前輪速傳感器FL(G47)、 各種控制開關、防抱死制動與制動力分配控制單元(ABSECU)和ABS指示燈等組成,控 制電路如圖1. 1所示。NI3J N134 N135 N136 N99 N100 N10I N102ABS/EBD制器圖1.1ABS電子控制系統2. 1. 1
8、車輪速度傳感器簡稱輪速傳感器,其功用是檢測車輪轉速,并轉換為電信號輸入ABS ECU,用以計算車輪的圓周速度。常用輪速傳感器有磁感應式和差動霍爾效應式兩種。MK20- I型ABS的4只輪速傳感器 均采用磁感應式,其結構原理完全相同,都是山產生信號的傳感器磁頭和信號轉子兩部分組 成。傳感器磁頭山永久磁鐵、信號線圈(感應線圈)和線束插頭等組成;信號轉子為山磁鐵 材料制成的帶齒圓環,乂稱為齒圈轉子,在4只輪速傳感器齒圈轉子達到圓周上均制作有43 個凸齒,其工作原理如圖12所示。3015 X31制動燈開關左右肯 皿 陽衛 制動燈診斷接門YC3J JSA15ARS*S1810AK47 AB5 描施燈F9
9、4S示燈開關位指示f 燈開關42. 1. 2制動燈開關制動燈開關安裝在制動踏板旁邊,當駕駛員踩下制動踏板時,制動燈開關接通,將制動 信號輸入ABS ECU,同時接通汽車尾部的制動燈電路。2. 1. 3電控單元ABS ECU電控單元是ABS的控制中心,主要功能是接收輪速傳感器的輪速信號,通過數學計算和 邏輯判斷車輛的制動狀態,根據設定的控制邏輯輸出控制指令,控制制動壓力調節器調節制 動分泵的制動壓力。MK20- I型ABS的電子控制單元曲防抱死制動(ABS)和制動力分配(EBV)電控單元組 成,稱為ABS ECU,并與液圧調節器HCU組合成一體,簡稱HECU,外形如圖1.3所示。4 桃休結構HU
10、夬結構.回液泵電動機 N液壓調節器 3.防抱憂制動與制動力沁沁 ABS/EBO 電子控制器 4.iL廣擰制器線束插座5.回液:璉電幼機線擂頭圖1.3 HECU的結構組成精品資料推薦圖1.2輪速傳感器5MK20- I型防抱死制動與制動力分配(ABS/EBV)電控單元為模塊式結構,如圖1.4所示,梢品資料推薦6蕃電池巴口主要山主控CPU、輔控CPU、穩壓模塊電路、電磁閥電源模塊電路、電磁閥驅動模塊電路、回 液泵電動機驅動模塊電路、信號處理模塊電路元件安全保護電路等組成。ABS ECU采用了兩 個微處理器CPU,其中一個為16位主控CPU,另一個為8位輔控CPU,主要目的是保證ABS 的安全性。兩個
11、CPI;接收同樣的輸入信號,在運算處理過程中,通過對兩個微處理器的處理 結果進行比較,如果兩個微處理器處理結果不一致,微處理器立即發出控制指令使ABS退出 工作,防止系統發生邏輯錯誤。圖1.4ABS ECU的內部工作模塊信號處理模塊電路山低通濾波電路和整形放大電路等組成,其功用是對輪速傳感器輸入 的交變電壓信號進行處理,并傳送給主控CPU和輔控CPU。與此同時,信號處理電路還要接 收點火開關、制動燈、液位開關等外部信號。計算電路是ABS ECU的核心,主要山微處理器構成,其功用是根據輪速傳感器和控制開 關信號,按預先編制的程序進行數學計算和邏輯判斷,形成相應的控制指令,然后得出加(減) 速度、
12、初始車速、參考速度和滑移率形成相應和控制指令,再向電磁閥控制電路輸出制動圧 力“降低”、“保持”或“升高”的控制信號。汁算電路不僅能夠監測自己內部的工作過程,而且還能監測系統控制部件的工作不正常 時,立即向安全保護電路輸出指令,使ABS停止工作。驅動模塊電路的主要功用是將CPU發出的數字信號(如控制壓力升高、保持、降低信號) 進行功率放大并驅動執行元件(電磁閥、電動機)工作,實現制動壓力“升高”、“保持”或 降低”的調節功能。安全保護電路山電源監控、故障記憶和ABS指示燈驅動電路等組成。其主要功用是接收 蓄電池(或發電機)的電壓信號,監控電源電壓是否在穩定范圍內,同時將12V或14V電源艸快J
13、 1 半 ! CPlllmi通訊篌口控 CPUABS/EBD 液壓控制單元ABS揩彖燈車制動與 擁豹號位18示紡診斷糯座ABS/EBD 電子控制器主控CPUC16tt)取越桃 鼻動絃塊9!動頼塊底處開關7.箱品資料推薦.電壓變換為ECU工作需要的5V電壓。山于微處理器具有監測功能,該電路能根據微處理器輸出的指令,對有關繼電器電路、ABS指示燈電路進行控制。當發現影響ABS工作的故障(如電源電壓、輪速傳感器信號、計 算電路、電磁閥控制電路等出現異常)時,CPU就會發出指令使ABS停止工作,恢復常規制 動功能,起到失效保護作用。同時接通儀表盤上的ABS指示燈使ABS指示燈發殼,提醒駕駛 員ABS及
14、時檢修。ABS ECU具有故障記憶功能,當ECU監測到ABS出現故障時,除控制執行 上述動作外,還要將故障信息編成代碼存儲在存儲器中,以備自診斷時讀取故障代碼,供維 修診斷參考。2. 2液壓控制系統MK20- I型ABS的液壓控制系統山液壓調節器(制動壓力調節器)HCU和制動管路等組成。 制動管沿用原桑塔納2000Gsi型轎車采用的交義分布形式,控制油路如圖1. 5所示。圖1.5 ABS的液壓控制系統組成液壓調節器是電子控制系統的執行元件,山閥體、電磁閥、低壓儲液器、回液泵和直流 電動機組成。閥體采用多復合孔技術將液壓元件連成通路,結構十分緊湊。液壓調節器設在 制動總泵(主缸)與車輪制動分泵(
15、輪缸)之間,主要功用是根據ABS ECU的控制指令。自 動調節制動分泵(輪缸)的制動壓力。液壓調節器根據調壓方式不同分為流通式和變容式兩種,MK20- I型ABS的液壓控制系 統的液壓調節器為流通式液壓調節器,乂稱為循環式或環流式。流通式的特點是在制動總泵 (和制動助力器)與制動分泵之間串聯一個或兩個電磁閥,山電磁閥根據ABS ECU指令,通 過控制制動液的流通情況來調節制動分泵圧力,“減壓”時使制動分泵的制動液回流到制動總86.梢品資料推薦.泵(或儲液器);“保壓”時制動分泵的制動液不流出也不流入;“增壓”時使制動總泵(或儲 液器)的制動液流入制動分泵。2. 2. 1電磁閥MK20- I型A
16、BS的制動壓力調節器采用了 8只兩通電磁閥。在通向每一個車輪制動分泵 的管路中,都設有一個進液電磁閥(簡稱進液閥)和一個回液電磁閥(簡稱回液閥),4只進 液閥為常開電磁閥,4只回液閥為常閉電磁閥。山于回液電磁閥閥門打開時將使制動分泵內 的制動液壓力降低,因此回液閥乂稱為降壓電磁閥(簡稱降壓閥)(1)兩位兩通電磁閥結構特點兩位兩通常開電磁閥與常閉電磁閥的結構基本相同,如圖1.6所示,主要山電磁鐵機 構、球閥、復位彈簧、頂桿、泄壓單向閥和閥體等組成。在電磁線圈未通電時,常開電 磁閥的球閥與閥座處于分離狀態,常閉電磁閥的球閥與閥座處于接觸狀態。在常開電磁閥中,設有一根頂桿和限位桿與活動鐵心固定在一起
17、,復位彈簧一端壓在 活動鐵心上,另一端壓在與閥體相連的彈簧座上。泄壓單向閥的功用是限制電磁閥的最 高壓力。當制動液過高時,泄壓單向閥門打開泄壓,以免壓力過高損壞電磁閥。在兩位 兩通常閉電磁閥中,一般不設置泄壓單向閥。圖1.6電磁閥的內部工作原理(2)兩位兩通電磁閥丄作情況兩位兩通常開與常閉電磁閥的工作原理基本相同,下面以常開電磁閥為例說明其工作 過程。肖電磁線圈未通電時,在復位彈簧彈力作用下,活動鐵心帶動頂桿和限位桿下移復位,冋瘦口進液口C通總X)出液口 (通分泵78(b)烤閉電磁閥4球閥 5復位彈黃 6電4進液口 L (通分M)S3)常開電磁閥1.頂桿 N殼體 3限準閥磁線圈 K閥體 &活動
18、鐵心 9.限位桿出楝口(通總泵)19接制動分柬喪制動總乘 柱塞蒙(G柱家上行時儲液(b)柱塞下行時回液直到限位桿與緩沖墊圈相抵為止。頂桿下移時,球閥隨之下移,使電磁閥閥門處于開啟 狀態,制動液從進液口經球閥閥門、出液口流出。當電磁線圈有電流流過時,活動鐵心產生電磁吸力,壓縮復位彈簧并帶動頂桿一起上 移,頂桿將球閥壓在閥座上,電磁閥閥門處于關閉狀態,進液口之間的制動液通道關閉。由上可見,該電磁閥是根據電磁線圈通電和斷電,使球閥處于開啟和關閉兩個位置或 兩種狀態,同時山有進液口與出液口兩條道路,因此稱為兩位兩通電磁閥。如果球閥在 電磁線圈未通電時處于開啟狀態,那么就稱為兩位兩通常開電磁閥,如果電磁
19、線圈未通 電時,球閥處于關閉狀態,那么就稱為常閉電磁閥。2. 2. 2儲液器與電動回液泵儲液器乂稱為儲液罐,分為低壓儲液器和高壓儲液器兩種,分別與不同型式的制動壓力 調節器配用。低壓儲液器主要用于儲存ABS減壓過程中從制動分泵流回的制動液,同時衰減 回流制動液的圧力波動。高壓儲液器通常稱為蓄壓器,用于儲存制動時所需的高圧制動液。 高壓儲液器大多為黑色氣囊,它是制動系統的能源,故乂稱為蓄能器。MK20- I型ABS采用 了彈簧活塞式低壓儲液器,以便衰減制動液壓力脈動。電動回液泵為柱塞泵,山四級四刷式 永磁直流電動機驅動。(3)儲液器與電動回液泵的結構低壓儲液器設有一個活塞和彈簧。電動回液泵山稱為
20、電動泵或回液泵,山永磁式直流 電動機與柱塞泵組成。電動機根據ABS ECU的控制指令,通過凸輪驅動柱塞在泵套內上 下運動,如圖17所示。圖17 電動回液泵的工作原理(4)儲液器與電動回液泵的工作原理在ABS工作過程中,當需要制動壓力降低時,ABS ECU控制液壓調節起的回液閥(降壓提制動分乘進液隔 (單向閥)出液閥 單向闋)凸輪/、 柱 35(8)ttSS精品資料推薦10閥)打開,具有一定壓力的制動液就會從制動分泵經液壓調節器的回液閥流入儲液器和 柱塞泵。與此同時,ABS ECU控制電動回液泵轉動,驅動柱塞泵的凸輪隨電動泵旋轉而轉 動。當凸輪驅動柱塞上升時,柱塞泵的進液單向閥打開,回液單向閥在
21、彈簧彈力作用下關 閉,制動液流入柱塞泵泵腔,如圖1.7 (a)所示。當柱塞下行時,泵腔內制動液壓力升 高,克服出液單向閥彈簧彈力將出液單向閥打開,制動液壓入制動總泵,如圖1.7 (b) 所示。山于電動泵的主要功用是將制動液泵回制動總泵,所以稱為電動回液泵。制動液流入儲液器時,推動活塞并壓縮彈簧向下移動,使儲液器容積增大,暫時儲存 制動液,可以減小回流制動液的壓力波動。例:MK20- 1型屈5系統MK20- I型ABS是美國ITT公司的產品,1995年在美國問世,1996年推向歐洲,U 前在國內“時代超人”等多種車型釆用,其突出的特點有:模塊化結構設計,實現控制單元(ECU)、液壓單元(HCU)
22、和回液泵的集成;用C語言編寫系統控制軟件,以軟件模塊方式加密固化在控制單元中;閥體多復合孔技術,布置更加緊湊合理;電磁閥集成于液壓與控制單元(HECU)內部,省去了電磁閥與控制器之間的連接 導線,釆用大功率集成電路直接驅動電磁閥和回液泵電機,省去了繼電器;控制器內部集成有故障存儲器,并有故障診斷接口,借助專用測試儀器可進行故障 自診斷等項目。防抱死制動系統是電子控制防抱死制動系統的簡稱,是一種主動安全裝置,其英文 名稱是 Anti-lock Braking System (防鎖死制動系統)或 Anti-lock Braking System (防滑 移制動系統),縮芻為ABS。ABS技術是英國
23、人霍納摩爾1920年研制發明并申請有專利,早在20世紀30年代,ABS就已在鐵路機車的制動系統中應用,口的是防止車輪在制動過程中抱死,導致車輪 與鋼軌局部急劇摩擦而過早損壞。20世紀40年代末期,為了縮短飛機著陸時的滑行距 離、防止機輪在制動時跑偏、甩尾和輪胎劇烈磨耗,飛機制動系統開始采用ABS,并很 快成為飛機的標準裝備。汽車上最早采用ABS的是美國福特(Ford)汽車公司,該公司 于1970年采用格爾斯赫依斯公司生產的ABS,裝備在1970款Lincoln Continental (林 肯大陸)牌轎車上。1、防抱死制動系統ABS的功用精品資料推薦11電子控制防抱死控制系統的功用是:在汽車制
24、動過程中,自動調節車輪的制動力,防止 車輪抱死,從而獲得最佳制動性能(縮短制動距離、提高方向穩定性和增強轉向控制能力), 減少交通事故。防抱死制動系統的組成汽車防抱死制動系統山常規制動系統、電子控制系統和制動壓力調節系統三部分組成。 桑塔納2000Gsi型時代超人轎車裝備的MK20- I型防抱死制動系統是在桑塔納2000Gsi型轎 車常規制動系統的基礎上,增設一個電子控制系統和一個制動壓力調節器構成,如圖1.9所 示,主要山前后車輪速度傳感器、防抱死制動與制動力分配電控單元(ABS ECU)、制動壓 力調節器和ABS指示燈等組成。圖1.9桑塔納ABS控制系統的組成裝備MK20- I型ABS后,
25、常規制動系統的真空助力器、前后輪制動器、制動操作機構的 結構及尺寸與未裝ABS的桑塔納2000Gli型轎車的制動系統完全相同,只有制動總泵(主缸) 有所改進。車輪速度傳感器乂稱為車輪轉速傳感器或輪速傳感器,是ABS必須的傳感器,其功用是 檢測車輪的運動狀態,將車輪轉速變換為電信號輸入ABS ECUo 一個ABS設有2-4只車輪 速度傳感器,桑塔納2000Gsi型轎車ABS設有4只車輪速度傳感器。防抱死制動 ABS與制動力分配EBV控制系統的電子控制單元ECU( Electronic Control Unit) 乂稱為ABS ECUo主要功用是接收輪速傳感器和各種開關信號,計算車輪速度和滑移 率
26、,并輸出控制指令控制制動圧力調節器等執行元件動作。ABS ECU具有失效保護和故障自 診斷功能,一旦發現ABS故障時,將終止ABS工作,恢復常規制動。與此同時,還將控制 ABS故障指示燈發亮指示,提醒駕駛員及時進行修理。制動壓力調節器乂稱為液壓調節器,是ABS的主要執行元件。其功用是接受ABS ECU 的控制指令,驅動制動壓力調節器中的電磁閥動作,同時驅動回液泵電動機轉動等,使制動 精品資料推薦12壓力“升高”、“保持”或“降低”,從而達到自動調節制動壓力,實現防抱死制動的U的。ABS是在原山制動裝置的基礎上增加一套電子控制裝置形成的,其工作也是在常規制動 過程的基礎上進行的,在制動過程中,當
27、車輪還未趨于抱死時,其制動過程與常規制動過程 完全相同。只有當車輪趨于抱死時,ABS才對制動壓力進行調節。因此,當ABS發生故障時, 如果常規制動裝置正常,那么常規制動裝置照樣具有制動功能。但是,如果常規制動裝置發 生故障,ABS將隨之失去控制作用。2、MK20- I型ABS的結構特點MK20-【型ABS是上海汽車制動系統有限公司引進德國戴維斯(TEVES)公司技術合資生 產的帶有防抱死制動(ABS)、制動力分配控制(EBV)和自診斷功能的防抱死制動系統,1997 年2月正式投產,已經裝備桑塔納2000Gsi型轎車的MK20- I型ABS具有以下特點:(1)采用三通道四傳感器控制系統,其中兩詢
28、輪獨立控制、兩后輪按低選原則控制。在制 動系統中,制動壓力能夠獨立進行調節的制動管稱為控制通道。需要特別注意的是:MK20-I型ABS是在原桑塔納2000Gli型轎車常規制動系統的基礎上改進而成,山于原車制動管采 用液壓雙管路對角線型式(即X型)布置,因此容易誤認為是四通道獨立控制系統。事實上 在改進成為電子控制防抱死制動系統后,控制左后輪和右后輪制動圧力的電磁閥均采用同一 個信號進行控制,所以仍然屬于三通道控制系統,而且兩后輪是按低選原則進行控制。(2) 控制防抱死制動系統控制車輪的方式分為“輪控式”與“軸控式”兩種。每個車輪各 占用一個控制通道的稱為“輪控式”(獨立控制式或單輪控制式)。兩
29、個車輪占用一個控制通 道的稱為同時控制,當同時控制的兩個車輪在同一軸上時,稱為“軸控式”。(3) 軸控式乂分為“低選控制(SL)”和“高選控制(SH)”兩種。在采用軸控式的ABS 中,當左、右車輪行駛在附著系數不同的路面上,山于左右車輪與路面之間的附著力不同, 因此左右車輪在制動時抱死的時機就會不同,附著系數小的車輪就先抱死,附著系數大的車 輪就后抱死。如果以保證附著系數較小的車輪不發生抱死為原則來調節制動壓力,這兩個車 輪就是按低選原則來進行控制,簡稱“低選控制(SL)”;如果以保證附著系數較大的車輪不 發生抱死為原則來調節制動壓力,這兩個車輪就是按高選原則來進行控制,簡稱“高選控制(SH)
30、”。口前大多數的轎車均采用“低選控制(SL)”,如桑塔納2000Gsi、奧迪100、200型、 紅旗和捷達等。ABS對兩后輪采用低選原則控制可以保證汽車在各種條件下,左右兩個后輪制動力相等。 即使兩側車輪的附著力相差較大,兩個車輪的制動力也能限制在附著力較小的水平,使兩個 后輪的制動力始終保持平衡,從而保證汽車在各種條件制動時,都具有良好的方向穩定性。 精品資料推薦13雖然兩后輪按低選原則控制存在后輪附著系數較大一側的附著力并不能充分利用,汽車的總 制動力有所減小的問題,但是在緊急制動時,山于發生軸荷前移,在總制動力,后輪制動力 所占比重較小,尤其是小轎車,前輪的附著力比后輪的附著力大得多,后
31、輪制動力通常只占 總制動力的30%左右。因此,后輪附著力未能充分利用對汽車的總制動力影響不大。ABS對兩前輪進行獨立控制,主要是考慮到小轎車(特別是前輪驅動轎車)前輪制動力 占總制動力的比重較大(可達70%左右),可以充分利用兩前輪的附著力,一方面使汽車獲得 盡可能大的總制動力,有利于縮短制動距離,另一方面可使制動中兩前輪始終保持較大的橫 向附著力,使汽車保持良好的轉向控制能力。盡管兩前輪獨立控制可能導致兩前輪制動力不 平衡,但山于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛方向穩定性影響相對較小,而且可以通過駕駛 員的轉向操縱進行修正。正因如此,三通道ABS在小轎車上普遍釆用。(4) 液壓調節器(制動壓力調
32、節器)與制動總泵釆用分離式結構。MK20- I型ABS的液壓 調節器與制動總泵分離,二者之間用制動管路連通,便于維修和更換零部件。(5) 防抱死制動系統的優點MK20- I型ABS是根據車輪滑移率變化來自動調節制動壓力。在制動中,當車輪趨于抱 死即滑移率進入非穩定區時,ABS能迅速降低制動壓力,使滑移率恢復到靠近理想滑移率的 穩定區域,通過自動調節制動力,使車輪滑移率保持在理想滑移率附近的狹小范圍,從而獲 得最佳制動效果。因此ABS具有以下優點:縮短制動距離。ABS能保證汽車在雨后、冰雪及泥濘路面上獲得較高的制動效果,防止 汽車側滑甩尾(松散的沙土和積雪很深的路面除外);保持汽車制動時的方向穩
33、定性;保持汽車制動時的轉向控制能力;減少汽車制動時輪胎的磨損。ABS能防止輪胎在制動過程中產生劇烈地拖痕,提高輪胎 使用壽命;減少駕駛員的疲勞強度,特別是汽車制動時的緊張情緒。例:桑塔納2000Gsi型ABS控制原理與控制過程1、ABS控制方式電子控制防抱死制動系統ABS都是根據車輪減速度以及滑移率是否達到某一設定值來 判定車輪是工作在附著系數-滑移率曲線(屮B-S曲線)的穩定區域還是工作在非穩定區域,并 通過調節制動分泵的制動液壓力,充分利用輪胎-道路附著力將車輪滑移率控制在10%-30% 的穩定區域范圍內,從而得到最佳制動性能。精品資料推薦14輪胎-道路接觸面之間的附著系數和滑移率是影響制
34、動效果的重要參數。現有ABS實用 技術還不能直接測量輪胎-道路附著系數和滑移率,這是因為測量輪胎-道路附著系數需要使 箱品資料推薦15用五輪儀,測量汽車實際速度需要使用價格昂貴的多普勒靂達或加速度傳感器,因此防抱死 制動普遍采用自適應控制方式來實現近似理想控制過程。其控制方法是預先設定車輪速度和 存儲在存儲器中的制動開始時的汽車速度訃算車輪的參考滑移率。ABS 作時,將這些控制 參數與預先設定的閥值(乂稱門限值)進行比較,根據比較結果控制制動壓力調節器的電磁 閥動作來改變制動壓力大小,并在控制過程中記錄前一控制周期(在制動過程中,從制動壓 力保持、降低到升高為一個控制周期)的各個控制參數,再根
35、據這些參數數值確定下一個控 制周期的控制條件。2、車輪滑移率與附著系數的關系2. 1車輪滑移率S及其影響因素當汽車勻速行駛時,實際車速V (即車輪中心的縱向速度)與車輪速度Vw (即車輪流動 的圓周速度)相等,車輪在路面上的運動為純滾動運動。然而,當駕駛員踩下制動踏板后, 在制動器摩擦力矩的作用下,車輪的角速度減小,實際車速與車輪速度之間就會產生一個速 度差,輪胎就會產生相對滑移,滑移程度用滑移率S來表示,其表達式為S= (V-Vw; /VxlOO%= (1-Vw/V) xlOO%= (1-rw/V) xlOO%式中s-一車輪滑移率v車速(車輪中心縱向速度m/s)Vw-車輪速度(車輪瞬時圓周速
36、度Vw= rw m/s)r車輪半徑(m)w-車輪轉動角速度(rad/s)當V二Vw時,滑移率S=0,車輪自曲滾動;當V=0時,滑移率S=100%,車輪完全抱死滑移;當VVw時,滑移率0S /VxlOO%= (1-Vw/V) xlOO%= (1-rw/V) xlOO%式Vw中是車輪圓周速度;V是車身瞬時速度。滑移率與縱向附著系數的關系山圖2可1840406 6? ?習蹲一 濕離麗j 、 濕混殺土矗、干瀝沓路0 0 8 8 6 6 4-.24-.2 r r o o oc.ioc.i O O Pg期強#?甚左總赫龜-2020亠于瀝M単程踐土畸 二遜亦“ 二地糾動時的揃轉率sw1.0圖2.1滑移率與縱
37、向附著系數的關系附著系數隨路面的不同而呈大幅度的變化;在各種路面上,S=20%左右時,附著系數達到峰值;上述趨勢無論制動還是驅動兒乎一樣。ASR系統就是利用控制器控制車輪與路面的滑移率,防止汽車在加速過程中打滑,特別 是防止汽車在非對稱路面或轉彎時驅動輪的空轉,以保持汽車行駛方向的穩定性,操縱性和 維持汽車的最佳驅動力以及提高汽車的平順性。2.ASR系統與ABS系統的區別ASR和ABS都是控制車輪和路面的滑移率,以使車輪與地面的附著力不下降,因此兩系 統釆用的是相同的技術,它們密切相關,常結合在一起使用,共享許多電子組件和共同的系 統部件來控制車輪的運動,構成行駛安全系統。ASR系統與ABS系
38、統的不同主要在于:(1)ABS系統是防止制動時車輪抱死滑移,提高制動效果,確保制動安全;ASR 系統(TRC)則是防止驅動車輪原地不動而不停的滑轉,提高汽車起步、加速 及滑溜路面行駛時的牽引力,確保行駛穩定性。(2) ABS系統對所有車輪起作用,控制其滑移率;而ASR系統只對驅動車輪起制 動控制作用。.箱品資料推薦.(3) ABS是在制動時,車輪出現抱死情況下起控制作用,在車速很低(小于8km/h) 時不起作用;而ASR系統則是在整個行駛過程中都工作,在車輪出現滑轉時 起作用,當車速很高(80120 knVh)時不起作用。0.4P.60 204060801000.2193.汽車防滑轉電子控制系
39、統常用控制方式(1)發動機輸出功率控制:在汽車起步、加速時,ASR控制器輸出控制信號,控制發動機輸出功率,以抑制驅動輪滑 轉。常用方法有:輔助節氣門控制、燃油噴射量控制和延遲點火控制。(2)驅動輪制動控制:直接對發生空轉的驅動輪加以制動,反映時間最短。普遍采用ASR與ABS組合的液壓控 制系統,在ABS系統中增加電磁閥和調節器,從而增加了驅動控制功能。(3)同時控制發動機輸出功率和驅動輪制動力:控制信號同時起動ASR制動壓力調節器和輔助節氣門調節器,在對驅動車輪施加制動力 的同時減小發動機的輸出功率,以達到理想的控制效果。(4) 防滑差速鎖(LSD: Limited-Slip-Differen
40、tial)控制:LSD能對差速器鎖止裝置進行控制,使鎖止范圍從0%100%。當驅動輪單邊滑轉時,控 制器輸出控制信號,使差速鎖和制動壓力調節器動作,控制車輪的滑移率。這時非滑轉車輪 還有正常的驅動力,從而提高汽車在滑溜路面的起步、加速能力及行駛方向的穩定性。在差速器向驅動輪輸出驅動力的輸出端,設置一個離合器,通過調節作用在離合器片上的 液壓壓力,便可調節差速器的鎖止程度,如圖2.2所示。圖 2.2防滑差速鎖(LSD: Limited-Slip-Differential)控制(5)差速鎖與發動機輸出功率綜合控制:.箱品資料推薦.差速鎖制動控制與發動機輸出功率綜合控制相結合的控制系統可根據發動機的
41、狀況和車 輪滑轉的實際情況釆取相應的控制達到最理想的控制效果。204.ASR的基本組成與工作原理(1)ASR的基本組成:ECU (ASR電控單元);執行器(制動壓力調節器、節氣門驅動裝置); 傳感器(車輪輪速傳感器、節氣門開度傳感器),如圖2.3所示。圖2.3 ASR的基本組成(2) ASR的工作原理車速傳感器將行駛汽車驅動車輪轉速及非驅動車輪轉速轉變為電信號,輸送給電控單元 ECU。ECU根據車速傳感器的信號計算驅動車輪的滑移率,若滑移率超限,控制器再綜合考 慮節氣門開度信號、發動機轉速信號、轉向信號等因素確定控制方式,輸出控制信號,使相 應的執行器動作,使驅動車輪的滑移率控制在目標范圍之內
42、。ASR的傳感器1車輪輪速傳感器:與ABS系統共享。2節氣門開度傳感器:與發動機電控系統共享。3 ASR選擇開關:ASR專用的信號輸入裝置。ASR選擇開關關閉時ASR不起作用。 ASR的電子控制單元(ECU)ASR的ECU也是以微處理器為核心,配以輸入輸出電路及電源等組成。ASR與ABS的 一些信號輸入和處理是相同的,為減少電子器件的應用數量,ASR控制器與ABS電控單元常 組合在一起,如圖2.4所示。21精品資料推薦二位電冏二位電孫閥圖2.4 ABS/ASR組合電子控制單元(ECU)ASR系統的執行機構1制動壓力調節器(1)單獨方式的ASR制動壓力調節器單獨方式的ASR制動壓力調節器與ABS
43、制動壓力調節器在結構上各自分開,ASRECU通過電磁閥的控制實現對驅動輪制動力的控制,如圖2.5所示。圖2.5單獨方式的ASR制動圧力調節器右忌輪轉速傳至棉 左詢輪轉逢傳&五 右前倫轉速傳麗 花肪槍錢連傳乂褐TRAC工祚衍示燈 TRAU關麗惹廠TKACmittC&.a少進電功機箱品資料推薦22(2)單獨方式的ASR制動壓力調節器工作過程1) 正常制動時ASR不起作用,電磁閥不通電,閥在左位,調壓缸的活塞被回位彈簧推至右 邊極限位置。2) 起步或加速時若驅動輪出現滑轉需要實施制動時,ASR使電磁閥通電,閥至右位,蓄壓器 中的制動液推活塞左移。3) 壓力保持過程:此時電磁閥半通電,閥在中位,調壓缸
44、與儲液室和蓄壓器都隔斷,于是活 塞保持原位不動,制動壓力保持不變。4) 壓力降低過程:此時電磁閥斷電,閥回左位,使調壓腔右腔與蓄壓器隔斷而與儲液室接通, 于是調壓缸右腔壓力下降,制動壓力下降。(3)組合方式的ASR制動壓力調節器 ABS/ASR組合壓力調節器ABS/ASR組合壓力調節器如圖2.6所示。圖2.6ABS/ASR組合壓力調節器(4)組合方式的ASR制動壓力調節器工作過程1) ASR不起作用時,電磁閥I不通電,ABS起制動作用并通過電磁閥I【和電磁閥I【來調節 制動壓力。2) 驅動輪滑轉時,ASR控制器使電磁閥I通電,閥移至右位,電磁閥II和電磁閥III不通電, 閥仍在左位,于是,蓄壓
45、器的壓力油通入驅動輪制動泵,制動壓力增大。箱品資料推薦233) 需要保持驅動輪制動壓力時,ASR控制器使電磁閥I半通電,閥至中位,隔斷蓄壓器及24ESP是在大眾、奧迪、.梢品資料推薦.制動總泵的通路,驅動輪制動分泵壓力保持不變。4)需要減小驅動輪制動壓力時,ASR控制器使電磁閥II和電磁閥III通電,閥移至右位,接 通驅動車輪制動分泵與儲液室的通道,制動壓力下降。2節氣門驅動裝置(1) ASR控制系統通過改變發動機輔助節氣門的開度來控制發動機的輸出功率,如圖2.7所示。(2) 節氣門驅動裝置由步進電機和傳動機構組成。步進電機根據ASR控制器輸出的控制脈沖 轉動規定的轉角,通過傳動機構帶動輔助節
46、氣門轉動。控制過程如下:ASR不起作用時,輔 助節氣門處于全開位置,當需要減少發動機驅動力來控制車輪滑轉時,ASR控制器輸出信號 使輔助節氣門驅動機構工作,改變輔助節氣門開度。(四)ESPT作原理簡介1.概述電子穩定程序控制系統(Electronic Stability Program,簡稱ESP)屬于車輛的主動安全.人們 也可稱之為動態駕駛控制系統簡單地說它是一個防滑系統.ESP能夠識別車輛不穩定狀態, 并通過對制動系統、發動機管理系統和變速箱管理系統實施控制,從而有針對性地彌補車輛 滑動。奔馳車型上使用此簡稱。在其它車型上,相同或相近功用的系統采用了不同的名字。如:圖2.7 節氣門驅動裝置
47、25DynamicStabilityControl(DSC)-BMWVehicleStabilityControl(VSC)-ToyotaVehicleStabilityAssist(VSA)-HondaAutomatic Stability Management SystemDriving Dynamic Control2.ESP作用(1) 實時監控:ESP是一個實時監控系統,它每時每刻都在處理監控駕駛員的操控、路面反應、 汽車運動狀態,并不斷向發動機和制動系統發出指令。(2) 主動干預:主動調控發動機的轉速并可調整每個車輪的驅動力和制動力,以修正汽車的 過度轉向和轉向不足。(3) 預警:E
48、SP還有一個實時警示功能,當駕駛員操作不當和路面異常時,它會用警告燈警示 駕駛員。3.電子穩定系統ESP的組成汽車電子穩定系統一般主要曲傳感器(輪速傳感器、G (加速度)傳感器、橫擺率傳感器、 轉向角傳感器、制動液壓傳感器、節氣門位置傳感)、電子控制單元、執行器及警示裝置組成, 如圖2.8所示。圖2.8電子穩定系統零件位置及其組成1前輪速度傳感器2前輪速度傳感器接線3電子控制單元(ECU)4-液壓調節器總成5方向盤轉角傳感器6-橫向偏擺率傳感器267后輪速度傳感器信號環8后輪速度傳感器4.ESP的基本工作原理汽車在轉彎過程中會出現打滑現象,當后輪出現打滑時產生轉向過度,當前輪出現打滑時 產生轉
49、向不足。當以上兩種情況出現時,汽車電子穩定系統就開始工作。電子控制單元通過方向盤轉角傳感器確定駕駛員想要的行駛方向;通過車輪速度傳感器和 精品資料推薦27橫向偏擺率傳感器來訃算車輛的實際行駛方向。當電子穩定程序檢測到車輛行駛軌跡與駕駛 員要求不符時,電子穩定程序將首先利用牽引力控制系統中的發動機扭矩減小功能并向發動 機控制模塊發送一個審行數據通信信號,請求減小發動機扭矩。如果電子穩定程序仍然檢測 到車輪側向滑移,則電子穩定程序將實行主動制動干預。(1)轉向過度當汽車在行駛過程中,由于意外造成轉向過度,而使后輪打滑車輛拋出轉彎曲線,此時ESP 系統把制動力加到外側前輪,使車輛的轉彎力量減小,同時使后輪的打滑現象也減少。方向盤轉角傳感器向電子控制單元發送一個駕駛員想要轉向的信號,橫向偏擺率傳感器檢 測到車輛開始打轉,同時車輛后端開始產生滑移,說明車輛開始轉向過度,電子穩定程序將 實行主動制動干預,如圖2.8所示。圖2.8 轉向過度(2)轉向不足當汽車行駛過程中,如果出現前輪打滑,電子控制單元會發出指令降低發動機轉矩,并給 內側前輪加制動力,使其向內側移動,以達到駕駛穩定的U
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