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求一篇關于汽車防抱死制動系統(ABS)的論文

: 問提問者：網友 | 2022-02-25

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ABS系統的結構組成及工作原理分析摘要:本文主要介紹汽車防抱死制動系統的定義、結構組成及工作原理分析，同時還介紹ABS系統的電子控制部分的組成和原理，輪速傳感器，液壓控制裝置的組成和原理;并能進行控制電路的分析。關鍵詞:ABS系統組成原理控制電路一、前言ABS(Anti-locked Braking System)防抱死制動系統，它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統，現代汽車上大量安裝防抱死制動系統，ABS既有普通制動系統的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態(tài)下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩(wěn)定性，防止產生側滑和跑偏，是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。ABS系統主要由傳感器、電子控制裝置和執(zhí)行器三個部分組成。表1 ABS系統各組成部件的功能組成元件功能傳感器車速傳感器檢測車速，給ECU提供車速信號，用于滑移率控制方式輪速傳感器檢測車輪速度，給ECU提供輪速信號，各種控制方式均采用減速傳感器檢測制動時汽車的減速度，識別是否是冰雪等易滑路面，只用于四輪驅動控制系統執(zhí)行器制動壓力調節(jié)器接受ECU的指令，通過電磁閥的動作實現制動系統壓力的增加、保持和降低液壓泵受ECU控制，在可變容積式制動壓力調節(jié)器的控制油路中建立控制油壓;在循環(huán)式制動壓力調節(jié)器調節(jié)壓力降低的過程中，將由輪缸流出的制動液經蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作時制動踏板行程發(fā)生變化。ABS警告燈ABS出現故障時，由EUC控制將其點亮，向駕駛員發(fā)出報警，并由ECU控制閃爍顯示故障代碼ECU接受車速、輪速、減速等傳感器的信號，計算出車速、輪速、滑移率和車輪的減速度、加速度，并將這些信號加以分析、判別、放大，由輸出級輸出控制指令，控制各種執(zhí)行器工作二、電子控制系統2.1傳感器的結構型式與工作原理(一) 轉速傳感器齒圈與輪速傳感器是一組的，當齒圈轉動時，輪速傳感器感應交流信號，輸出到ABS電腦，提供輪速信號。輪速傳感器通常安裝在差速器、變速器輸出軸、各車輪輪軸上。輪速傳感器在車輪上的安裝位置輪速傳感器是由傳感頭和齒圈等組成。(二) 橫向加速度傳感器有一些ABS系統中裝有橫向加速度傳感器，因里面主要開關觸點組成，因而一般稱為橫向加速度開關。外形如圖1所示。橫向加速度低于限定值時，兩觸點都處于閉合狀態(tài)，插頭兩端子通過開關內部構成回路，當汽車在高速急轉彎過程中，橫向加速度超過限定值時，開關中的一對觸點在自身慣性力的作用下處于開啟狀態(tài)，插頭兩端子之間在開關內部形成斷路，此信號輸入ECU后可對制動防抱死控制指令進行修正，以便有效地調節(jié)左右車輪制動輪缸的液壓，使ABS更有效地工作。此裝置在較高級的轎車和跑車上采用較多。圖1(三) 減速度傳感器目前，在一些四輪驅動的汽車上，還裝有汽車減速度傳感器，又稱G傳感器。其作用是在汽車制動時，獲得汽車減速度信號。因為汽車在高附著系數路面上制動時，汽車減速度大，在低附著系數路面上制動時，汽車減速度小，因而該信號送入ECU后，可以對路面進行區(qū)別，判斷路面附著系數高低情況。當判定汽車行駛在雪地、結冰路等易打滑的路面上時，采取相應控制措施，以提高制動性能。減速度傳感器有光電式、水銀式、差動式變壓式等。A.光電式減速度傳感器汽車勻速行駛時，透光板靜止不動。當汽車減速度時，透光板則隨著減速度的變化沿汽車的縱軸方向擺動。減速度越大，透光板擺動位置越高，由于透光板的位置不同，允許發(fā)光二極管傳送到光電晶體管的光線不同，使光電晶體管形成開和關兩種狀態(tài)。兩個發(fā)光二極管和兩個光電晶體管組合作用，可將汽車的減速度區(qū)分為四個等級，此信號送入電子控制器就能感知路面附著系數情況。B.水銀式減速度傳感器水銀式減速度傳感器的基本結構如圖所示，由玻璃管和水銀組成。在低附著系數路面時汽車減速度小，水銀在玻璃管內基本不動，開關在玻璃管內處于接通(ON)狀態(tài)。在高附著系數路面上制動時，汽車減速度大，水銀在玻璃管內由于慣性作用前移，使玻璃管內的電路開關斷開(OFF)，如圖2所示，此信號送入ECU就能感知路面附著系數情況。圖2水銀式汽車減速度傳感器，不僅在前進方向起作用，在后退方向也能送出減速度信號。C.差動變壓式減速度傳感器2.2電子控制模塊(電腦)的結構與工作原理ABS系統電子控制部分可分為電子控制器(ECU)、ABS控制模塊、ABS計算機等，以下簡稱ECU。Ø ECU的基本結構ECU由以下幾個基本電路組成:1)輪速傳感器的輸入放大電路。2)運算電路。3)電磁閥控制電路。4)穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅動電路。各電路的連接方式如圖3至5所示圖3圖4圖5a) 輪速傳感器的輸入放大電路安裝在各車輪上的輪速傳感器根據輪速輸出交流信號，輸入放大電路將交流信號放大成矩形波并整形后送往運算電路。不同的ABS系統中輪速傳感器的數量是不一樣的。每個車輪都裝輪速傳感器時，需要四個傳感器，輸入放大電路也就要求有四個。當只在左右前輪和后軸差速器安裝輪速傳感器時，只需要三個傳感器，輸入放大電路也就成了三個。但是，要把后輪的一個信號當作左、右后輪的兩個信號送往運算電路。b) 運算電路運算電路主要進行車輪線速度、初始速度、滑移率、加減速度的運算，以及電磁閥的開啟控制運算和監(jiān)控運算。初始速度、滑移率及加減速度運算電路把瞬間輪速加以積分，計算出初始速度，再把初始速度和瞬時線速度進行比較運算，則得出滑移率及加減速度。電磁閥開啟控制運算電路根據滑移率和加減速度控制信號，對電磁閥控制電路輸出減壓、保壓或增壓的信號。c) 電磁閥控制電路接受來自運算電路的減壓、保壓或增壓信號，控制通往電磁閥的電流。d) 穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅動電路在蓄電池供給ECU內部所有5V穩(wěn)壓電壓的同時，上述電路監(jiān)控著12V和5V電壓是否在規(guī)定范圍內，并對輪速傳感器輸入放大器、運算電路和電磁閥控制電路的故障信號進行監(jiān)視，控制著電磁閥電動機和電磁閥。出現故障信號時，關閉電磁閥，停止ABS工作，返回常規(guī)制動狀態(tài)，同時儀表板上的ABS警報燈點亮，讓駕駛員知道有故障情況發(fā)生。Ø 安全保護電路ECU的安全保護電路具有故障狀態(tài)外部顯示功能。系統發(fā)生故障時，首先停止ABS工作，恢復常規(guī)制動狀態(tài)，使儀表板上的ABS警報燈點亮，提示整個系統處于故障狀態(tài)?，F在的故障顯示方法一般是通過ECU內部的發(fā)光二極管(LED)的閃爍、儀表板上的ABS警報燈的閃爍、或用專用的診斷裝置加以顯示。切斷點火開關后故障顯示內部消失，重新接通點火開關時若未發(fā)現故障，則認為系統正常，ABS可進行正?？刂?。具有專用診斷裝置的ABS系統能夠記憶故障內容，并能根據專用診斷裝置的指令將記憶的故障編碼，進行顯示或消除。1.接通電源時的初始檢查接通點火開關、ECU電源接通時，將檢查下列項目。(1)微處理機功能檢查①使監(jiān)視器產生錯誤信息，讓微處理機識別。②檢查ROM區(qū)的數據，確認未發(fā)生變化。③對RAM區(qū)進行數據輸入和輸出，判斷工作是否正常。④檢查A/D轉換的輸入，判斷是否正常。⑤檢查微處理機間的信號傳遞，判斷是否正常。(2)電磁閥動作檢查使電磁閥產生動作，判斷是否正常工作。(3)故障反饋電路功能檢查由微處理機來識別故障反饋電路工作是否正常。2.汽車起步時的檢查汽車起步時對重要的外圍電路進行檢查，若檢查結果正常，ABS開始工作。(1)電磁閥功能檢查①讓電磁閥工作，判斷是否正常。②比較各電磁閥的開、關電阻，判斷電磁閥是否工作正常。(2)電動機動作檢查使電動機運轉，判斷是否正常。(3)輪速傳感器及輸入放大電路的信號確認。確認所有的輪速傳感器信號都能輸入到微處理機。3.行駛中的定時檢查(1)12V(載貨車為24V)、5V電壓監(jiān)視識別供給的12V電壓和5V內部電壓是否為規(guī)定電壓值。監(jiān)視12V電壓，并考慮ABS工作過程中電壓瞬間下降和電動機起動時電壓瞬間下降的情況，然后加以分析識別。(2)電磁閥動作監(jiān)視ABS系統工作過程中，電磁閥必定動作，ECU隨時監(jiān)視電磁閥的工作情況。(3)運算電路中運算結果的對比檢查ECU內部通常設有二套運算電路，同時進行運算和傳輸數據，利用各自的運算結果相互比較、互相監(jiān)視，能夠確?？煽啃?，及早發(fā)現異常情況。另外，各種速度信號和輸入、輸出信號也在運算電路中相互比較，這些結果必須相同。(4)微處理機失控檢查由監(jiān)視電路判斷微處理機工作是否正常。(5)脈沖信號的監(jiān)視微處理機時鐘信號的脈沖頻率不能降低。(6)ROM數字的確定計算ROM數據之和，確認程序工作正常。4.自行診斷顯示如果安全保護電路檢查出有異常情況，則停止ABS系統的工作，返回原有的常規(guī)制動方式(不使用ABS)，且ECU呈現故障狀態(tài)。這時ECU內的發(fā)光二極管、ABS警報燈或專用診斷裝置發(fā)出故障信號，ECU根據這些信號顯示出故障碼。汽車生產廠、汽車型號或ABS系統不同時，故障碼也不一樣。Ø ECU的工作原理ECU是ABS系統的控制中心，它的本質是微型數字計算機，一般是由兩個微處理器和其他必要電路組成的、不可分解修理的整體單元，電腦的基本輸入信號是四個輪速傳感器送來的輪速信號，輸出信號是:給液壓控制單元的控制信號、輸出的自診斷信號和輸出給ABS故障指示燈的信號，如圖所示:1.ECU的防抱死控制功能電子控制模塊(電腦)有連續(xù)監(jiān)測四個輪速傳感器速度信號的功能。電腦連續(xù)地檢測來自全部四個輪速傳感器傳來的脈沖電信號，并將它們處理、轉換成和輪速成正比的數值，從這些數值中電腦可區(qū)別哪個車輪速度快，哪個車輪速度慢。電腦根據四個輪子的速度實施防抱死制動控制。電腦以四個輪子的傳感器傳來的數據作為控制基礎，一旦判斷出車輪將要抱死，它立刻就進入防抱死控制狀態(tài)，向液壓調節(jié)器輸出幅值為12V的脈沖控制電壓，以控制輪缸上油路的通、斷。輪缸上油壓的變化就調節(jié)了車輪上的制動力，使車輪不會因一直有較大的制動力而讓車輪完全抱死(通與斷的頻率一般在3-12次/秒)。2.ECU的故障保護控制功能首先，電腦能對自身的工作進行監(jiān)控。由于電腦中有兩個微處理器，它們同時接受、處理相同的輸入信號，用與系統中相關的狀態(tài)--電腦的內部信號和產生的外部信號進行比較，看它們是否相同，從而對電腦本身進行校準。這種校準是連續(xù)的，如果不能同步，就: 回答者：網友

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