1、2020/3/16,1,第4章 ABS系统与ASR系统 结构原理及检修,2,学习目标 1.掌握ABS和ASR系统的作用与原理 2.掌握ABS和ASR系统的主要元件的结构与原理 3.掌握ABS和ASR系统的的基本检修方法,3,学习主要内容 ABS系统的作用、优点、类型； ABS系统的基本组成和工作原理； ABS系统主要元件的结构及原理； ABS系统基本检修及故障诊断； ASR系统的作用、优点及控制方式； ASR系统的基本组成及工作原理； ASR系统的基本检修及故障诊断。,4,学习重点难点ABS系统结构及原理。 教学方法及教具讲授、现场教学、课件 教学时数10课时,5,引入：制动性能对车辆行车安全
2、的重要性 抱死的危害 内容：ABS+ASR ABS -Antilock Braking System，即防抱死制动系统 ASR -Acceleration Slip Regulation，即驱动防滑转装置 统称“防滑控制系统”,6,防抱死制动系统（Antilock Braking System，简称ABS） 作用：防止制动时车轮抱死滑移，提高性能。 原理：控制制动力矩在制动过程中自动调节制动管路压力。 驱动防滑转装置（Acceleration Slip Regulation，简称ASR ） 作用：驱动时防止驱动轮滑转，提高性能。 原理：控制驱动力矩（Me；i；k；） 和制动力矩，也称TCS T
3、raction Control System。 优点 方向稳定性及转向操纵能力； 制动力/驱动力,7,1.ABS系统的作用 控制滑动率在最佳范围，使车辆在紧急制动时能保持较好的操纵稳定性并使制动力达到最大。 2.ABS系统的优点 1）提高了汽车制动时的稳定性 2）缩短了制动距离 3）减少了轮胎磨损 4）操作简单方便,4.1 防抱死制动系统（ABS系统） 4.1.1 ABS系统概述,8,3.ABS系统的分类 1）按生产厂家分类 博世（BOSCH）ABS系统，由德国博世公司生产。如STN2000Gsi。 戴维斯（TEVES）ABS系统，德国戴维斯公司生产。如雪弗兰子弹头。 德尔科（DELCO）AB
4、S系统，由美国德尔科公司生产。如GM、Daewoo。 本迪克斯（BENDIX）ABS系统，由美国本迪克斯公司生产。如Chrysler。 2）按控制通道分类 四/三/双/单通道ABS（哪种应用最广？）,9,概念 控制通道 对能够独立进行制动压力调节的制动管道。 车轮控制方式 独立控制 每个车轮制动压力可单独调节或单占一个控制通道。 一同控制 几个车轮制动压力一同调节或共用一个控制通道。 低选原则：保证附着力小的车轮不被抱死/滑转优缺点 高选原则：保证附着力大的车轮不被抱死/滑转优缺点,10,ABS控制通道简介 布置；优缺点 （1）四通道ABS系统。 四传感器/四通道/四轮独立控制II型 四传感器
5、/四通道/四轮独立控制X型,11,（2）三通道ABS系统。 四传感器三通道前轮独立后轮低选控制c）d） 三传感器三通道前轮独立后轮低选控制e） （3）双通道ABS系统。 四传感器双通道后轮低选控制f） 四传感器双通道前轮独立控制g) （4）单通道ABS系统。单传感器单通道后轮低选控制h）,12,1.组成在普通制动系统上增加了一套电控系统。 1）传感器：轮速传感器1 2）ECU 6 3）执行器 （1）制动压力调节器A、调压电磁阀12B、电动泵13C、储液室11 （2）ABS警报灯10,4.1.2 基本组成及工作原理,图4-3 典型ABS系统的组成,13,典型ABS系统的组成,典型ABS系统的组成
6、图,14,2.工作原理 传感器ECU执行器 1）常规制动ABS不工作（如图） 进油电磁阀：不通电 出油电磁阀：不通电 P,开启：主缸轮缸常开电磁阀,关闭：轮缸储液器常闭电磁阀,15,2）保压状态 当车轮趋于抱死时（滑动率过大） 进油电磁阀：通电 出油电磁阀：不通电关闭：轮缸储液器 P不变,关闭：主缸轮缸,16,3）减压状态 若滑动率还是太大（滑动率还是过大） 进油电磁阀：通电关闭：主缸轮缸 出油电磁阀：通电 P,开启：轮缸储液器,17,4）增压状态若抱死趋势消除（滑动率过小） 进油电磁阀：不通电开启：主缸轮缸 出油电磁阀：不通电关闭：轮缸储液器 P,小结：趋于抱死时，管路压力不断经历保持减小增
7、大循环，直至车速很低或不再趋于抱死,18,ABS共同点 除了控制原理、目的相同外 1）最低速度限制 2）只对趋于抱死的车轮进行压力调节 3）具有自诊断功能、失效保护和报警功能,19,4.1.3 主要元件结构及原理,组成：传感器；ECU；执行器 1. 轮速传感器 作用；位置；类型 1）电磁式轮速传感器 （1）结构：齿圈；传感头 （2）工作原理：利用磁通变化来产生感应电压：频率转速,（3）装配： 间隙1mm左右 （4）特点 缺点：信号不稳定 车速过低时，信号太小 车速过大时，响应频率跟不上 抗电磁波干扰能力差,20,2）霍尔式轮速传感器 （1）结构： 齿圈 传感头：永磁铁1；霍尔元件2；电子电路
8、（2）位置 （3）工作原理： 磁力线密度变化霍尔电压变化（mV）整形放大成脉冲电压（V） 脉冲频率转速 （4）特点 优点：信号稳定 大小不受车速影响 响应频率高 抗干扰能力强,图4-8 霍尔式轮速传感器示意图,21,2.电控单元（ECU） 以ABS为例： 作用：控制；监测 组成 1）输入级电路 接收监测信号；模数转换。 2）运算电路 3）输出级电路 数模转换；信号放大。 4）安全保护电路 电源稳压电路；监控电路；保护电路；故障贮存电路。,22,3.制动压力调节器 作用：实现制动管路压力调节 位置：主缸与轮缸之间（整体式/分置式） 组成：电动泵；调压电磁阀；储液室等 1）主要部件 （1）电磁控制
9、阀。 作用：控制轮缸管道的通断 类型：根据其工作 三位三通阀。 A、结构：柱塞；电磁线圈；弹簧等 B、原理：如图,C、应用：回顾二位二通阀。A、结构B、类型：常开式；常闭式C、应用：回顾,23,储液器与电动泵 1-储能器；2-回油泵,储能器与电动泵,（2）储能器与电动泵。 低压储能器与电动泵。 作用：暂时储存制动液 电动泵：将制动液泵入制动主缸 此储能器也称为储液器；此电动泵也称“回油泵” 。,高压储能器与电动泵。 作用：给系统供给高压油 工作：由电动泵供给压力油,24,2） 调压方式 引入：制动压力调节器的工作 调压方式：直接/间接 制动压力调节器的类型： 循环式；可变容积式。 （1）循环式
10、。 组成：电磁阀（类型？）；储液室；回油泵 结构特点：制动管路与ABS控制管路相通。 常规制动状态。 电磁阀：不通电主缸轮缸，轮缸储液室 P 回油泵：不工作 STN2000 Gsi 如图所示。,图4-21 常规制动（增压）状态,25,保压状态。（提问：何时触发？） 电磁阀：小电流主缸轮缸，轮缸储液室 P不变 回油泵：不工作 STN2000 Gsi 如图所示。,减压状态。 电磁阀：大电流主缸轮缸，轮缸储液室 P 回油泵：工作回油（why？） 作用：为下一周期作准备，并可防止踏板下降又称“再循环泵” 踏板有反弹感 STN2000 Gsi 如图所示。,26,增压状态。 电磁阀：不通电主缸轮缸，轮缸储
11、液室 P 回油泵：不工作 STN2000 Gsi 如图所示。,来由：“循环式”制动压力调节器 回油泵：一直工作（？）,27,减压状态。（提问：何时触发？） 电磁阀：通大电控制活塞左腔储能器 控制活塞：右移 关闭单向阀13 主缸轮缸 轮缸体积 P,（2）可变容积式。 结构特点：制动管路与ABS（电磁阀）控制管路隔开。 组成：调压电磁阀7；储能器3；电动泵4；控制活塞14；储液室5（如图14-30） 常规制动状态。 电磁阀：不通电控制活塞左腔储液室 控制活塞：顶开单向阀13 主缸轮缸 P,28,保压状态。 电磁阀：通小电控制活塞左腔储液室 控制活塞：保持不动 轮缸体积不变 P不变,增压状态。 电磁
12、阀：不通电控制活塞左腔储液室 控制活塞：左移压油，顶开单向阀13 主缸轮缸 P 来由：“可变容积式”制动压力调节器 比较： 循环式：直接控制，减压是回流泄压 可变容积式：间接控制，压力调节是控制轮缸制动液容积的变化,29,4. ABS故障指示灯 制动指示灯：红色-兼作驻车制动指示灯 ABS指示灯：黄色,30,4.1.4 基本检修及故障诊断,1.注意事项1）先排除常规制动系统故障2）蓄电池电压应正常3）轮速传感器应保持清洁4）储能器必须先释放高压5）维修完毕后应进行正确排气6）正确使用制动液 （1）选用：DOT3；DOT4 （2）更换：一般一年/次，不可混用,31,2.主要元件检修 1）轮速传感
13、器 电磁式：测阻值（约1k） 霍尔式：电脑检测仪；示波器； 2）制动压力调节器 电磁阀：测阻值（3040） 通道：通电测试通断情况 3）电控单元 继电器；电动泵；ECU。,32,3.故障诊断 检修步骤如下： （1）查看制动液液位、警报灯。 （2）路试，确认故障现象。 V40km/h，紧急制动踏板轻微颤动，无拖印，无甩尾 间歇性故障 （3）读码诊断。 手工读码 专用诊断仪 控制面板/信息显示中心读码，如Cadi 帝威 （4）排除故障。 （5）清码。 （6）路试。,33,4.2 驱动防滑转调节装置（ASR）,引入： 驱动防滑转调节装置（Acceleration Slip Regulation），简
14、称ASR系统 ABSASR统称“防滑控制系统”,34,4.2.1 ASR系统概述,1.ASR系统的作用 驱动时，将车轮的滑动率控制在较为理想的范围之内，使车辆在紧急驱动时有较好的操纵稳定性且牵引力最大。 2.ASR系统的优点 防止驱动轮出现打滑现象，充分利用驱动轮的最大附着力。 （1）在汽车起步、行驶过程中提供最佳驱动力，从而提高了汽车的动力性，特别是附着系数较小的路面上，可以使起步、加速性能和爬坡能力保持良好。 （2）能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力。 （3）减少轮胎磨损和降低发动机油耗 。,35,3.ASR系统的控制方式 1）驱动力矩控制 （1）差速器锁紧系数k（ k=内
15、摩擦力矩/输入力矩） （2）传动系传动比i （3）发动机输出力矩Me 节气门开度； 点火提前角；（提问：若过小会？） 燃油喷射量； 中断喷油/点火 均可由电喷发动机控制实现。 2）制动力矩的控制调节制动管路压力。,36,4. 与ABS系统的比较 1）相同点 2）不同点 基本作用 控制车轮 控制原理,37,1.基本组成 1）传感器 轮速传感器1/5/6/12 TPS（主13/副14） 2）电控单元ECU 8 3）执行器 电控副节气门15 制动压力调节器4 指示/报警灯-Trac ON/OFF,图4-25 典型ABS/ASR系统的组成图 1-右前车轮转速传感器； 2-比例阀和差压阀； 3-制动主缸
16、； 4-ASR制动压力调节器； 5-右后车轮转速传感器； 6-左后车轮转速传感器； 7-发动机/变速器ECU； 8-ABS/ASR ECU； 9-ASR关闭指示灯； 10-ASR工作指示灯； 11-ASR开关； 12-右前车轮转速传感器； 13-主节气门位置传感器； 14-副节气门位置传感器； 15副节气门驱动步进电机； 16-ABS制动压力调节器,4.2.2 基本组成及工作原理,38,2.工作原理 传感器ECU执行器 1）驱动力矩调节 （1）电控副节气门。 （2）点火提前角。 （3）发动机喷油量。,39,2）制动力矩调节 弥补驱动力矩控制或使左右驱动轮力矩不同。 （1）控制通道的选择 后轮驱
17、动 低速：独立控制或高选原则一同控制 高速：低选原则一同控制 前轮驱动：独立控制 四轮驱动 前轮：独立控制 后轮： 低速：独立控制或高选原则一同控制 高速：低选原则一同控制,40,（2）制动力矩调节过程：与ABS制动压力调节器配合 当判定需要对驱动轮施加制动力矩时，ASR电磁阀全通电（问：通断状态？） 制动压力增加： ABS电磁阀不通电 制动压力保持： ABS电磁阀通小电流 制动压力减小： ABS电磁阀通大电流 循环经历：增压保压减压增压 也可使左右制动（驱动）力矩不同,图4-26 ASR制动液压系统图 1-ASR电磁阀总成； 2-单向阀； 3-压力开关； 4-储能器； 5-制动供能装置； 6
18、-电动泵； 7-电动机； 8-电磁阀； 9-单向阀； 10-ABS制动压力调节器； 11-左后车轮转速传感器； 12-电磁阀； 13-电磁阀；14-回油泵； 15-储液器； 16-电磁阀； 17-电磁阀； 18-右后车轮转速传感器,41,（3）系统的解除无滑转趋势时 电磁阀均不通电 电控副节气门全开 点火/喷油正常,42,3.ASR系统共同点 （1）工作状态可人工选择ASR开关。 关闭时：Trac OFF灯常亮 工作时：Trac ON闪亮 （2）ASR不会影响其他系统工作：制动系统；电喷发动机。 （3）ASR的工作受速度限制：高速限制。 （4）在不同车速范围内可进行不同控制后轮驱动。 低速：左
19、右轮独立控制 高速：左右轮一同控制 （5）具有自诊断功能、失效保护和报警功能。,提高低速牵引性能,提高方向稳定性,43,4.2.3 主要元件的结构与原理,（略）,44,4.2.4 基本检修及故障诊断,雷克萨斯LS400型轿车防滑控制系统（ABS/TRAC）简介。 1.基本组成 包括：轮速传感器、ABS/TRAC ECU、制动压力调节器、TRAC隔离电磁阀总成、TRAC制动供能总成、主副节气门开度传感器、副节气门控制步进电动机等。,图4-27 雷克萨斯LS400ABS/TRAC的组成与布置,45,1）轮速传感器 2）ABS/TRAC ECU 接受信号；处理信号 3）制动压力调节器 三位三通调压电
20、磁阀4 储液器2 电动双联回液泵 1,图4-28 制动压力调节器,46,4）TRAC执行器 （1）TRAC隔离电磁阀总成 （2）TRAC制动供能总成,图4-29 TRAC隔离电磁阀总成,图4-30 TRAC制动供能总成,47,5）副节气门装置 由步进电动机控制,图4-31 副节气门装置,图4-32 副节气门的各种位置,48,2.雷克萨斯LS400 ABS/TRAC的控制原理 1）未进行防滑转控制 2）制动防抱死控制 3）驱动防滑转控制,49,3雷克萨斯LS400 ABS/TRAC系统电路分析 1）系统自检 2）系统进入工作状态 3）系统信号输入 4）系统功能控制,50,4雷克萨斯轿车ABS/TRAC的故障自诊断 1）读取故障代码 2）清除故障代码,51,谢谢支持,
