球閥氣罐儲能裝置作用

『壹』 急需一篇汽車ABS系統論文

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，輪速感測器，液壓控制裝置的組成和原理；並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，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，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系統主要由感測器、電子控制裝置和執行器三個部分組成。

表1 ABS系統各組成部件的功能

組成元件

功能

感測器

車速感測器

檢測車速，給ECU提供車速信號，用於滑移率控制方式

輪速感測器

檢測車輪速度，給ECU提供輪速信號，各種控制方式均採用

減速感測器

檢測制動時汽車的減速度，識別是否是冰雪等易滑路面，只用於四輪驅動控制系統

執行器

制動壓力調節器

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器的控制油路中建立控制油壓；在循環式制動壓力調節器調節壓力降低的過程中，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，向駕駛員發出報警，並由ECU控制閃爍顯示故障代碼

ECU

接受車速、輪速、減速等感測器的信號，計算出車速、輪速、滑移率和車輪的減速度、加速度，並將這些信號加以分析、判別、放大，由輸出級輸出控制指令，控制各種執行器工作

二、電子控制系統

2．1感測器的結構型式與工作原理

(一) 轉速感測器

齒圈與輪速感測器是一組的，當齒圈轉動時，輪速感測器感應交流信號，輸出到ABS電腦，提供輪速信號。輪速感測器通常安裝在差速器、變速器輸出軸、各車輪輪軸上。

輪速感測器在車輪上的安裝位置

輪速感測器是由感測頭和齒圈等組成。

(二) 橫向加速度感測器

有一些ABS系統中裝有橫向加速度感測器，因裡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。橫向加速度低於限定值時，兩觸點都處於閉合狀態，插頭兩端子通過開關內部構成迴路，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於開啟狀態，插頭兩端子之間在開關內部形成斷路，此信號輸入ECU後可對制動防抱死控制指令進行修正，以便有效地調節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採用較多。

圖1

(三) 減速度感測器

目前，在一些四輪驅動的汽車上，還裝有汽車減速度感測器，又稱G感測器。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後，可以對路面進行區別，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，採取相應控制措施，以提高制動性能。

減速度感測器有光電式、水銀式、差動式變壓式等。

A．光電式減速度感測器

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，由於透光板的位置不同，允許發光二極體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。兩個發光二極體和兩個光電晶體管組合作用，可將汽車的減速度區分為四個等級，此信號送入電子控制器就能感知路面附著系數情況。

B．水銀式減速度感測器

水銀式減速度感測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，開關在玻璃管內處於接通（ON）狀態。在高附著系數路面上制動時，汽車減速度大，水銀在玻璃管內由於慣性作用前移，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

水銀式汽車減速度感測器，不僅在前進方向起作用，在後退方向也能送出減速度信號。

C．差動變壓式減速度感測器

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。

? ECU的基本結構

ECU由以下幾個基本電路組成：

1）輪速感測器的輸入放大電路。

2）運算電路。

3）電磁閥控制電路。

4）穩壓電源、電源監控電路、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5

a) 輪速感測器的輸入放大電路

安裝在各車輪上的輪速感測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並整形後送往運算電路。

不同的ABS系統中輪速感測器的數量是不一樣的。每個車輪都裝輪速感測器時，需要四個感測器，輸入放大電路也就要求有四個。當只在左右前輪和後軸差速器安裝輪速感測器時，只需要三個感測器，輸入放大電路也就成了三個。但是，要把後輪的一個信號當作左、右後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) 穩壓電源、電源監控電路、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穩壓電壓的同時，上述電路監控著12V和5V電壓是否在規定范圍內，並對輪速感測器輸入放大器、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，返回常規制動狀態，同時儀錶板上的ABS警報燈點亮，讓駕駛員知道有故障情況發生。

? 安全保護電路

ECU的安全保護電路具有故障狀態外部顯示功能。系統發生故障時，首先停止ABS工作，恢復常規制動狀態，使儀錶板上的ABS警報燈點亮，提示整個系統處於故障狀態。現在的故障顯示方法一般是通過ECU內部的發光二極體（LED）的閃爍、儀錶板上的ABS警報燈的閃爍、或用專用的診斷裝置加以顯示。切斷點火開關後故障顯示內部消失，重新接通點火開關時若未發現故障，則認為系統正常，ABS可進行正常控制。具有專用診斷裝置的ABS系統能夠記憶故障內容，並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使監視器產生錯誤信息，讓微處理機識別。

②檢查ROM區的數據，確認未發生變化。

③對RAM區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）輪速感測器及輸入放大電路的信號確認。

確認所有的輪速感測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電壓監視

識別供給的12V電壓和5V內部電壓是否為規定電壓值。監視12V電壓，並考慮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，然後加以分析識別。

（2）電磁閥動作監視

ABS系統工作過程中，電磁閥必定動作，ECU隨時監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、互相監視，能夠確保可靠性，及早發現異常情況。

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

由監視電路判斷微處理機工作是否正常。

（5）脈沖信號的監視

微處理機時鍾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，返回原有的常規制動方式（不使用ABS），且ECU呈現故障狀態。這時ECU內的發光二極體、ABS警報燈或專用診斷裝置發出故障信號，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。

? 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感測器送來的輪速信號，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）有連續監測四個輪速感測器速度信號的功能。電腦連續地檢測來自全部四個輪速感測器傳來的脈沖電信號，並將它們處理、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。電腦以四個輪子的感測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，向液壓調節器輸出幅值為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控。由於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——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。這種校準是連續的，如果不能同步，就說明電腦本身有問題，它會自動停止防抱死制動過程，而讓普通制動系統照常工作。此時，修理人員必須對ABS系統（包括電腦）進行檢測，以及時找出故障原因。

圖6是ABS系統電腦內部監控工作的簡要圖解。來自輪速感測器①的輸入信號同時被送到電腦中的兩個微處理器②和③，在它們的邏輯模塊④中處理後，輸出內部信號⑤（車輪速度信號）和外部信號⑥（給液壓調節器的信號），然後根據這兩種信號進行比較、校對。邏輯模塊④產生的內部信號⑤被送到兩個不同的比較器⑦和⑧中（每個處理器中有一個比較器），在那裡進行比較，如果它們不相同，電腦將停止工作。微處理器②產生的外部信號⑥一路直接送到比較器⑦，另一路由液壓調節器控制電路⑨經過反饋電路⑩送到比較器⑧。微處理器③產生的外部信號直接送到比較器⑦和⑧。通過比較器進行比較，如果外部信號不能同步，ABS系統電腦將要關閉防抱死制動系統。

圖6

ABS系統電腦不僅能監視自己內部的工作過程，而且還能監視ABS系統中其他部件的工作情況。它可按程序向液壓調節器的電路系統及電磁閥輸送脈沖檢查信號，在沒有任何機械動作的情況下完成功能是否正常的檢查。在ABS系統工作的過程中，電腦還能監視、判斷輪速感測器送來的輪速信號是否正常。

ABS系統出現故障，例如制動液損失、液壓壓力降低或車輪速度信號消失，電腦都會自動發出指令，讓普通制動系統進入工作，而ABS系統停止工作。對某個車輪速度感測器損壞產生的信號輸出，只要它在可接受的極限范圍內，或由於較強的無線電高頻干擾而使感測器發出超出極限的信號，電腦根據情況可能停止ABS系統的工作或讓ABS系統繼續工作。

這里要強調的是，任何時候琥珀（黃）色ABS系統故障指示燈點亮不滅，就說明電腦已停止ABS系統的工作或檢測到了系統的故障，駕駛員或用戶一定要進行檢修，如果處理不了，應及時送修理廠。

2．3 ABS故障指示燈

當有下列的異常現象被發現時，ABS控制電腦會使ABS故障指示燈點亮：

① 泵油電動機作用的時間超過一定的時間。

② 車輛已經行走超過30S，而忘記放開駐車制動。

③ 未收到四輪中任何一輪的感測器信號。

④ 電磁閥作用超過一定的時間或是檢測到電磁閥斷路。

⑤ 發動機已經開始動作，或是車輛已經開動，未接收到電磁閥輸出訊號。

⑥ 當點火開關打開在I段時，ABS故障指示燈會點亮，如果沒有異常現象，發動機起動後ABS故障指示燈就會熄滅。

ABS系統有兩個故障指示燈，一個是紅色制動故障指示燈，另一個是琥珀色或黃色ABS故障指示燈，見圖7所示。兩個故障指示燈正常閃亮的情況為：當點火開關接通時，紅色指示燈與琥珀色指示燈幾乎同時點亮，紅色指示燈亮的時間較短，琥珀色指示燈亮的時間較長一些（約3S）；發動機起動後，儲能器要建立系統壓力，兩燈會再次點亮，時間可達十幾秒鍾；駐車制動時，紅色指示燈也應亮。如果在上述情況下燈不亮，說明故障指示燈本身或線路有故障。

圖7

紅色指示燈故障常亮，說明制動液不足或儲能器中的壓力不足（低於14MPa），此時普通制動系統和ABS系統均不能正常工作；琥珀色ABS故障指示燈常亮，說明電控單元發現ABS系統有故障。

三、液壓控制系統

3．3 循環式制動壓力調節器的工作原理

此種形式的制動壓力調節器在制動主缸與輪缸之間串聯一電磁閥，直接控制輪缸的制動壓力。這種壓力調節系統的特點是制動壓力油路和ABS控制壓力油路相通，如圖8所示。圖中的儲能器的功能是在減壓過程中將從輪缸流經電磁閥的制動液暫時儲存起來。回油液壓泵也叫做再循環泵，其作用是將減壓過程中從制動輪缸流進儲能器的制動液泵回主缸。該系統的工作原理詳述如下。

圖8

1．常規制動狀態

在常規制動過程中，ABS系統不工作，電磁線圈中無電流通過，電磁閥處與「升壓」位置。此時制動主缸和輪缸狀態如圖9所示，由制動主缸來的制動液直接進入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而增減。此時回油液壓泵也不工作。

圖9

2．保壓狀態

當轉速感測器發出抱死危險信號時，電控單元向電磁線圈輸入一個較小的保持電流（約為最大工作電流的1/2），電磁閥處於「保持壓力」位置，如圖10所示。此時主缸、輪缸和回油孔相互隔離密封，輪缸中的制動壓力保持一定。

圖10

3．減壓狀態

如果在電控單元「保持壓力」命令發出後，車輪仍有抱死的傾向，電控單元即向電磁線圈輸入一最大工作電流，使電磁閥處於「減壓」位置，此時電磁閥將輪缸與回油通道或儲液室接通，輪缸中制動液經電磁閥流入儲液室，輪缸壓力下降，如圖11所示。

圖11

4．增壓狀態

當壓力下降後車輪轉速太快時，電控單元便切斷通往電磁閥的電流，主缸和輪缸再次相通，主缸中的高壓制動液再次進入輪缸（見圖），使制動壓力增加。制動時，上述過程反復進行，直到解除制動為止。

3．2 可變容積式制動壓力調節器的工作原理

如圖12所示是可變容積式制動壓力調節器的基本原理圖。它主要由電磁閥、控制活塞、液壓泵、儲能器等組成。其基本工作原理如下。

圖12

常規制動時，電磁線圈6中無電流流過，電磁閥7將控制活塞14的工作腔與回油管路接通，控制活塞在強力彈簧的作用下被推至最左端，活塞頂端推桿將單向閥13打開，使制動主缸2與輪缸10的制動管路接通，制動主缸的制動液直接進入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而變化。這種狀態是ABS工作之前或工作之後的常規制動工況。如上圖。

需要減壓時，電控單元9向電磁線圈6輸入一大電流時，電磁閥內的柱塞8在電磁力作用下克服彈簧作用力移到右邊。如圖13所示，將儲能器3與控制活塞14的工作腔管路接通。制動液進入控制活塞工作腔推動活塞右移，單向閥13關閉，主缸2與輪缸10之間通路被切斷。同時由於控制活塞的右移，使輪缸側容積增大，制動壓力減小。

圖13

當電控單元9向電磁線圈6輸入一較小電流時，由於電磁線圈的電磁力減小，柱塞8在彈簧力作用下左移至儲能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互關閉的位置，如圖14所示。此時控制活塞左側的液壓保持一定，控制活塞在液壓壓力和強力彈簧彈力的作用下保持在一定位置，而此時單向閥13仍處於關閉狀態，輪缸側的容積也不發生變化，制動壓力保持一定。

圖14

需要增壓時，電控單元9切斷電磁線圈6中的電流，柱塞8回到左端的初始位置，如圖12所示，控制活塞工作腔與回油管路接通，控制活塞左側控制液壓解除，控制活塞左移至最左端時，單向閥被打開，輪缸壓力將隨主缸的壓力增大而增大。

3．3 制動壓力調節器的結構形式

壓力調節器總成（也叫ABS制動執行器、ABS液壓控制總成）是在普通制動系統液壓裝置的基礎上加裝ABS制動壓力調節器而成的。普通制動系統的液壓裝置一般包括制動助力器、雙腔式制動主缸、儲液室、制動輪缸和雙液壓管路等。ABS制動壓力調節器裝在制動主缸與輪缸之間，如果它與制動主缸裝在一起，則稱之為整體式制動壓力調節器，否則就稱為分離式制動壓力調節器。

除了普通制動系統的液壓部件外，ABS制動壓力調節器通常由電動泵、儲能器、主控制閥、電磁控制閥和一些控制開關等組成。實質上，ABS就是通過電磁控制閥體上的控制閥，控制輪缸上的液壓，使之迅速變大或變小，從而實現了防抱死制動功能。ABS制動壓力調節器總成基本上可分為三類：整體式，制動主缸與液壓總成裝成一體的，如圖15所示；分離式，制動主缸與液壓總成是分別獨立的總成，如圖16所示；真空式，僅控制後輪，並采真空液壓控制，如圖17所示。

圖15

圖16

圖17

3．4 電磁閥的結構形式及工作原理

電磁控制閥是液壓調節器的重要部件，由它完成對ABS系統各個車輪制動力的控制。ABS系統中都有一個或兩個電磁閥，其中有若干對電磁控制閥，分別控制前、後輪的制動。常用的電磁閥有三位三通閥和二位二通閥等多種型式。

三位三通電磁閥的內部結構圖如圖18所示，它主要由閥體、進油閥、卸壓閥、單向閥、彈簧、無磁支撐環、電磁線圈等組成。滑動支架6的兩端由無磁支撐環3導向。主彈簧13和副彈簧12相對布置，但主彈簧彈力大於副彈簧彈力。為了關閉進油閥5和打開卸壓閥4，滑動支架有約0.25mm的移動過程。無磁支撐環被壓進閥體中，這樣可迫使磁通在線圈中穿行時必須通過支架，並經工作氣隙a穿出，以保證磁路有穩定的電磁特性。單向閥8與進油閥5並行設置，其作用是當解除制動時，單向閥打開，增加一個附加的、更大的由輪缸到主缸的出油通道，這樣能使輪缸的壓力迅速下降，即使在主彈簧斷裂或支架被卡死的情況下也能使車輪制動器松開解除制動。

圖18

該電磁閥工作過程如下：當電磁線圈中無電流通過時，由於主彈簧力大於副彈簧力，進油閥被打開，卸壓閥關閉，制動主缸與輪缸油路接通，所以輪缸壓力既能在沒有ABS參與的常規條件下增加，也能在ABS系統工作的條件下增加。

當向電磁線圈輸入1/2最大工作電流時（保持電流），電磁力使支架向下移動一定距離將進油閥關閉。由於此時電磁力不足以克服兩個彈簧的彈力，支架便保持在中間位置，卸壓閥仍處於關閉狀態。

此時，三通道間相互密封，輪缸壓力保持一定值。當電控單元向電磁線圈輸入最大工作電流時，電磁力克服主、副兩個彈簧的彈力使支架繼續下移，將卸壓閥打開，此時輪缸通過卸壓閥與回油管相通，輪缸中制動流入回油管路，壓力降低。

如圖19所示為一種常開式二位二通電磁閥的內部結構。當電磁線圈3中無電流通過時，在回位彈簧7的作用下，鐵心12被推至限位桿9與緩沖墊圈11相抵觸的位置。此時與鐵心連在一起的頂桿10沒有將球閥6頂靠在閥座5上，電磁閥的進油口A與出油口B相通，電磁閥處於開啟狀態。當電磁線圈中有一定的電流通過時，鐵心在電磁吸力的作用下，克服彈簧力的作用，帶動頂桿一起右移，頂桿將球頂靠在閥座上，電磁閥進油口與出油口之間的通道被封閉，電磁閥處於關閉狀態。限壓閥4的作用在於限制電磁閥的最高壓力，以免壓力過高導致電磁閥損壞。

圖19

四、總結

通過這次寫論文讓我了解了更多ABS系統的知識，特別是電子控制部分這一塊。ABS系統就是要充分利用輪胎和地面的附著系數，使各個制動器產生盡可能大的制動力而又不會抱死，提高汽車制動能力，改善了操縱性和穩定性。在寫論文時，我也查閱了許多的ABS相關的知識，它其實跟ASR（汽車防滑電子控制系統）有著同樣的作用和原理，很多都是相關連的。通過查閱書籍，使我的視野更加的開闊了，也給即將畢業的我增加了一部分新的知識。

參考文獻：

[1] 楊慶彪. 汽車電控制動系統原理與維修精華. 北京：機械工業出版社，2006

[2] 邯鄲北方學校. 怎樣維修汽車ABS.ASR和SRS系統. 北京：機械工業出版社，2007

[3] 魯植雄. 汽車ABS.ASR和ESP維修圖解. 北京：電子工業出版社， 2006

[4] 鄒長庚. 現代汽車電子控制系統構造原理與故障診斷（下）——車身與底盤部分.

北京：北京理工大學出版社，2006

[5] 董繼明、羅燈明. 汽車檢測與診斷技術. 北京：機械工業出版社， 2007

最好是自己寫了、這個你參考一下吧

『貳』 液壓系統由哪幾部分組成

總共5個部分組成復：

1、能源裝置制部分：把機械能轉換成流體的壓力能的裝置，一般指的就是液壓泵了，要是氣動就是空氣壓縮機。也就是1樓和2樓朋友所說的動力部分。

2、執行裝置部分：把流體的壓力轉換成機械能的裝置，一般指的是液壓缸和液壓馬達吧。

3、控制調節裝置部分：對液壓系統中流體的壓力、流量和流動方向進行控制和調節不裝置部分，如溢流閥、節流閥、換向閥等。

4、輔助裝置部分：除了上面的3項以外，如油箱、過濾器、蓄能器等。

5、傳動介質：傳遞能量的介質。

拓展資料

1、根據壓力及使用場合選擇油管,油管須有足夠的強度,內壁應光滑、清潔,無沙、無銹、無氧化皮,對於長期貯存的管子,加工前應酸洗,徹底清洗、沖刷,並進行檢查。

2、用鋸切斷管子時,斷面與軸線方向的不垂直度應為±0.5°,銳邊須倒鈍並清除鐵屑,加工彎曲管時允許其斷面的橢圓度為10%。

3、當其外徑<14mm時可用手和一般工具彎管,較粗鋼管宜用手動或機動的彎管機彎管,彎管半徑一般應比管子外徑大3倍。

『叄』 關於汽車畢業論文

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，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，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系統主要由感測器、電子控制裝置和執行器三個部分組成。

表1 ABS系統各組成部件的功能

組成元件

功能

感測器

車速感測器

檢測車速，給ECU提供車速信號，用於滑移率控制方式

輪速感測器

檢測車輪速度，給ECU提供輪速信號，各種控制方式均採用

減速感測器

檢測制動時汽車的減速度，識別是否是冰雪等易滑路面，只用於四輪驅動控制系統

執行器

制動壓力調節器

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器的控制油路中建立控制油壓；在循環式制動壓力調節器調節壓力降低的過程中，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，向駕駛員發出報警，並由ECU控制閃爍顯示故障代碼

ECU

接受車速、輪速、減速等感測器的信號，計算出車速、輪速、滑移率和車輪的減速度、加速度，並將這些信號加以分析、判別、放大，由輸出級輸出控制指令，控制各種執行器工作

二、電子控制系統

2．1感測器的結構型式與工作原理

(一) 轉速感測器

齒圈與輪速感測器是一組的，當齒圈轉動時，輪速感測器感應交流信號，輸出到ABS電腦，提供輪速信號。輪速感測器通常安裝在差速器、變速器輸出軸、各車輪輪軸上。

輪速感測器在車輪上的安裝位置

輪速感測器是由感測頭和齒圈等組成。

(二) 橫向加速度感測器

有一些ABS系統中裝有橫向加速度感測器，因裡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。橫向加速度低於限定值時，兩觸點都處於閉合狀態，插頭兩端子通過開關內部構成迴路，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於開啟狀態，插頭兩端子之間在開關內部形成斷路，此信號輸入ECU後可對制動防抱死控制指令進行修正，以便有效地調節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採用較多。

圖1

(三) 減速度感測器

目前，在一些四輪驅動的汽車上，還裝有汽車減速度感測器，又稱G感測器。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後，可以對路面進行區別，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，採取相應控制措施，以提高制動性能。

減速度感測器有光電式、水銀式、差動式變壓式等。

A．光電式減速度感測器

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，由於透光板的位置不同，允許發光二極體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。兩個發光二極體和兩個光電晶體管組合作用，可將汽車的減速度區分為四個等級，此信號送入電子控制器就能感知路面附著系數情況。

B．水銀式減速度感測器

水銀式減速度感測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，開關在玻璃管內處於接通（ON）狀態。在高附著系數路面上制動時，汽車減速度大，水銀在玻璃管內由於慣性作用前移，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

水銀式汽車減速度感測器，不僅在前進方向起作用，在後退方向也能送出減速度信號。

C．差動變壓式減速度感測器

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。

�0�1 ECU的基本結構

ECU由以下幾個基本電路組成：

1）輪速感測器的輸入放大電路。

2）運算電路。

3）電磁閥控制電路。

4）穩壓電源、電源監控電路、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5

a) 輪速感測器的輸入放大電路

安裝在各車輪上的輪速感測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並整形後送往運算電路。

不同的ABS系統中輪速感測器的數量是不一樣的。每個車輪都裝輪速感測器時，需要四個感測器，輸入放大電路也就要求有四個。當只在左右前輪和後軸差速器安裝輪速感測器時，只需要三個感測器，輸入放大電路也就成了三個。但是，要把後輪的一個信號當作左、右後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) 穩壓電源、電源監控電路、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穩壓電壓的同時，上述電路監控著12V和5V電壓是否在規定范圍內，並對輪速感測器輸入放大器、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，返回常規制動狀態，同時儀錶板上的ABS警報燈點亮，讓駕駛員知道有故障情況發生。

�0�1 安全保護電路

ECU的安全保護電路具有故障狀態外部顯示功能。系統發生故障時，首先停止ABS工作，恢復常規制動狀態，使儀錶板上的ABS警報燈點亮，提示整個系統處於故障狀態。現在的故障顯示方法一般是通過ECU內部的發光二極體（LED）的閃爍、儀錶板上的ABS警報燈的閃爍、或用專用的診斷裝置加以顯示。切斷點火開關後故障顯示內部消失，重新接通點火開關時若未發現故障，則認為系統正常，ABS可進行正常控制。具有專用診斷裝置的ABS系統能夠記憶故障內容，並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使監視器產生錯誤信息，讓微處理機識別。

②檢查ROM區的數據，確認未發生變化。

③對RAM區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）輪速感測器及輸入放大電路的信號確認。

確認所有的輪速感測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電壓監視

識別供給的12V電壓和5V內部電壓是否為規定電壓值。監視12V電壓，並考慮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，然後加以分析識別。

（2）電磁閥動作監視

ABS系統工作過程中，電磁閥必定動作，ECU隨時監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、互相監視，能夠確保可靠性，及早發現異常情況。

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

由監視電路判斷微處理機工作是否正常。

（5）脈沖信號的監視

微處理機時鍾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，返回原有的常規制動方式（不使用ABS），且ECU呈現故障狀態。這時ECU內的發光二極體、ABS警報燈或專用診斷裝置發出故障信號，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。

�0�1 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感測器送來的輪速信號，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）有連續監測四個輪速感測器速度信號的功能。電腦連續地檢測來自全部四個輪速感測器傳來的脈沖電信號，並將它們處理、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。電腦以四個輪子的感測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，向液壓調節器輸出幅值為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控。由於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——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。這種校準是連續的，如果不能同步，就說明電腦本身有問題，它會自動停止防抱死制動過程，而讓普通制動系統照常工作。此時，修理人員必須對ABS系統（包括電腦）進行檢測，以及時找出故障原因。

圖6是ABS系統電腦內部監控工作的簡要圖解。來自輪速感測器①的輸入信號同時被送到電腦中的兩個微處理器②和③，在它們的邏輯模塊④中處理後，輸出內部信號⑤（車輪速度信號）和外部信號⑥（給液壓調節器的信號），然後根據這兩種信號進行比較、校對。邏輯模塊④產生的內部信號⑤被送到兩個不同的比較器⑦和⑧中（每個處理器中有一個比較器），在那裡進行比較，如果它們不相同，電腦將停止工作。微處理器②產生的外部信號⑥一路直接送到比較器⑦，另一路由液壓調節器控制電路⑨經過反饋電路⑩送到比較器⑧。微處理器③產生的外部信號直接送到比較器⑦和⑧。通過比較器進行比較，如果外部信號不能同步，ABS系統電腦將要關閉防抱死制動系統。

圖6

ABS系統電腦不僅能監視自己內部的工作過程，而且還能監視ABS系統中其他部件的工作情況。它可按程序向液壓調節器的電路系統及電磁閥輸送脈沖檢查信號，在沒有任何機械動作的情況下完成功能是否正常的檢查。在ABS系統工作的過程中，電腦還能監視、判斷輪速感測器送來的輪速信號是否正常。

ABS系統出現故障，例如制動液損失、液壓壓力降低或車輪速度信號消失，電腦都會自動發出指令，讓普通制動系統進入工作，而ABS系統停止工作。對某個車輪速度感測器損壞產生的信號輸出，只要它在可接受的極限范圍內，或由於較強的無線電高頻干擾而使感測器發出超出極限的信號，電腦根據情況可能停止ABS系統的工作或讓ABS系統繼續工作。

這里要強調的是，任何時候琥珀（黃）色ABS系統故障指示燈點亮不滅，就說明電腦已停止ABS系統的工作或檢測到了系統的故障，駕駛員或用戶一定要進行檢修，如果處理不了，應及時送修理廠。

2．3 ABS故障指示燈

當有下列的異常現象被發現時，ABS控制電腦會使ABS故障指示燈點亮：

① 泵油電動機作用的時間超過一定的時間。

② 車輛已經行走超過30S，而忘記放開駐車制動。

③ 未收到四輪中任何一輪的感測器信號。

④ 電磁閥作用超過一定的時間或是檢測到電磁閥斷路。

⑤ 發動機已經開始動作，或是車輛已經開動，未接收到電磁閥輸出訊號。

⑥ 當點火開關打開在I段時，ABS故障指示燈會點亮，如果沒有異常現象，發動機起動後ABS故障指示燈就會熄滅。

ABS系統有兩個故障指示燈，一個是紅色制動故障指示燈，另一個是琥珀色或黃色ABS故障指示燈，見圖7所示。兩個故障指示燈正常閃亮的情況為：當點火開關接通時，紅色指示燈與琥珀色指示燈幾乎同時點亮，紅色指示燈亮的時間較短，琥珀色指示燈亮的時間較長一些（約3S）；發動機起動後，儲能器要建立系統壓力，兩燈會再次點亮，時間可達十幾秒鍾；駐車制動時，紅色指示燈也應亮。如果在上述情況下燈不亮，說明故障指示燈本身或線路有故障。

圖7

紅色指示燈故障常亮，說明制動液不足或儲能器中的壓力不足（低於14MPa），此時普通制動系統和ABS系統均不能正常工作；琥珀色ABS故障指示燈常亮，說明電控單元發現ABS系統有故障。

三、液壓控制系統

3．3 循環式制動壓力調節器的工作原理

此種形式的制動壓力調節器在制動主缸與輪缸之間串聯一電磁閥，直接控制輪缸的制動壓力。這種壓力調節系統的特點是制動壓力油路和ABS控制壓力油路相通，如圖8所示。圖中的儲能器的功能是在減壓過程中將從輪缸流經電磁閥的制動液暫時儲存起來。回油液壓泵也叫做再循環泵，其作用是將減壓過程中從制動輪缸流進儲能器的制動液泵回主缸。該系統的工作原理詳述如下。

圖8

1．常規制動狀態

在常規制動過程中，ABS系統不工作，電磁線圈中無電流通過，電磁閥處與「升壓」位置。此時制動主缸和輪缸狀態如圖9所示，由制動主缸來的制動液直接進入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而增減。此時回油液壓泵也不工作。

圖9

2．保壓狀態

當轉速感測器發出抱死危險信號時，電控單元向電磁線圈輸入一個較小的保持電流（約為最大工作電流的1/2），電磁閥處於「保持壓力」位置，如圖10所示。此時主缸、輪缸和回油孔相互隔離密封，輪缸中的制動壓力保持一定。

圖10

3．減壓狀態

如果在電控單元「保持壓力」命令發出後，車輪仍有抱死的傾向，電控單元即向電磁線圈輸入一最大工作電流，使電磁閥處於「減壓」位置，此時電磁閥將輪缸與回油通道或儲液室接通，輪缸中制動液經電磁閥流入儲液室，輪缸壓力下降，如圖11所示。

圖11

4．增壓狀態

當壓力下降後車輪轉速太快時，電控單元便切斷通往電磁閥的電流，主缸和輪缸再次相通，主缸中的高壓制動液再次進入輪缸（見圖），使制動壓力增加。制動時，上述過程反復進行，直到解除制動為止。

3．2 可變容積式制動壓力調節器的工作原理

如圖12所示是可變容積式制動壓力調節器的基本原理圖。它主要由電磁閥、控制活塞、液壓泵、儲能器等組成。其基本工作原理如下。

圖12

常規制動時，電磁線圈6中無電流流過，電磁閥7將控制活塞14的工作腔與回油管路接通，控制活塞在強力彈簧的作用下被推至最左端，活塞頂端推桿將單向閥13打開，使制動主缸2與輪缸10的制動管路接通，制動主缸的制動液直接進入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而變化。這種狀態是ABS工作之前或工作之後的常規制動工況。如上圖。

需要減壓時，電控單元9向電磁線圈6輸入一大電流時，電磁閥內的柱塞8在電磁力作用下克服彈簧作用力移到右邊。如圖13所示，將儲能器3與控制活塞14的工作腔管路接通。制動液進入控制活塞工作腔推動活塞右移，單向閥13關閉，主缸2與輪缸10之間通路被切斷。同時由於控制活塞的右移，使輪缸側容積增大，制動壓力減小。

圖13

當電控單元9向電磁線圈6輸入一較小電流時，由於電磁線圈的電磁力減小，柱塞8在彈簧力作用下左移至儲能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互關閉的位置，如圖14所示。此時控制活塞左側的液壓保持一定，控制活塞在液壓壓力和強力彈簧彈力的作用下保持在一定位置，而此時單向閥13仍處於關閉狀態，輪缸側的容積也不發生變化，制動壓力保持一定。

圖14

需要增壓時，電控單元9切斷電磁線圈6中的電流，柱塞8回到左端的初始位置，如圖12所示，控制活塞工作腔與回油管路接通，控制活塞左側控制液壓解除，控制活塞左移至最左端時，單向閥被打開，輪缸壓力將隨主缸的壓力增大而增大。

3．3 制動壓力調節器的結構形式

壓力調節器總成（也叫ABS制動執行器、ABS液壓控制總成）是在普通制動系統液壓裝置的基礎上加裝ABS制動壓力調節器而成的。普通制動系統的液壓裝置一般包括制動助力器、雙腔式制動主缸、儲液室、制動輪缸和雙液壓管路等。ABS制動壓力調節器裝在制動主缸與輪缸之間，如果它與制動主缸裝在一起，則稱之為整體式制動壓力調節器，否則就稱為分離式制動壓力調節器。

除了普通制動系統的液壓部件外，ABS制動壓力調節器通常由電動泵、儲能器、主控制閥、電磁控制閥和一些控制開關等組成。實質上，ABS就是通過電磁控制閥體上的控制閥，控制輪缸上的液壓，使之迅速變大或變小，從而實現了防抱死制動功能。ABS制動壓力調節器總成基本上可分為三類：整體式，制動主缸與液壓總成裝成一體的，如圖15所示；分離式，制動主缸與液壓總成是分別獨立的總成，如圖16所示；真空式，僅控制後輪，並采真空液壓控制，如圖17所示。

圖15

圖16

圖17

3．4 電磁閥的結構形式及工作原理

電磁控制閥是液壓調節器的重要部件，由它完成對ABS系統各個車輪制動力的控制。ABS系統中都有一個或兩個電磁閥，其中有若干對電磁控制閥，分別控制前、後輪的制動。常用的電磁閥有三位三通閥和二位二通閥等多種型式。

三位三通電磁閥的內部結構圖如圖18所示，它主要由閥體、進油閥、卸壓閥、單向閥、彈簧、無磁支撐環、電磁線圈等組成。滑動支架6的兩端由無磁支撐環3導向。主彈簧13和副彈簧12相對布置，但主彈簧彈力大於副彈簧彈力。為了關閉進油閥5和打開卸壓閥4，滑動支架有約0.25mm的移動過程。無磁支撐環被壓進閥體中，這樣可迫使磁通在線圈中穿行時必須通過支架，並經工作氣隙a穿出，以保證磁路有穩定的電磁特性。單向閥8與進油閥5並行設置，其作用是當解除制動時，單向閥打開，增加一個附加的、更大的由輪缸到主缸的出油通道，這樣能使輪缸的壓力迅速下降，即使在主彈簧斷裂或支架被卡死的情況下也能使車輪制動器松開解除制動。

圖18

該電磁閥工作過程如下：當電磁線圈中無電流通過時，由於主彈簧力大於副彈簧力，進油閥被打開，卸壓閥關閉，制動主缸與輪缸油路接通，所以輪缸壓力既能在沒有ABS參與的常規條件下增加，也能在ABS系統工作的條件下增加。

當向電磁線圈輸入1/2最大工作電流時（保持電流），電磁力使支架向下移動一定距離將進油閥關閉。由於此時電磁力不足以克服兩個彈簧的彈力，支架便保持在中間位置，卸壓閥仍處於關閉狀態。

此時，三通道間相互密封，輪缸壓力保持一定值。當電控單元向電磁線圈輸入最大工作電流時，電磁力克服主、副兩個彈簧的彈力使支架繼續下移，將卸壓閥打開，此時輪缸通過卸壓閥與回油管相通，輪缸中制動流入回油管路，壓力降低。

如圖19所示為一種常開式二位二通電磁閥的內部結構。當電磁線圈3中無電流通過時，在回位彈簧7的作用下，鐵心12被推至限位桿9與緩沖墊圈11相抵觸的位置。此時與鐵心連在一起的頂桿10沒有將球閥6頂靠在閥座5上，電磁閥的進油口A與出油口B相通，電磁閥處於開啟狀態。當電磁線圈中有一定的電流通過時，鐵心在電磁吸力的作用下，克服彈簧力的作用，帶動頂桿一起右移，頂桿將球頂靠在閥座上，電磁閥進油口與出油口之間的通道被封閉，電磁閥處於關閉狀態。限壓閥4的作用在於限制電磁閥的最高壓力，以免壓力過高導致電磁閥損壞。

圖19

四、總結

通過這次寫論文讓我了解了更多ABS系統的知識，特別是電子控制部分這一塊。ABS系統就是要充分利用輪胎和地面的附著系數，使各個制動器產生盡可能大的制動力而又不會抱死，提高汽車制動能力，改善了操縱性和穩定性。在寫論文時，我也查閱了許多的ABS相關的知識，它其實跟ASR（汽車防滑電子控制系統）有著同樣的作用和原理，很多都是相關連的。通過查閱書籍，使我的視野更加的開闊了，也給即將畢業的我增加了一部分新的知識。

『肆』 求一篇關於汽車防抱死制動系統（ABS）的論文

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，輪速感測器，液壓控制裝置的組成和原理；並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，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，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系統主要由感測器、電子控制裝置和執行器三個部分組成。

表1 ABS系統各組成部件的功能

組成元件

功能

感測器

車速感測器

檢測車速，給ECU提供車速信號，用於滑移率控制方式

輪速感測器

檢測車輪速度，給ECU提供輪速信號，各種控制方式均採用

減速感測器

檢測制動時汽車的減速度，識別是否是冰雪等易滑路面，只用於四輪驅動控制系統

執行器

制動壓力調節器

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器的控制油路中建立控制油壓；在循環式制動壓力調節器調節壓力降低的過程中，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，向駕駛員發出報警，並由ECU控制閃爍顯示故障代碼

ECU

接受車速、輪速、減速等感測器的信號，計算出車速、輪速、滑移率和車輪的減速度、加速度，並將這些信號加以分析、判別、放大，由輸出級輸出控制指令，控制各種執行器工作

二、電子控制系統

2．1感測器的結構型式與工作原理

(一) 轉速感測器

齒圈與輪速感測器是一組的，當齒圈轉動時，輪速感測器感應交流信號，輸出到ABS電腦，提供輪速信號。輪速感測器通常安裝在差速器、變速器輸出軸、各車輪輪軸上。

輪速感測器在車輪上的安裝位置

輪速感測器是由感測頭和齒圈等組成。

(二) 橫向加速度感測器

有一些ABS系統中裝有橫向加速度感測器，因裡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。橫向加速度低於限定值時，兩觸點都處於閉合狀態，插頭兩端子通過開關內部構成迴路，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於開啟狀態，插頭兩端子之間在開關內部形成斷路，此信號輸入ECU後可對制動防抱死控制指令進行修正，以便有效地調節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採用較多。

圖1

(三) 減速度感測器

目前，在一些四輪驅動的汽車上，還裝有汽車減速度感測器，又稱G感測器。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後，可以對路面進行區別，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，採取相應控制措施，以提高制動性能。

減速度感測器有光電式、水銀式、差動式變壓式等。

A．光電式減速度感測器

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，由於透光板的位置不同，允許發光二極體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。兩個發光二極體和兩個光電晶體管組合作用，可將汽車的減速度區分為四個等級，此信號送入電子控制器就能感知路面附著系數情況。

B．水銀式減速度感測器

水銀式減速度感測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，開關在玻璃管內處於接通（ON）狀態。在高附著系數路面上制動時，汽車減速度大，水銀在玻璃管內由於慣性作用前移，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

水銀式汽車減速度感測器，不僅在前進方向起作用，在後退方向也能送出減速度信號。

C．差動變壓式減速度感測器

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）輪速感測器的輸入放大電路。

2）運算電路。

3）電磁閥控制電路。

4）穩壓電源、電源監控電路、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5

a) 輪速感測器的輸入放大電路

安裝在各車輪上的輪速感測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並整形後送往運算電路。

不同的ABS系統中輪速感測器的數量是不一樣的。每個車輪都裝輪速感測器時，需要四個感測器，輸入放大電路也就要求有四個。當只在左右前輪和後軸差速器安裝輪速感測器時，只需要三個感測器，輸入放大電路也就成了三個。但是，要把後輪的一個信號當作左、右後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) 穩壓電源、電源監控電路、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穩壓電壓的同時，上述電路監控著12V和5V電壓是否在規定范圍內，並對輪速感測器輸入放大器、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，返回常規制動狀態，同時儀錶板上的ABS警報燈點亮，讓駕駛員知道有故障情況發生。

Ø 安全保護電路

ECU的安全保護電路具有故障狀態外部顯示功能。系統發生故障時，首先停止ABS工作，恢復常規制動狀態，使儀錶板上的ABS警報燈點亮，提示整個系統處於故障狀態。現在的故障顯示方法一般是通過ECU內部的發光二極體（LED）的閃爍、儀錶板上的ABS警報燈的閃爍、或用專用的診斷裝置加以顯示。切斷點火開關後故障顯示內部消失，重新接通點火開關時若未發現故障，則認為系統正常，ABS可進行正常控制。具有專用診斷裝置的ABS系統能夠記憶故障內容，並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使監視器產生錯誤信息，讓微處理機識別。

②檢查ROM區的數據，確認未發生變化。

③對RAM區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）輪速感測器及輸入放大電路的信號確認。

確認所有的輪速感測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電壓監視

識別供給的12V電壓和5V內部電壓是否為規定電壓值。監視12V電壓，並考慮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，然後加以分析識別。

（2）電磁閥動作監視

ABS系統工作過程中，電磁閥必定動作，ECU隨時監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、互相監視，能夠確保可靠性，及早發現異常情況。

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

由監視電路判斷微處理機工作是否正常。

（5）脈沖信號的監視

微處理機時鍾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，返回原有的常規制動方式（不使用ABS），且ECU呈現故障狀態。這時ECU內的發光二極體、ABS警報燈或專用診斷裝置發出故障信號，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感測器送來的輪速信號，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）有連續監測四個輪速感測器速度信號的功能。電腦連續地檢測來自全部四個輪速感測器傳來的脈沖電信號，並將它們處理、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。電腦以四個輪子的感測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，向液壓調節器輸出幅值為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控。由於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——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。這種校準是連續的，如果不能同步，就說明電腦本身有問題，它會自動停止防抱死制動過程，而讓普通制動系統照常工作。此時，修理人員必須對ABS系統（包括電腦）進行檢測，以及時找出故障原因。

圖6是ABS系統電腦內部監控工作的簡要圖解。來自輪速感測器①的輸入信號同時被送到電腦中的兩個微處理器②和③，在它們的邏輯模塊④中處理後，輸出內部信號⑤（車輪速度信號）和外部信號⑥（給液壓調節器的信號），然後根據這兩種信號進行比較、校對。邏輯模塊④產生的內部信號⑤被送到兩個不同的比較器⑦和⑧中（每個處理器中有一個比較器），在那裡進行比較，如果它們不相同，電腦將停止工作。微處理器②產生的外部信號⑥一路直接送到比較器⑦，另一路由液壓調節器控制電路⑨經過反饋電路⑩送到比較器⑧。微處理器③產生的外部信號直接送到比較器⑦和⑧。通過比較器進行比較，如果外部信號不能同步，ABS系統電腦將要關閉防抱死制動系統。

圖6

ABS系統電腦不僅能監視自己內部的工作過程，而且還能監視ABS系統中其他部件的工作情況。它可按程序向液壓調節器的電路系統及電磁閥輸送脈沖檢查信號，在沒有任何機械動作的情況下完成功能是否正常的檢查。在ABS系統工作的過程中，電腦還能監視、判斷輪速感測器送來的輪速信號是否正常。

ABS系統出現故障，例如制動液損失、液壓壓力降低或車輪速度信號消失，電腦都會自動發出指令，讓普通制動系統進入工作，而ABS系統停止工作。對某個車輪速度感測器損壞產生的信號輸出，只要它在可接受的極限范圍內，或由於較強的無線電高頻干擾而使感測器發出超出極限的信號，電腦根據情況可能停止ABS系統的工作或讓ABS系統繼續工作。

這里要強調的是，任何時候琥珀（黃）色ABS系統故障指示燈點亮不滅，就說明電腦已停止ABS系統的工作或檢測到了系統的故障，駕駛員或用戶一定要進行檢修，如果處理不了，應及時送修理廠。

2．3 ABS故障指示燈

當有下列的異常現象被發現時，ABS控制電腦會使ABS故障指示燈點亮：

① 泵油電動機作用的時間超過一定的時間。

② 車輛已經行走超過30S，而忘記放開駐車制動。

③ 未收到四輪中任何一輪的感測器信號。

④ 電磁閥作用超過一定的時間或是檢測到電磁閥斷路。

⑤ 發動機已經開始動作，或是車輛已經開動，未接收到電磁閥輸出訊號。

⑥ 當點火開關打開在I段時，ABS故障指示燈會點亮，如果沒有異常現象，發動機起動後ABS故障指示燈就會熄滅。

ABS系統有兩個故障指示燈，一個是紅色制動故障指示燈，另一個是琥珀色或黃色ABS故障指示燈，見圖7所示。兩個故障指示燈正常閃亮的情況為：當點火開關接通時，紅色指示燈與琥珀色指示燈幾乎同時點亮，紅色指示燈亮的時間較短，琥珀色指示燈亮的時間較長一些（約3S）；發動機起動後，儲能器要建立系統壓力，兩燈會再次點亮，時間可達十幾秒鍾；駐車制動時，紅色指示燈也應亮。如果在上述情況下燈不亮，說明故障指示燈本身或線路有故障。

圖7

紅色指示燈故障常亮，說明制動液不足或儲能器中的壓力不足（低於14MPa），此時普通制動系統和ABS系統均不能正常工作；琥珀色ABS故障指示燈常亮，說明電控單元發現ABS系統有故障。

三、液壓控制系統

3．3 循環式制動壓力調節器的工作原理

此種形式的制動壓力調節器在制動主缸與輪缸之間串聯一電磁閥，直接控制輪缸的制動壓力。這種壓力調節系統的特點是制動壓力油路和ABS控制壓力油路相通，如圖8所示。圖中的儲能器的功能是在減壓過程中將從輪缸流經電磁閥的制動液暫時儲存起來。回油液壓泵也叫做再循環泵，其作用是將減壓過程中從制動輪缸流進儲能器的制動液泵回主缸。該系統的工作原理詳述如下。

圖8

1．常規制動狀態

在常規制動過程中，ABS系統不工作，電磁線圈中無電流通過，電磁閥處與「升壓」位置。此時制動主缸和輪缸狀態如圖9所示，由制動主缸來的制動液直接進入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而增減。此時回油液壓泵也不工作。

圖9

2．保壓狀態

當轉速感測器發出抱死危險信號時，電控單元向電磁線圈輸入一個較小的保持電流（約為最大工作電流的1/2），電磁閥處於「保持壓力」位置，如圖10所示。此時主缸、輪缸和回油孔相互隔離密封，輪缸中的制動壓力保持一定。

圖10

3．減壓狀態

如果在電控單元「保持壓力」命令發出後，車輪仍有抱死的傾向，電控單元即向電磁線圈輸入一最大工作電流，使電磁閥處於「減壓」位置，此時電磁閥將輪缸與回油通道或儲液室接通，輪缸中制動液經電磁閥流入儲液室，輪缸壓力下降，如圖11所示。

圖11

4．增壓狀態

當壓力下降後車輪轉速太快時，電控單元便切斷通往電磁閥的電流，主缸和輪缸再次相通，主缸中的高壓制動液再次進入輪缸（見圖），使制動壓力增加。制動時，上述過程反復進行，直到解除制動為止。

3．2 可變容積式制動壓力調節器的工作原理

如圖12所示是可變容積式制動壓力調節器的基本原理圖。它主要由電磁閥、控制活塞、液壓泵、儲能器等組成。其基本工作原理如下。

圖12

常規制動時，電磁線圈6中無電流流過，電磁閥7將控制活塞14的工作腔與回油管路接通，控制活塞在強力彈簧的作用下被推至最左端，活塞頂端推桿將單向閥13打開，使制動主缸2與輪缸10的制動管路接通，制動主缸的制動液直接進入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而變化。這種狀態是ABS工作之前或工作之後的常規制動工況。如上圖。

需要減壓時，電控單元9向電磁線圈6輸入一大電流時，電磁閥內的柱塞8在電磁力作用下克服彈簧作用力移到右邊。如圖13所示，將儲能器3與控制活塞14的工作腔管路接通。制動液進入控制活塞工作腔推動活塞右移，單向閥13關閉，主缸2與輪缸10之間通路被切斷。同時由於控制活塞的右移，使輪缸側容積增大，制動壓力減小。

圖13

當電控單元9向電磁線圈6輸入一較小電流時，由於電磁線圈的電磁力減小，柱塞8在彈簧力作用下左移至儲能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互關閉的位置，如圖14所示。此時控制活塞左側的液壓保持一定，控制活塞在液壓壓力和強力彈簧彈力的作用下保持在一定位置，而此時單向閥13仍處於關閉狀態，輪缸側的容積也不發生變化，制動壓力保持一定。

圖14

需要增壓時，電控單元9切斷電磁線圈6中的電流，柱塞8回到左端的初始位置，如圖12所示，控制活塞工作腔與回油管路接通，控制活塞左側控制液壓解除，控制活塞左移至最左端時，單向閥被打開，輪缸壓力將隨主缸的壓力增大而增大。

3．3 制動壓力調節器的結構形式

壓力調節器總成（也叫ABS制動執行器、ABS液壓控制總成）是在普通制動系統液壓裝置的基礎上加裝ABS制動壓力調節器而成的。普通制動系統的液壓裝置一般包括制動助力器、雙腔式制動主缸、儲液室、制動輪缸和雙液壓管路等。ABS制動壓力調節器裝在制動主缸與輪缸之間，如果它與制動主缸裝在一起，則稱之為整體式制動壓力調節器，否則就稱為分離式制動壓力調節器。

除了普通制動系統的液壓部件外，ABS制動壓力調節器通常由電動泵、儲能器、主控制閥、電磁控制閥和一些控制開關等組成。實質上，ABS就是通過電磁控制閥體上的控制閥，控制輪缸上的液壓，使之迅速變大或變小，從而實現了防抱死制動功能。ABS制動壓力調節器總成基本上可分為三類：整體式，制動主缸與液壓總成裝成一體的，如圖15所示；分離式，制動主缸與液壓總成是分別獨立的總成，如圖16所示；真空式，僅控制後輪，並采真空液壓控制，如圖17所示。

圖15

圖16

圖17

3．4 電磁閥的結構形式及工作原理

電磁控制閥是液壓調節器的重要部件，由它完成對ABS系統各個車輪制動力的控制。ABS系統中都有一個或兩個電磁閥，其中有若干對電磁控制閥，分別控制前、後輪的制動。常用的電磁閥有三位三通閥和二位二通閥等多種型式。

三位三通電磁閥的內部結構圖如圖18所示，它主要由閥體、進油閥、卸壓閥、單向閥、彈簧、無磁支撐環、電磁線圈等組成。滑動支架6的兩端由無磁支撐環3導向。主彈簧13和副彈簧12相對布置，但主彈簧彈力大於副彈簧彈力。為了關閉進油閥5和打開卸壓閥4，滑動支架有約0.25mm的移動過程。無磁支撐環被壓進閥體中，這樣可迫使磁通在線圈中穿行時必須通過支架，並經工作氣隙a穿出，以保證磁路有穩定的電磁特性。單向閥8與進油閥5並行設置，其作用是當解除制動時，單向閥打開，增加一個附加的、更大的由輪缸到主缸的出油通道，這樣能使輪缸的壓力迅速下降，即使在主彈簧斷裂或支架被卡死的情況下也能使車輪制動器松開解除制動。

圖18

該電磁閥工作過程如下：當電磁線圈中無電流通過時，由於主彈簧力大於副彈簧力，進油閥被打開，卸壓閥關閉，制動主缸與輪缸油路接通，所以輪缸壓力既能在沒有ABS參與的常規條件下增加，也能在ABS系統工作的條件下增加。

當向電磁線圈輸入1/2最大工作電流時（保持電流），電磁力使支架向下移動一定距離將進油閥關閉。由於此時電磁力不足以克服兩個彈簧的彈力，支架便保持在中間位置，卸壓閥仍處於關閉狀態。

此時，三通道間相互密封，輪缸壓力保持一定值。當電控單元向電磁線圈輸入最大工作電流時，電磁力克服主、副兩個彈簧的彈力使支架繼續下移，將卸壓閥打開，此時輪缸通過卸壓閥與回油管相通，輪缸中制動流入回油管路，壓力降低。

如圖19所示為一種常開式二位二通電磁閥的內部結構。當電磁線圈3中無電流通過時，在回位彈簧7的作用下，鐵心12被推至限位桿9與緩沖墊圈11相抵觸的位置。此時與鐵心連在一起的頂桿10沒有將球閥6頂靠在閥座5上，電磁閥的進油口A與出油口B相通，電磁閥處於開啟狀態。當電磁線圈中有一定的電流通過時，鐵心在電磁吸力的作用下，克服彈簧力的作用，帶動頂桿一起右移，頂桿將球頂靠在閥座上，電磁閥進油口與出油口之間的通道被封閉，電磁閥處於關閉狀態。限壓閥4的作用在於限制電磁閥的最高壓力，以免壓力過高導致電磁閥損壞。

圖19

四、總結

通過這次寫論文讓我了解了更多ABS系統的知識，特別是電子控制部分這一塊。ABS系統就是要充分利用輪胎和地面的附著系數，使各個制動器產生盡可能大的制動力而又不會抱死，提高汽車制動能力，改善了操縱性和穩定性。在寫論文時，我也查閱了許多的ABS相關的知識，它其實跟ASR（汽車防滑電子控制系統）有著同樣的作用和原理，很多都是相關連的。通過查閱書籍，使我的視野更加的開闊了，也給即將畢業的我增加了一部分新的知識。

參考文獻：

[1] 楊慶彪. 汽車電控制動系統原理與維修精華. 北京：機械工業出版社，2006

[2] 邯鄲北方學校. 怎樣維修汽車ABS.ASR和SRS系統. 北京：機械工業出版社，2007

[3] 魯植雄. 汽車ABS.ASR和ESP維修圖解. 北京：電子工業出版社， 2006

[4] 鄒長庚. 現代汽車電子控制系統構造原理與故障診斷（下）——車身與底盤部分.

北京：北京理工大學出版社，2006

[5] 董繼明、羅燈明. 汽車檢測與診斷技術. 北京：機械工業出版社， 2007

最好是自己寫了、這個你參考一下吧