防抱死控制系统
玫瑰柒
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2019.12.31
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制动防抱死系统 "antilock brake system 的简称ABS,它的作用就是在车辆制动时通过控制刹车卡钳的制动力变化,让轮胎不被抱死而失去抓地力,保持轮胎处于一定滑移率的状态来以保证轮胎可以获得最大的地面附着力。下面我们来了解一下,它是如何实现的。

1. ABS的构成

ABS的基本构成如图1所示。以车轮中设置的车轮速度传感器的转动信息为基础,通过ABS ECU判断各车轮的滑移状态,驱动制动总泵和制动分泵之间设置的制动压力调节器,独立调节制动时各车轮制动器的液压。

图1 ABS的构成

2. 车轮速度传感器

车速传感器是检测车轮转动速度的传感器,汽车上应用较多的是检测与车轮一同转动的转子(齿轮转子或磁性转子)产生磁场变化的非接触型。近年来车辆大多采用霍尔元件检测转子转速的半导体方式。图2为霍尔轮速传感器检测原理示意图。

1 磁体 2霍尔元件 3齿圈

图2 霍尔轮速传感器示意图

霍尔式轮速传感器利用霍尔效应原理,即在半导体薄片的两端通以控制电流,在薄片的垂直方向上施加磁场强度为B的磁场,则在薄片的另两端便会产生一个大小与控制电流、磁感应强度B的乘积成正比的电势,这就是霍尔电势。

用霍尔元件作为汽车的车轮转速传感器时,多采用磁感应强度B作输人信号,通过磁感应强度B随轮速变化,产生霍尔电势脉冲,经霍尔集成电路内部的放大、整形、功放后,向外输出脉冲序列,其空占比随转盘的角速度变化。齿盘的转动交替改变磁阻,引起磁感应强度变化,即可测取传感器输出的霍尔电势脉冲。

如上图所示,永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮,齿轮相当于一个集磁器。

① 当齿轮位于图a)所示位置时,穿过霍尔元件的磁力线分散,磁场相对较弱。

② 当齿轮位于图b)所示位置时,穿过霍尔元件的磁力线集中,磁场相对较强。

③ 齿轮转动时,使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化,因而引起霍尔电压的变化,霍尔元件将输出一个mV级的准正弦波电压,此信号再经过电子电路转换成标准的脉冲电压。脉冲的频率,即每秒钟产生的脉冲个数,反映了车轮旋转的快慢,通过脉冲的频率即可得知车轮转速。

3.制动压力调节器

制动压力调节器也称为ABS执行器,由液压回路和电磁阀组成。根据电磁阀的通断操作,向车轮制动分泵输出增压、保持、减压三种模式的液压。从而根据速度的情况防止车轮被卡钳抱死。轮缸增压过程示意图如图3所示。

图3 轮缸增压过程示意图

4、ABS ECU

ABS ECU是一种使用了微控制器的数字控制电路,微控制器根据车轮速度传感器信息,计算各车轮的滑移状态,并向ABS执行器发出指令。其典型电路框图如图4所示。

图4 ABS ECU的电路框图

为了避免ABS故障导致制动系统整体失效,ECU带有自我诊断功能。实时监控系统的故障。当故障发生时,警报灯点亮通知驾驶者,同时将系统切换至失效保护状态,以维持常规制动器的功能。

通过本篇内容,你是否了解了车辆的ABS呢?

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