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电工电子学论文-防抱死制动系统(ABS)研究 一.防抱死制动系统（ABS）概述及工作原理1. 防抱死制动系统（ABS）概述汽车在湿滑的路面或在有积雪的路面上进行紧急制动时，容易发生车轮的抱死。在车轮（一般是后轮先抱死而前轮未抱死）抱死时，车轮会急速降低转速，最终停止转动，而车身由于惯性将继续向前滑动。此时方向盘操纵失灵，车前轮将继续按规定角度转弯，导致车辆发生侧滑或打转，如果车速过快，甚至会失控冲出道路，导致严重的交通安全事故。因此，防止车轮抱死显得十分重要。ABS在1920年由英国人霍纳摩尔研制成功，到现在已经广泛应用于车辆并存在多种类型。ABS能在制动过程中判定车轮的滑移率，把车轮的滑移率控制在合理范围内，并充分利用轮胎与路面之间的附着力，使制动器的效能发挥到最佳状态，从而显著地提高车辆制动时的可操作性和稳定性，使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，提高车辆的安全性。ABS的基本功能是感知制动轮每一瞬间的运动状态，并根据其运动状态，相应的调节制动器制动力矩的大小，从而控制车辆的滑移率，避免出现抱死。ABS主要分机械和电子两种，目前汽车工业中绝大多数都采用电子式ABS，并已由集成电路控制发展到了由微机控制。2. ABS工作原理防抱死制动系统电子控制系统主要由以下几部分组成：ABS传感器、ABS电子控制器制动压力调节器，ABS电子控制系统电路等结构。在车辆制动时，车轮转速传感器和减速度传感器可以将车轮的转速和减速度等信号转变为电信号，并输送给控制器，以使ABS能够根据车辆的行驶状况进行合理的处置，进行防抱死控制。ABS电子控制器（ABSECU）由输入极电路，运算电路，输出级电路和安全保护电路组成，主要任务是接受传感器的信号，进行计算分析，判断制动车轮的状况，并据此输出控制信号，控制制动压力调节器工作，及时调节制动力的大小。此外，控制器还具有故障监控报警和故障自诊断的功能，可以说是ABS系统的“大脑”。而制动压力调节器是ABS系统中主要的执行器，有循环流动式和变容积式等种类，其作用是在制动时根据ECU的控制信号，迅速、准确地动作，以控制制动压力的大小，使车轮不被抱死，并达到理想的滑移率。制动压力调节器的工作过程主要由四部分组成：常规制动，减压过程，保压过程，增压过程。在常规制动时，车轮不会抱死，ABS不介入工作。而在减压过程，保压过程和增压过程中，系统根据ECU的信号，向电磁阀提供不同大小的电流，来调节制动总泵和制动分泵的压力，改变对车轮的制动力，达到“点刹”的效果，以达到调节滑移率的目的。（1）建压阶段；制动时，通过助力器和总泵建立制动压力。此时常开阀打开，常驻闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速隆低直到ABS电子控制单元通过转速传感器得到识别出车轮有抱死的倾向为止。（2）保压阶段ABS电子控制单元通过转速传感器得到的信号识别出车轮有抱死的倾向时，ABS电子控制单元即关闭常开阀，此时常闭阀仍然关闭(3)降压阶段如果在保压过程中，车轮仍有抱死的倾向，则ABS进入降压过阶段。此时，电子控制单元命令常闭阀打开，常开阀关闭，液压泵开始工作，制动液从轮缸经低压蓄电池能器被送回制动总泵，制动压力降低，制动踏板出现抖动，车轮抱死程度降低，车轮转速成开始增加。(4)升压阶段为了达到最佳的制动效果，当车轮达到一定转速时，ABS电子控制单元再次命令常开阀打开，常闭阀关闭。随着制动压力增加，车轮再次被制动和减速。防抱死制动系统压力调节频率为每秒钟2——4个循环。各种车型的数据会有一定差别如图所示。 二、ABS控制系统电路分析（以丰田凌志LS400型轿车为例）如图所示，ABS控制电路由多个电路组成。（1） 电源电路：ABS-ECU的供电输入端在IG脚，该脚电压由蓄电池经点火开关和熔断器得到。当该脚电压低于9.5V或高于17V时，自诊断系统就进入电源欠压或过压保护状态，同时也使ABS警告灯点亮。另外，从蓄电池分出一个支路经ALT-FL熔断器和ECU+B保险丝到达BAT脚，作为备用电源输入端。（2）电磁继电器电路三位三通电磁阀继电器的电磁线圈一端连接到R-脚，属于继电器搭铁端；另一端连接到ECU的SR脚。接通点火开关后，SR处会有电流输出，使继电器开关的2、3触电闭合，电源向三个电磁阀供电，同时也通过电阻R1接到ECU的AST脚，作为检测信号，若ECU向KA1发出“ON”指令但AST脚电压为0，说明继电器有断路故障；若电压为蓄电池电压，说明继电器有短路现象。（3）三位三通电磁阀电路液压控制单元中的三个电磁阀分别受控于ECU的SFR，SFL，SRR。ECU输出不同信号，对流过电磁阀的电流强度进行控制，从而改变滑阀的位置和制动液的通道，实现对车轮制动器的增压、保压、降压的调节，防止车轮抱死。同时，自诊断系统还监视各电磁阀的工作。（4）回流