③执行机构。
ASS执行机构主要由制动压力调节器和ASS报警灯组成。
液压式制动压力调节器主要由电磁阀、液压泵和蓄能器等组成。制动压力调节器串接在制动主缸和轮缸之间,通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。根据工作原理的不同,液压制动系统装用的制动压力调节器有循环式(压力调节器通过电磁阀直接控制制动压力)和可变容积式(压力调节器通过电磁阀间接控制制动压力)两种。
a.循环式制动压力调节器循环式制动。压力调节器通过在制动主缸与轮缸之间串联的电磁阀直接控制轮缸的制动压力。循环式制动压力调节器主要由电磁阀、电动液压泵和蓄能器等组成。在普通制动模式时,液压泵不工作,来自制动主缸的制动液经电磁阀直接进入制动轮缸,使制动轮缸内的制动压力随着制动主缸内压力的变化而变化。
循环式制动压力调节器的基本结构,如图34所示。
⑧电磁阀。循环式制动压力调节器的电磁阀多采用三位三通电磁阀(3/3电磁阀,有三个液压孔,具有三种工作状态)。在四通道制动控制系统中每个轮缸有一个3/3电磁阀;在三通道制动控制系统中,每个前轮有一个3/3电磁阀,两后轮共享一个3/3电磁阀。
ECU控制电磁阀线圈确定电磁阀位置。阀上有三个孔分别通向制动主缸、制动轮缸和蓄能器。电磁线圈流过的电流受
ECU控制,能使阀处于“三位”,即“升压”“保压”“减压”三种位置,如图35所示。
⑥回油泵与蓄能器。回油泵及蓄能器的结构,如图36所示。回油泵由偏心轮(由电动机驱动)驱动柱塞泵上下运动,泵内有两个上下布置的单向阀,上阀为进油阀,下阀为出油阀。柱塞向下行时,封闭出油孔,推开进油阀,使泵腔内压力升高。柱塞向上行时,轮缸及蓄能器的压力油推开进油阀进入泵体内,柱塞室内压力升高而推开出油阀,将制动液泵出。电动回油泵受
ABS ECU控制,在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压,在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中,将从轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸,以防止
ABS工作时制动踏板行程发生变化。
蓄能器为一个内装活塞和弹簧的液压缸,位于回油泵与电磁阀之间,用于储存高压制动液。从液压泵流入的制动液进入蓄能器压缩弹簧使蓄能器容积增大,以暂时储存制动液。有的蓄能器也采用气囊式蓄能器,如图37所示。在容器中有膜片将容器分隔为两腔,膜片后部充有压力约为6. 9MPa的高压氮气,上腔与回油泵和电磁阀回油口相连。从液压泵流入的压力油进入气囊上腔,压力油作用在气囊上使氮气压缩,上腔容积增大以暂时储存制动液和能量。
如果回油泵出油口压力过低,说明回油泵或蓄能器发生了故障,压力警示开关闭合,发出警示信号。
⑥循环式制动压力调节器的工作过程。汽车在制动过程中,
ECU控制流经制动压力调节器电磁线圈的电流的大小,使
ABS处于“升压”“保压”和“减压”三种状态。
第一,常规(升压)制动过程,如图38所示,电磁线圈电流为“0”,电磁阀处于“升压”位置。制动主缸与轮缸直接连通,轮缸压力的增减由制动主缸直接控制,回油泵不工作,
ABS不工作。
第二,保压制动过程。当
ECU向电磁线圈通较小的保持电流(约为最大电流的一半)时,电磁阀柱塞上移,电磁阀处于“保压”位置,如图39所示。电磁阀将所有通道截断,同时截断液压泵电动机电源使液压泵停止工作,使制动轮缸内的制动压力保持现有状态。
第三,减压制动过程。当
ECU向电磁线圈通较大电流时,电磁阀内的柱塞移到下边,电磁阀处于“减压”位置。电磁阀将轮缸与回油通道或储液器接通,轮缸中的制动液流经电磁阀进入储液器,使轮缸油压下降,如图40所示。同时,回油泵工作,将储液器内的制动液泵送到制动主缸或蓄能器。
b.可变容积式压力调节器。可变容积制动压力调节器,是在汽车原有制动系统管路上增加一套液压控制装置,改变制动管路中的容积,间接控制制动压力的变化。这种液压控制装置的特点是,制动压力油路和
ABS控制压力油路是相互隔开的。
图41所示为可变容积式制动压力调节器的基本结构,主要由电磁阀、控制活塞、电动液压泵、蓄能器等组成。其基本工作原理如下。
.常规制动过程。如图41所示,常规制动时,
ECU切断电磁线圈的电流,电磁阀回位将控制活塞工作腔与回油管路、储液器接通,控制活塞在弹簧的作用下被推至最左端将单向阀顶开,使制动主缸与轮缸通过管路接通,制动主缸的制动液直接进入轮缸,轮缸压力随主缸压力变化而增减。
·减压过程。如图42所示,减压时,
ECU向电磁线圈通入最大电流,电磁阀内的柱塞在电磁力作用下移至最右边,蓄能器与控制活塞工作腔管路接通而推动控制活塞右移,单向阀关闭,主缸与轮缸之间的通路被单向阀切断。由于控制活塞的右移,使轮缸侧容积增大,从而使制动压力减小。
.保压过程。如图43所示,
ECU向电磁线圈通人较小电流,电磁线圈的电磁力减小,柱塞移至左边,将蓄能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭。此时控制活塞左侧的油压不再变化,控制活塞在油压和强力弹簧的共同作用下保持在一定位置不动,单向阀仍处于关闭状态,轮缸侧管路的容积也不发生变化,制动、压力保持不变。
·增压过程。如图44所示,需要增压时,
ECU对电磁阀的电磁线圈6断电,柱塞7回到左端的初始位置(普通制动模式时的位置),控制活塞工作腔与回油管路接通,控制活塞左侧控制油压解至最左端顶开单向阀11,来自主缸13的制动液直接进入轮缸4,压力将随主缸的压力增大而增大。
ABS报警灯的作用是在
ABS出现故障时,由
ABS ECU控制其点亮,向驾驶员发出警报信号,并可由
ABS ECU控制闪烁,显示故障码。
(2)
ABS的分类
ABS的分类见表6。
(3)
ABS的工作原理
通过轮速传感器测量车轮转速并将这一数据传送到
ECU上,
ECU利用车轮转速传感器信号来计算车速。在制动过程中,车轮转速可与固化在
ECU中的理想减速度的特性曲线相比较。如果
ECU判断出车轮减速度太大和车轮即将抱死,它就将信号传送给液压执行装置。液压执行装置根据来自
ECU的信号能够迅速地对制动器进行保压、减压、升压或常规制动,动作频率能达到10次/秒以上。
ABS的功用就是控制实际的、制动过程,使之接近于理想制动过程。
在一般制动情况下,制动防抱死系统与常规制动器的工作方式完全相同,驾驶员踩在制动踏板上的力较小,通过制动轮缸对盘式制动器或鼓式制动器施加压力,车轮不会被抱死。
制动力完全由驾驶员踩在制动踏板上的力来控制,
ECU不输出控制信号。如果在紧急情况下制动(经常会一脚踩到底)或在松滑路面上制动(只需很小的踏板力,车轮就会抱死),控制装置将车轮转速与车辆的减速度进行比较。如果车轮即将抱死,
ECU就向液压执行装置输出信号来调节制动器的制动力,使车轮不致被抱死。
一般有以下三种控制方式。
①以车轮滑移率为控制参数的
ABS(防抱死性能好,但电路结构复杂,成本较高)。
②以车轮角减速度为控制参数的
ABS(控制精度稍差,但系统简单,易实现)。
③以车轮角减速度和滑移率为控制参数的
ABS(综合了前两种控制方式的优点,控制更精确,得到了广泛的应用)。
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