1.轮速传感器。 轮速传感器用于检测车轮的转速,并将转速信号输入ECU。轮速传感器一般都安装在车轮处,但有些驱动车轮的轮速传感器安装在主减速器或变速器中。目前ABS系统的轮速传感器主要有磁电感应式轮速传感器和霍尔效应式轮速传感器两种型式。
(1)磁电感应式轮速传感器。轮速传感器在驱动轮和转向轮上的安装位置,如图11-4所示,信号转子安装在随车轮一起转动的部件上(图11-4(a)中的半轴,图11-4(b)中的轮毂),而传感器则安装在车轮附近不随车轮转动的部件上(图11-4(a)中半轴套管,图11-4(b)中的转向节),传感器与信号转子之间的间隙很小,通常只有0.5~1.0mm,多数轮速传感器是不可调的。
磁极端部形状不同,信号转子的安装位置也不同,如图11-5所示,凿形端部一般径向垂直于信号转子安装,菱形端部其轴向相切于信号转子安装,柱形端部其轴向垂直于信号转子安装。
磁电感应式轮速传感器结构简单、成本低,但输出信号的幅值随转速的变化而变化,在规定的转速变化范围内,其输出信号的幅值一般在1~15V范围内。
(2)霍尔效应式轮速传感器。霍尔效应式轮速传感器具有输出信号不受转速影响、频率响应高、抗电磁波干扰能力强等优点,被广泛应用于ABS轮速检测及其他控制系统的转速检测中。
霍尔效应式轮速传感器由传感器和信号转子组成,传感器由永久磁铁、霍尔元件和电子电路等组成,信号转子由多齿的轮盘组成,如图11-6所示,永久磁铁的磁力线穿过霍尔元件通向信号转子,在图11-6(a)所示位置时,穿过霍尔元件的磁力线分散,磁场相对较弱;在图11-6(b)所示位置时,穿过霍尔元件的磁力线集中,磁场相对较强。信号转子转动过程中,使得通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。此信号由电子电路转换成标准的脉冲电压。
2.电子控制单元。
ECU主要用于接收轮速传感器及其他传感器输入的信号,进行放大、计算、比较,按照特定的控制逻辑,分析判断后输出控制指令,控制制动压力调节器进行压力调节,此外ECU还具有故障监控报警和故障自诊等功能。 ABS ECU组成框图参见图11-7。
ABS ECU的硬件由安装在印刷电路板上的一系列电子元器件构成,目前大多数是由集成度高、运算速度快的数字电路构成,它们封装在金属壳体内,形成一个独立的整体;软件则是固存在只读存储器(ROM)中的一系列控制程序和参数。
(1)输入级电路。输入级电路是由低通滤波、整形、放大等组成的输入放大电路,用于对轮速传感器输入的交变信号进行预处理,并将模拟信号变成微机使用的数字信号输入电路还接收点火开关、制动开关、液位开关等外部信号。输入电路除传送轮速传感器监测信号外,还接收电磁阀继电器、电动泵继电器等工作电路的监测信号,并将这些信号经处理后送入计算电路。
(2)计算电路。计算电路进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加速度和减速度的运算、分析、处理,压力调节器电磁阀控制参数的运算和监控。
计算电路一般由两个微处理器组成,以保证系统工作安全可靠。两个微处理器接收同样的输入信号,在进行运算和处理的过程中,通过交互式通信,对两个微处理器的结果进行比较,如果处理结果不一致,微处理器立即使ABS系统退出工作,防止系统发生故障后导致错误控制。
计算电路不仅能检测ECU内部的工作过程,还能监测系统中有关部件的工作状况,如轮速传感器、电动泵工作电路、电磁阀继电器工作电路等。当监测到这些电路工作不正常时,也立即向安全保护电路输出停止ABS系统工作的指令(3)输出级电路。输出级电路将计算电路输出的控制信号(如压力增加、保持、减小),转换成模拟控制信号,通过控制功率放大器向执行器(电磁阀)提供控制电流,驱动执行器工作。
(4)安全保护电路。安全保护电路由电源控制、故障记忆、继电器驱动和ABS报警灯驱动等电路组成。
安全保护电路接收汽车电源的电压信号,对电源电压是否稳定在规定的范围内进行监控,同时将12V或14V电源电压变成ECU内部需要的5V标准电压。同时还对继电器电路、ABS报警灯电路进行控制。当ABS出现故障时,能根据微处理器的指令,切断有关继电器的电源电路,使ABS停止工作,恢复常规制动功能,起到失效保护作用。同时,将仪表板上的ABS报警灯点亮,提醒驾驶员ABS系统出现故障,应进行检修。并将故障信息存储在存储器内,以便进行自诊断时,将存储的故障信息调出,供维修时使用。
3.电磁阀。
电磁阀的作用是控制油路。ABS上使用的电磁阀有二位二通电磁阀、三位三通电磁阀和四位四通电磁阀等,下面分别介绍二位二通电磁阀和三位三通电磁阀。
(1)二位二通电磁阀。二位二通电磁阀是指电磁阀由两个位置(开启、关闭),两个通道(进油通道、出油通道)。如图11-8所示,二位二通电磁阀有常开电磁阀和常闭电磁阀两种,它们主要由电磁线圈、铁心、球阀和弹簧等组成,常开电磁阀中设有一顶杆,顶杆和限位杆与活动铁心固定在一起,在不通电时,活动铁心在弹簧弹力的作用下下移,限位杆触到壳体上,进液口常开;常闭电磁阀上没有限位杆,在不通电时,活动铁心在弹力的作用下上移,关闭进液口,进液口常闭。
常开电磁阀和常闭电磁阀工作原理基本相同,下面以常开电磁阀为例介绍其工作原理：
当电磁线圈未通电时,活动铁心在弹簧弹力的作用下下移,直到限位杆与缓冲垫圈相抵为止。顶杆下移时,球阀随之下移,使电磁阀处于开启状态,制动液可以从进液口经过球阀从出液口流出。
当电磁线圈通电时,活动铁心在电磁力的作用下克服弹簧弹力的作用上移,顶杆随活动铁心一起上移,在推杆的作用下球阀上移,球阀与阀座接触,关闭进液口与出液口通道。
限压阀的作用是限制电磁阀的最高压力,当制动液压力过高时,限压阀打开泄压,以免压力过高损坏电磁阀。
(2)三位三通电磁阀。三位三通电磁阀如图11-9所示,它有三个位置。三个接口分别与制动主缸、制动轮缸和贮液罐连接,主弹簧11上端支承在阀体上,下端支承在上压板上,上压板上有进液阀6。副弹簧10支承在上下压板之间,下压板上有排液阀7。电磁线圈3由蓄电池提供电源,由 ABS ECU控制其通电电流的大小,当电磁线圈通电产生电磁力时,衔铁5可在电磁力的作用下移动,衔铁控制阀门的开关。其工作原理如下(见图11-10)：
1)当电磁线圈不通电时(见图11-10(a))。
当电磁线圈不通电时,衔铁在主、副弹簧预紧力的作用下处于下极限位置,并通过其下端的凸肩带动下压板,将排液球阀压靠在排液管端部的阀座上,排液阀处于关闭状态,切断了电磁阀与贮液罐之间的通道;而上压板及进液阀则受主弹簧的作用下移,进液阀处于开启状态,制动主缸的制动液可以从进液口进入电磁阀,再从出液口流出进入制动轮缸。
2)当电磁线圈通2A电流时(见图11-10(b)。
当电磁线圈中通2A的电流时,电磁线圈产生电磁吸力,衔铁在电磁力的作用下克服主弹簧的弹力而上移,同时进液阀上移,关闭进液口,切断制动主缸与轮缸之间的通道,随着衔铁的上移,主、副弹簧的弹力同时作用到衔铁上由于电磁线圈通的电流小,对衔铁产生的电磁吸力小,电磁力不能克服主、副弹簧的弹力,衔铁停止移动,而排液球阀仍被下压板压靠在排液管端部的阀座上由于电磁阀的进液口和排液口都被封闭,制动液既不能从进液口进入电磁阀,也不能从排液口流出电磁阀,保持回路中的压力不再增减。
3)电磁线圈通5A电流时(见图11-10(c))。
当电磁线圈中通5A电流时,电磁线圈对衔铁产生较大的电磁吸力,衔铁将克服主、副弹簧的弹力而上移至极限位置,在衔铁的带动下,下压板上移,使排液阀不再压靠在排液管端部的阀座上,排液阀将处于开启状态,而进液阀仍被上压板压靠在进液管端部的阀座上,进液阀处于关闭状态。轮缸的制动液从岀液口流回电磁阀,然后从排液管流出电磁阀,进入贮液罐,从而降低制动压力。
4.液压泵。
不同的ABS系统,其液压泵的的功用就不同,一种是将制动轮缸的制动液泵回制动主缸,实现制动“减压”,即循环调压泵;另一种是液压泵的作用是向蓄能器提供制动液,将制动液加压,为ABS工作提供能量,即增压泵。按结构形式不同,液压泵可分为柱塞泵、活塞泵等数种。
图11-11是柱塞泵,它是否工作由ECU控制。柱塞泵主要由直流电机、柱塞泵(偏心轮、柱塞、进液阀、出油阀)等组成。当柱塞6在偏心轮5的带动下向下移动时,柱塞上腔室的容积增大,真空吸力逐渐增大,出油阀关闭,进液阀打开,从贮液罐2来的制动液被吸入柱塞上方的工作腔室内;当柱塞在偏心轮的带动下向上移动时,柱塞上方工作腔室的容积减小,其内部压力逐渐增大,进液阀关闭,出油阀打开,工作腔室内的制动液在提高压力后被挤出腔室,从出油口排出,进入高压油路8。
