汽车ABS是指在制动过程中,能自动控制车辆的一个或几个车轮在其旋转方向上的滑移程度的系统。它是在常规制动系统的基础上加装了转速传感器、制动压力调节器和电子控制单元(ECU)等,如图3-1所示。
⒈丰轮转速传感器。
ABS安装的车轮转速传感器主要有电磁式转速传感器和霍尔式转速传感器。
电磁式转速传感器产生的感应电压频率随车轮的转动快慢而变化,其组成与工作原理如图3-2所示,主要结构是齿圈和由磁铁、线圈、磁极等组成的传感头齿圈是运动的,一般安装在随车轮一起转动的部件上,齿圈的齿数随厂家车型和ABS不同而不同,如福特系列车型有104个齿、90个齿、50个齿的,而博世的则有100个齿。传感头是静止的,安装在车轮附近,一般前轮传感器头被固定在车轮转向架上,后轮传感器头被固定在后车轴支架上。车轮的旋转使得传感头与齿圈的齿顶与齿隙间距不同,引起磁通量的变化,随着齿圈的旋转从而产生频率与转速成正比的交变电压,汽车运行速度高时,电压的幅值与频率均较大。电磁式转速传感器结构简单,成本低,但它向 ABS ECU输出的电压信号强度随转速变化,当车速比较低时,ECU可能检测不到信号;频率响应低,当汽车速度超过规定值时,容易产生错误信号:抗电磁波干扰能力差,输出信号弱时比较明显。
霍尔式转速传感器由齿圈和由磁铁、霍尔元件、信号处理电路组成的传感头构成。随着齿圈的转动,传感头在齿圈齿顶和齿隙之间交替变化,使霍尔元件所处磁场改变,引起感应电压的改变。产生的霍尔电压最终经过电子电路转换为ECU要求的信号输入使用。霍尔式转速传感器输出电压信号稳定,在车轮转速范围内和蓄电池标准电压下,传感器输出电压能稳定在115~12V不变;最高响应频率能够保证汽车高速运行时的测量精度。但是,由于制造成本高,现在应用较少。
有些新设计的ABS采用了加速度传感器,可以对由车轮转速计算出来的车速进行补偿,使制动时的滑移率计算更加精确。
3. ECU。
ECU是ABS的控制中枢,具有运算、控制和监控功能,通过接收轮速传感器的交流信号计算出车轮速度、滑移率和车轮的加速度、减速度,把这些信号加以分析,对制动压力调节器发出控制指令,改变被控车轮制动压力。某ABS的ECU内部电路框图如图3-4所示。
ABS的ECU内部电路主要由输入电路、运算电路、电磁阀控制电路以及安全保护电路等组成。为了ABS的可靠性,一般在ECU中设有两套控制电路,分别用于系统控制和监测,它们的内部运行程序是相同的,用冗余的方法保证安全性,在运行过程中,如果两个电路计算结果不一致,ECU会关闭ABS,汽车维持常规制动状态某汽车ABS的实物如图3-5所示。
汽车ABS可以分为液压ABS和气压ABS,其中液压ABS主要用于轿车和轻型载货汽车上,气压ABS主要用于中、重型载货汽车。
