一、资产证券化的构成 ABS主要由传感器、ECU和执行器组成，其组成和功能如表所示。 ABS主要部件在车辆上的位置见图。 二、ABS主要部件的结构原理 1.ABS传感器 (1)车轮速度传感器。 用于检测车轮转速，并将转速信号输入ECU。 轮速传感器一般安装在车轮、主减速器或变速器处，主要类型有电磁感应式轮速传感器和霍尔效应式轮速传感器。 [1]电磁感应轮速传感器。 主要由传感头和齿圈组成。安装位置见图2-18。轮速传感器安装在车轮上，齿圈安装在随车轮转动的零件上，如轮毂、制动盘、半轴等。而传感头安装在车轮附近不随车轮转动的零件上，如转向节、制动垫板、半轴套管等。传感器与齿圈的间隙很小，通常只有0.5 ~ 1.0 mm，大部分轮速传感器都是不可调的。在一些后轮驱动车辆中，电磁感应轮速传感器安装在主减速器或变速器上，传感头安装在主减速器或变速器壳体上，齿圈安装在主减速器或变速器的输出轴上。 图2-18轮速传感器的安装位置传感器的齿圈由磁阻小的铁磁性材料制成，齿圈的外周为薄轮齿。传感头主要由永磁体、磁极和线圈组成，如图2-19所示。 图2-19电磁感应轮速传感器的组成 1-小齿轮；双线圈；3-磁铁；4-磁极；5-磁通量；6—齿圈(转动)电磁感应轮速传感器的工作原理如图2-20所示。 当齿圈的齿隙与传感器的磁极端相对时，磁极端与齿圈之间的气隙最大，由于传感器永久磁极产生的磁力线不易穿过齿圈，感应线圈周围的磁场较弱。当齿圈的齿顶与传感器的磁极端相对时，磁极端与齿圈之间的气隙最小，传感器永久磁极产生的磁力线容易穿过齿圈，因此感应线圈周围的磁场较强。当齿圈随车轮转动时，齿圈的齿顶和齿隙交替与传感器磁极的顶部相对，传感器感应线圈周围的磁场交替变化，在感应线圈中感应出交变电压，其频率与齿圈的齿数和转速成正比。因此，轮速传感器输出的交流电压频率将与相应车轮的转速成比例。 图2-20电磁感应轮速传感器工作原理 1-齿圈；2-磁极端；3-感应线圈引线；4-感应线圈；5-永久磁极；6-磁力线；7-电磁感应轮速传感器；8-磁极；9-带齿圈齿顶的电磁感应式车轮 该速度传感器结构简单，成本低，但输出信号的幅度随速度的变化而变化。在规定的变速范围内，输出信号的幅度一般为1 ~ 15 V，如果轮速太低，输出信号小于1V，ECU检测不到。频率响应不高。转速过高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生虚假信号。抗电磁干扰能力差。目前国内外ABS控制的车速一般为15 ~ 160 km/h，其控制范围将逐渐扩大到8 ~ 260 km/h，电磁感应式轮速传感器难以适应。 [2]霍尔效应车轮速度传感器。 它具有输出信号不受转速影响、频率响应高、抗电磁干扰能力强等优点。广泛应用于ABS轮速检测和其他控制系统的转速检测。 霍尔效应轮速传感器由传感头和齿圈组成，如图2-21所示。传感器头由永磁体、霍尔元件和电子电路组成。 永磁体的磁力线穿过霍尔效应 用于测量汽车制动的减速度，识别是否是雪道、冰道等湿滑路面。减速传感器利用差动变压器原理获得加速度信号，其结构原理如图2-24所示。当汽车正常运行时，差动变压器线圈中的铁芯位于线圈中间。当汽车制动减速时，铁芯在惯性力的作用下向前运动(惯性力与汽车的加速或减速成正比，但方向相反)，使差动变压器线圈中的感应电流发生变化，作为输出信号控制ABS。铁芯的惯性力不同时，它在线圈中的位置不一样，减速传感器的输出信号也不一样。 近年来，四驱汽车开始配备ABS，其减速传感器主要用于检测车身的减速度。通常，使用水银开关减速传感器，如图2-25所示。当轿厢处于水平位置时，开关处于“on”状态。汽车在附着系数低的路面上刹车时，开关内的水银不动，开关仍处于“开”的状态；当汽车在附着系数较高的路面上制动时，由于减速度较大，开关处于“关”的状态，这样就可以识别路面的附着系数信息，并传送给ECU。在使用水银开关的减速传感器中，有的可以正向和反向传输路面附着系数信息，有的正向并联两个水银开关，即使其中一个有故障，另一个也能正常工作。 2.欧洲货币单位(European Currency Unit) ECU主要用于接收轮速传感器和其他传感器输入的信号，并进行放大、计算和比较，根据特定的控制逻辑进行分析判断后输出控制指令，从而控制制动压力调节器调节压力。ABSECU的硬件由安装在印刷电路板上的一系列电子元器件、集成度高、运算速度快的数字电路组成，封装在一个金属外壳内，形成一个独立的整体；软件是固定在ROM中的一系列控制程序和参数。目前，ABSECU的内部电路和控制程序各不相同。基本组成见图2-26。 (1)输入级电路。 输入放大电路由低通滤波、整形和放大组成，用于对轮速传感器输入的交流信号进行预处理，将模拟信号变成微机使用的数字信号。输入电路接收点火开关、制动开关、液位开关等外部信号，传输轮速传感器的监测信号，还接收电磁阀继电器、泵电机继电器等工作电路的监测信号，并将这些信号处理后送入计算电路。 (2)计算电路。 进行轮线速度、初速度、滑移率、加减速的计算、分析、处理和压力调节。 电磁阀控制参数的计算和监控。计算电路中的两个微处理器分别接收相同的输入信号，在运算和处理过程中通过交互通信比较两个微处理器的结果。如果处理结果不一致，微处理器立即使ABS停止工作，以防止系统故障造成的错误控制。计算电路检测ECU的内部工作，监测系统中相关元件的工作情况，当检测到这些电路异常时，立即向安全保护电路输出停止ABS工作的指令。 (3)输出级电路。 计算电路输出的控制信号转换成模拟控制信号，通过控制功率放大器向执行器提供控制电流，驱动执行器工作。 (4)安全保护电路。 它由电源控制、故障记忆、继电器驱动和ABS警告灯驱动组成。安全电路接收电源信号，监测电源电压是否稳定在规定范围内，将12V或14V电源电压转换为ECU要求的5V标准电压。同时控制继电器电路和ABS警告灯电路。当ABS出现故障时，根据微处理器的指令，继电器的电源电路被切断，使ABS停止工作，常规制动功能停止 制动压力调节器用于接收来自ECU的指令，并通过电磁阀的动作自动调节制动压力。制动压力调节器主要有液压式、气动式和气液增压式。液压制动压力调节器是最常用的。液压制动压力调节器主要由电磁阀、液压泵和储液罐组成，制动力由电磁阀和液压泵产生的液压来控制。每个车轮或每个系统内部都有一个电磁阀，压力调节器通过电磁阀直接控制制动压力，称为循环制动压力调节器；间接控制制动压力的称为可变排量制动压力调节器。1)循环制动压力调节器 当采用循环调压方式调节防抱死制动压力时，通过使轮缸内的制动液回流到主缸或蓄能器(也称蓄能器)来降低制动压力；制动压力因主缸或蓄能器中的制动液流入轮缸而增加。 (1)电磁阀。 循环制动压力调节器通常采用两位三通电磁阀或三位三通电磁阀。 [1]二位三通电磁阀，如图2-27所示。 有两个工作位置：加压和减压，即电磁线圈断电位置和电磁线圈通电位置。工作时，两位三通电磁阀在两个位置之间穿梭。只要ECU控制线圈电流的占空比，就可以实现制动压力的三态调节。 [2]三位三通电磁阀，如图2-28所示。 有三个液压孔，可以实现升压、保压、降压三种工作状态。工作过程见图2-29。 两位三通电磁阀 三位三通电磁阀 端口都是关闭的，所以制动液既不能从进油口进入电磁阀，也不能从回油口流出电磁阀，使回路中的压力保持恒定，如图2-29(b)所示。当向电磁线圈施加大电流时，电磁线圈对衔铁产生大的电磁吸力，使衔铁下移至极限位置，同时带动上压板下移，使回液球阀不再压在阀座上，回液阀打开，而进液球阀压在阀座上， 且进液阀关闭，制动液不能从进液口进入电磁阀，但从出液口流回电磁阀的制动液可以从回液管流出电磁阀，从而降低制动压力，如图2-29所示。 (2)液压泵，如图2-30所示。 液压泵由DC马达和旋转球阀活塞泵组成，马达由安装在活塞泵出液口的压力控制开关控制。当蓄能器中的制动液压力低于设定的控制压力时，压力控制开关闭合，向电机供电，液压泵工作，将制动液泵入蓄能器；当液压泵出口压力超过设定的控制压力时，压力控制开关关闭，停止向电机供电，电机和活塞泵停止工作，液压泵出口压力保持在一定的控制范围内。如果液压泵出口压力过低，说明液压泵或蓄能器有故障，压力报警开关闭合，发出报警信号。 图2-30液压泵 1-旋转球阀活塞泵；2-DC汽车；3-压力控制/警告开关；4-累加器；5-止回阀；6-限压阀(3)蓄能器。 按其压力范围分为高压蓄能器和低压蓄能器。高压蓄能器用于向制动助力器、轮缸或压力调节缸提供高压制动液或其他压力调节介质作为制动能量；低压蓄能器用于接收返回的制动液或压力调节介质，并减弱返回的制动液或压力调节介质的压力波动。通常情况下，高压蓄能器称为蓄能器，低压蓄能器称为蓄能器。 2)循环br的工作过程 1-电磁阀；2轮缸；3轮速度传感器；4轮；5-电磁线圈；6—主缸；7—制动踏板；8-液压泵；9-储液器；10—柱塞 图2-32解压缩过程 1-电磁阀；2轮缸；3轮速度传感器；4轮；5-电磁线圈；6—主缸；7—制动踏板；8-液压泵；9—储层 [3]保压过程如图2-33所示。 当ECU向电磁阀施加小电流时，柱塞移动到图示位置，所有通道被切断，制动器的制动压力保持不变。 [4]加压过程如图2-34所示。 当ECU使电磁阀断电时，柱塞返回到初始位置。主缸和轮缸重新连接，主缸的高压制动液再次进入轮缸，增加制动压力。增压和减压的速度由电磁阀的入口和出口直接控制。 3)可变排量制动压力调节器的工作过程 图2-33压力保持过程 1-电磁阀；2轮缸；3轮速度传感器；4轮；5-电磁线圈；6—主缸；7—制动踏板；8-液压泵；9—储层 图2-34加压过程 1-电磁阀；2轮缸；3轮速度传感器；4轮；5-电磁线圈；6—主缸；7—制动踏板；8-液压泵；9—储层 力的调节速度取决于压力调节活塞的移动速度。 [1]常规制动过程见图2-35。 调压活塞被大弹簧推到左端，活塞顶部的推杆推开单向阀，连接主缸和轮缸之间的管路。此时系统处于常规制动状态，主缸直接控制制动压力的增减。 图2-35常规制动过程 1轮速度传感器；双轮；3-止回阀；4-液压元件；5—主缸；6—制动踏板；7-累加器；8-压力调节活塞；9-电磁阀；10—液压泵；11—电磁线圈；12—储层；13—电子控制单元；14—轮缸 [2]解压缩过程如图2-36所示。 ECU向电磁阀提供大电流，电磁阀中的柱塞向右移动，蓄能器中储存的高压液体通过管路作用在调压活塞的左侧，产生与弹簧力相反的力，使调压活塞向右移动，单向阀关闭，主缸与轮缸之间的通道被切断。图中的粗实线表示轮缸侧的管路容积。与图2-35相比，由于调压活塞的右移，轮缸侧容积增大，制动压力减小，减小的幅度取决于轮缸侧管路容积的增大。 图2-36解压缩过程 1轮速度传感器；双轮；3-止回阀；4-液压元件；5—主缸；6—制动踏板；7-累加器；8-压力调节活塞；9-电磁阀；10—液压泵；11—电磁线圈；12—储层；13—电子控制单元；14—轮缸 [3]保压过程如图2-37所示。 当ECU向电磁阀提供小电流时，电磁阀的柱塞向左移动，作用在活塞左侧的液体压力保持不变，调压活塞两端受力相等。所以调压活塞是静止的，管路容积不变，制动压力保持不变。 图2-37压力保持过程 1轮速度传感器；双轮；3-止回阀；4-液压元件；5—主缸；6—制动踏板；7-累加器；8-压力调节活塞；9-电磁阀；10—液压泵；11—电磁线圈；12—储层；13—电子控制单元；14—轮缸 [4]加压过程如图2-38所示。 当ECU断电时，柱塞回到最左侧位置，作用在调压活塞左侧的高压被释放，调压活塞向左移动，调压活塞左侧的制动液漏入储液罐，同时主缸和轮缸的管路连通。在此期间，车轮侧的体积增量减小，制动压力增加到初始值。 1轮速度传感器；双轮；3-止回阀；4-液压元件；5—主缸；6—制动踏板；7-累加器；8-按下 当故障自诊断系统检测到ABS故障时，ABSECU的故障安全功能会断开故障安全继电器，从而断开电磁阀，关闭液压泵电机，ABS停止工作，恢复常规制动状态。当ABSECU给防故障继电器通电时，防故障继电器工作，触点闭合，ABS所有电磁阀通电，ABS正常工作。当ABSECU停止向防故障继电器供电时，防故障继电器停止工作，触点断开，所有电磁阀无电源，液压泵电机也停止工作。 5.ABS警告灯 当发现以下异常现象时，ABSECU点亮ABS警告灯： (1)液压泵电机超时工作； (2)车辆在未松开驻车制动的情况下行驶超过30秒； (3)没有接收到来自四轮中任何一轮的传感器信号； (4)电磁阀动作超时或电磁阀开路； (5)当发动机开始运行或车辆已经启动时，没有接收到电磁阀的输出信号。ABS有两个警示灯，一个是红色制动故障指示灯，另一个是琥珀色或黄色ABS警示灯。 两个警告灯通常如下闪烁： 当点火开关打开时，红色指示灯几乎与琥珀色警示灯同时亮起。红色指示灯短时间点亮，琥珀色警示灯长时间点亮(约3s)。 发动机启动后，蓄能器应建立系统压力，两个灯再次亮起十几秒钟。 当驻车制动时，红色指示灯也应亮起。如果在上述条件下灯不亮，则故障指示灯本身或电路有故障。 ABS警示灯红色故障指示灯常亮，表示制动液不足或蓄能器内压力不足(小于14MPa)。此时常规制动系统和ABS都不能正常工作；琥珀色ABS警告灯一直亮着，表示电子控制单元已经检测到ABS故障。