ABS在常规制动基础上工作,制动中车轮未抱死时,与常规制动相同;车轮趋于抱死时,ABS才工作,ECU控制制动压力调节器对轮缸制动压力进行调节。ABS工作的汽车车速必须大于5km/h,若低于该车速,制动时车轮仍可能抱死。常规制动系统出现故障,ABS随之失去控制作用;ABS出现故障,ECU自动关闭ABS,同时ABS警告灯点亮并存储故障码,但常规制动系统仍可正常工作。
制动过程中,ABS的ECU不断地从轮速传感器及车速传感器获取信号,并加以处理,计算车轮的滑移率,分析是否有车轮即将抱死拖滑并进而控制液压力来精确地控制车轮的滑移率,以保证汽车获得最大的地面制动力、最短的制动距离和良好的制动方向稳定性,使实际制动过程接近理想制动过程。ABS的工作过程一般可以分为增压(升压)状态、保压状态及减压(降压)状态。
可变容积式调节器的ABS制动压力油路和ABS控制压力油路相互隔开,如图1-4-10所示,它在汽车原有的制动管路上增加一套液压装置,用它控制制动管路容积的增减,从而控制制动压力的变化。可变容积式压力调节器由液压部件储液室、电动泵、储能器、电磁阀等组成。电磁阀和微型电动机根据ECU指令进行工作。这种方式的特点是通过改变电磁阀柱塞的位置来控制动力活塞的移动,改变缸侧管路容积,利用这种变化间接地控制制动压力的增减。其制动压力的增减速度取决于动力活塞的移动速度。
①常规制动过程。如图1-4-11所示,液压部件的活塞被弹簧力推至左端,活塞顶端有一推杆顶开止回阀,使制动主缸和制动轮缸之间的管路接通。这种状态是ABS工作之前或工作之后的常规制动工况,制动主缸直接控制制动压力的增减。
图1-4-10 可变容积式调节器工作原理
图1-4-11 ABS常规制动过程
②减压过程。如图1-4-12所示,电磁阀通入较大的电流,电磁阀内的柱塞移到右边,电动泵工作,储能器中储存的高压液体通过管路作用在动力活塞的左侧,产生一个与弹簧力方向相反的作用力。动力活塞右移,止回阀关闭,制动主缸和制动轮缸之间的通路被切断。因动力活塞右移,动力活塞左端的容积增大,制动轮缸管路的油压减小。
图1-4-12 ABS减压过程
③保压过程。如图1-4-13所示,ABS的ECU控制电磁阀通入较小的电流,电磁阀柱塞移到左边,作用在活塞左侧的液压得以保持。动力活塞两端承受的作用力相等,动力活塞静止不动,管路容积也不发生变化,能够保持制动压力。
④增压过程。增压过程和常规制动过程相同。这时,电磁阀断电,柱塞回到初始位置,作用在动力活塞左侧的高压被解除,动力活塞重新顶开止回阀。
循环式制动压力调节器又称流通式制动压力调节器,它的制动压力油路和ABS控制压力油路相通。这种压力调节器结构简单、控制方便,被广泛采用。循环式压力调节器包括储能器(又称储液器)、回油泵及电磁阀等。循环式压力调节器的轮缸常规工作状态如图1-4-14所示。
电磁阀串联在汽车原有的制动管路中,直接控制压力的增减。循环式调节器有的使用1个电磁阀,有的使用2个电磁阀。回油泵是1个电动高压泵,这种液压泵又称再循环泵。它可在短时间内将制动液加压到14~18 MPa。它的作用是把减压过程中轮缸流回的制动液送回高压端,这样可以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。液压泵和主缸间的管路中设置一个止回阀,不让高压制动液直接进入主缸,而是进入储能器中暂时储存起来。ABS的增压过程主要是由储能器供给高压制动液。因此,可以抑制ABS工作过程中产生的踏板行程变化。
图1-4-13 ABS保压过程
图1-4-14 轮缸常规工作状态
①升压过程。升压控制过程又称常规制动过程。当驾驶员踩下制动踏板时,制动主缸的压力升高,这时ABS的ECU根据轮速传感器传来的信号判断车轮滑移率太低,ECU控制制动压力调节器中的电磁阀不通电。该电磁阀一般为三位三通式电磁阀,由柱塞、弹簧、固定铁芯等组成,直接控制轮缸的制动压力。电磁阀在ECU控制下,有通电电流为零、通电电流较小及通电电流较大3种工作状态,分别对应于“升压”“保压”及“减压”3种位置。
如图1-4-15所示,这时制动主缸和制动轮缸是相通的,来自制动主缸的制动液直接进入制动轮缸,制动主缸可随时控制制动压力的增减。此时压力调节器的回油泵不工作,车轮转度迅速降低,直到ABS的ECU通过轮速传感器识别出车轮有抱死的倾向为止。
图1-4-15 轮缸升压过程
②保压过程。当驾驶员继续踩住制动踏板时,制动主缸的压力继续升高,此时ABS的ECU根据轮速传感器传来的信号判断车轮有抱死的趋势,开始控制制动压力调节器中的电磁阀通过较小电流(2A),电磁线圈产生电磁吸力小,吸动衔铁上移量少,但能适当压缩弹簧,所有的通道都被截断,来自制动主缸的制动液不进入制动轮缸,所以能保持制动压力,如图1-4-16所示。此时压力调节器的回油泵不工作。
③减压过程。车轮在保压阶段抱死倾向进一步加大时,ABS进入降压阶段。ABS的ECU根据轮速传感器传来的信号判断车速仍然过低,有抱死的趋势(滑移率为20%~25%)时,ECU控制电磁阀线圈通入较大电流(5A),产生电磁吸力大,压缩弹簧,使柱塞移至上端。如图1-4-17所示,制动主缸和制动轮缸的通路被截断,制动轮缸和储能器接通,制动轮缸的制动液流入储能器,制动压力降低。与此同时,驱动电动机启动,带动液压泵工作,把流回储能器的制动液加压后输送到制动主缸,制动压力降低,制动踏板出现抖动,车轮抱死程度降低,车轮转速增大。
图1-4-16 轮缸保压过程
图1-4-17 轮缸减压过程
④增压过程。当车轮抱死倾向被减少到一定程度时,ABS的ECU控制电磁阀断电,柱塞又回到初始位置。制动主缸和制动轮缸再次相通,制动主缸端的高压制动液(包括液压泵输出的制动液)再次进入制动轮缸,增加了制动压力。