一、汽車制動防抱死控制系統(tǒng)主要傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理

1. 車輪轉(zhuǎn)速傳感器

車輪轉(zhuǎn)速傳感器簡稱輪速傳感器， 常用的車輪轉(zhuǎn)速傳感器有電磁感應式與霍爾式兩大類。

(1)電磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器

電磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器是一種由磁通量變化而 產(chǎn)生感應電壓的裝置， 一般由磁感應頭與齒圈組成， 如圖1所示。

圖1車輪轉(zhuǎn)速傳感器構(gòu)造

a) 長方形 b) 圓柱形

磁感應頭是一個靜止部件， 通常由永久磁鐵、 電磁線圈和磁極等構(gòu)成， 傳感器安裝在每 個車輪的托架上。齒圈是一個運動部件， 一般安裝在輪轂上或輪軸上與車輪一起旋轉(zhuǎn)。齒圈上齒數(shù)的多少與車型、 ABS 電腦有關(guān)。磁感應頭磁極與齒圈的端面有一空氣隙， 一般在 1mm 左右， 通?？梢苿哟鸥袘^的位置來調(diào)整間隙 (具體間隙的大小可查閱維修手冊)。

圖2電磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器工作原理

1—電腦 2—傳感頭 3—齒圈 4—空氣隙 5—車速信號

當齒圈隨車輪旋轉(zhuǎn)時 (圖2)， 在永久磁鐵上的電磁感應線圈中就產(chǎn)生一交變電壓信號 (這是因為齒圈上齒峰與齒谷通過時引起磁場強弱變化的緣故)， 信號的頻率與車輪速度成正 比， 并隨輪速的變化而變化。ABS 電子控制單元 (ECU) 通過識別傳感器發(fā)來交變電壓信 號的頻率來確定車輪的轉(zhuǎn)速， 如果電子控制單元發(fā)現(xiàn)車輪的圓周減速度急劇增加， 滑轉(zhuǎn)率達 到 20% 時， 便以 10 次/ s 的速度進行計算， 然后給執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令， 減小或停止車輪的制 動力， 以免車輪抱死。

(2)霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器

霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器可以將帶隔板的轉(zhuǎn)子置于永磁鐵和 霍爾集成電路之間的空氣間隙中。霍爾集成電路由一個帶封閉的電子開關(guān)放大器的霍爾層構(gòu) 成， 當隔板切斷磁場與霍爾集成電路之間的通路時， 無霍爾電壓產(chǎn)生， 霍爾集成電路的信號電 流中斷;若隔板離開空氣間隙， 磁場產(chǎn)生與霍爾集成電路的聯(lián)系， 則電路中出現(xiàn)信號電流?；魻柺杰囕嗈D(zhuǎn)速傳感器由傳感頭和齒圈組成， 傳感頭包含有永磁體?；魻栐碗娮与?路等結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3霍爾式車輪轉(zhuǎn)速

傳感器工作原理

當齒間對準霍爾元件位置時， 永磁體的磁力線穿過霍爾元件通向齒 輪， 穿過霍爾元件的磁力線分散于兩齒之中， 磁場相對較弱。當齒輪對準霍爾元件位置時， 穿過霍爾元件的磁力線集中于一個齒上， 磁場相對較強。穿過霍爾元件的磁力線密度所發(fā)生 的這種變化會引起霍爾電壓的變化， 其輸出一個毫伏級的準正弦波電壓。此電壓經(jīng)波形轉(zhuǎn)換 電路轉(zhuǎn)換成標準的脈沖電壓信號輸入 ECU。由霍爾傳感器輸出的毫伏級正弦波電壓經(jīng)過放 大器放大為伏級正弦波信號電壓， 在施密特觸發(fā)器中將正弦波信號轉(zhuǎn)換成標準的脈沖信號， 由放大極放大輸出。

霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器與前述電磁感應式車輪轉(zhuǎn)速傳感器相比， 具有以下的優(yōu)點：

1) 輸出信號電壓的幅值不受車輪轉(zhuǎn)速影響， 當汽車電源電壓維持在 12V 時， 傳感器輸 出信號電壓可以保持在 11. 5 ～ 12 V， 即使車輪轉(zhuǎn)速接近于零。

2) 頻率響應高， 該傳感器的響應頻率可高達 20kHz (此時相當于車速 1000km / h)。

3) 抗電磁波干擾能力強。

二、汽車制動防抱死控制系統(tǒng)執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)及工作原理

ABS 液壓控制總成是在普通制動系統(tǒng)的液壓裝置上經(jīng)設(shè)計后加裝 ABS 液壓調(diào)節(jié)器而形成 的。普通制動系統(tǒng)的液壓裝置一般包括真空助力器、 雙缸式制動總泵 (主缸)、 儲油箱、 制動 分泵 (輪缸) 和液壓管路等。除了普通制動系統(tǒng)的液壓部件外， ABS 制動壓力調(diào)節(jié)器通常由 回油液壓泵、 蓄能器、 主控制閥、 電磁閥和一些控制開關(guān)等組成。實質(zhì)上， ABS 就是通過電磁 閥控制分泵上的液壓， 使之迅速變大或變小， 從而實現(xiàn)了防抱死制動功能。

ABS 制動壓力調(diào)節(jié)器串接在制動主缸與輪缸之間， 通過電磁閥直接或間搭鐵控制輪缸 的制動壓力。通常把電磁閥直接控制輪缸制動壓力的調(diào)節(jié)器稱作循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器， 把 間接控制制動壓力的調(diào)節(jié)器稱作可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器。

1. 循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器

這種形式的制動壓力調(diào)節(jié)器是在制動總缸與輪缸之間串聯(lián)一個電磁閥，直接控制輪缸的 制動壓力。這種壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點是制動壓力油路和ABS控制壓力油路相通。由電磁閥 直接控制輪缸的制動壓力。多采用三位三通電磁閥和二位二通電磁閥， 在 ECU 控制下， 使 電磁閥處于 “升壓”、 “保壓”、 “減壓” 三種位置， 如圖4所示。

圖4循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器

1) 三位三通電磁閥工作過程如圖5所示， 三位三通電磁閥由進液閥、 回液閥、 主彈 簧、 副彈簧、 固定鐵心及銜鐵套筒等組成。

圖5三位三通電磁閥

1—進液口 2—進液閥 3—回液閥 4—主彈簧 5—副彈簧 6—電磁線圈 7—銜鐵套筒 8—出液口 9—回液口

工作過程是：電磁線圈未通電時， 在主彈簧張力作用下， 進液閥打開， 回液閥關(guān)閉， 進 液口與出液口保持暢通——增壓;電磁線圈通入較小電流 (2A)， 產(chǎn)生電磁吸力小， 吸動銜 鐵上移量少， 但能適當壓縮主彈簧， 使進液閥關(guān)閉， 放松副彈簧， 回液閥并不打開——保 壓， 如圖6所示;

圖6三位三通電磁閥 (保壓)

電磁閥線圈通入較大電流 (5A)， 產(chǎn)生電磁吸力大， 吸動銜鐵上移量 大， 同時壓縮主、 副彈簧， 使進液閥仍保持關(guān)閉， 回液閥打開——減壓， 如圖7所示。

圖7三位三通電磁閥 (減壓)

因為該電磁閥工作在三個狀態(tài) ( 增壓、 保壓、 減壓) 則為 “三位”， 對外具 有三個接口 (進液口、 出液口、 回液口) 則為 “三通”， 所以該電磁閥稱之為 “三 位、 三通” 電磁閥， 常寫成3/3電磁閥。

2) 二位二通電磁閥工作過程如圖8所示， 二位二通電磁閥又分為二位二 通常開電磁閥和二位二通常閉電磁閥。兩 個電磁閥均由閥門、 銜鐵、 電磁線圈和回 位彈簧等組成。

圖8二位二通閥的結(jié)構(gòu)及符號

常態(tài)下， 二位二通常開電磁閥閥門在彈簧張力作用下打開， 二位二通常閉電磁閥閥門在 彈簧張力作用下閉合， 二位二通常開電磁閥用于控制制動總泵到制動分泵的制動液通路， 又 稱為二位二通常開進液電磁閥。

二位二通常閉電磁閥用于控制制動分泵到儲液器的制動液回路， 又稱為二位二通常閉出 液電磁閥。

兩個電磁閥配套使用， 共同完成 ABS 工作中對制動壓力調(diào)節(jié)的任務。

3) 循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器的工作過程：踏下制動踏板， 由于電磁閥的進液閥開啟， 回 液閥關(guān)閉， 各電磁閥將制動總泵與各制動分泵之間的通路接通， 制動總泵中的制動液將通過 各電磁閥的進液口進入各制動分泵， 各制動分泵的制動液壓力將隨著制動總泵輸出制動液壓 力的升高而升高——增壓， 與常規(guī)制動相同。

① 升壓 (常規(guī)制動) 如圖9所示。

圖9制動壓力調(diào)節(jié)原理 (壓力增大)

② 保壓。當某車輪制動中， 滑轉(zhuǎn)率接近于 20% 時， ECU 輸出指令， 控制電磁閥線圈通 過較小電流 (約 2A)， 使電磁閥的進液閥關(guān)閉 (回液閥仍關(guān)閉)， 保證該控制通道中的制動 分泵制動壓力保持不變——保壓， 如圖10所示。

圖10制動壓力調(diào)節(jié)原理 (壓力保持)

③ 減壓。當某車輪制動中， 滑轉(zhuǎn)率大于 20% 時， ECU 輸出指令， 控制電磁閥線圈通過 較大電流 (約 5A)， 使電磁閥的進液閥關(guān)閉， 回液閥開啟， 制動分泵中的制動液將通過回 液閥流入儲液器， 使制動壓力減小——減壓， 如圖11所示。

圖11制動壓力調(diào)節(jié)原理 (壓力減小)

與此同時，ECU控制電動泵 通電運轉(zhuǎn)，將流入儲液器的制動液泵回到制動總泵出液口。

審核編輯：湯梓紅