汽车底盘电控技术-4-ABS-ASR

第七章汽车防抱死制动系统即AntilockBrakingSystem（ABS）,车辆抱死滑移的危害车轮抱死后制动力反而会减小前轮抱死：将使前轮失去转向能力后轮抱死：将使车辆侧滑甚至甩尾,资料：在发生人身伤亡的交通事故中，在潮湿路面上约有1/3与侧滑有关；在冰雪路面上有70%80%与侧滑有关。,ABS制动系统主要解决的问题,防止汽车后轮抱死，提高汽车制动过程中的行驶稳定性(甩尾、侧滑)防止前轮抱死，确保转向轮的可操纵性(躲避阻碍物的能力)缩短在低附着系数路面(冰雪或泥泞路面)的制动距离避免轮胎的异常磨损，提高轮胎的使用寿命,ABS的性能指标,制动效能：制动距离、制动时间、制动减速度制动效能的恒定性：抗热衰退性能方向稳定性：制动时保持直线行驶或按照预定弯道行驶的能力,ABS控制机理,地面极限制动力车轮法向载荷摩擦系数FmaxFZ附着系数影响要素：路面（类型、状况、结构类型）轮胎（花纹、气压、材料）车轮运动（方式、车速）,车轮实际制动力制动系统制动力地面极限制动力纵向力侧向力,附着系数的变化,滑动率：S=(v-r)/v纯滑动S100纯滚动S0边滚边滑0SsABS有利于缩短制动距离（p-s）随路况下降而增大路面越湿滑ABS效果越明显特殊情况（松泡雪地、沙砾、碎石路面等）下，psABS并非在所有路面上有利于缩短制动距离S100时，10，车辆丧失横向控制能力ABS有利于车辆控制,ABS控制方式,从控制依据上看：双参数控制、单参数控制从控制结构上看：1.独立控制2.同时控制：同轴控制、异轴控制低选控制、高选控制从控制算法上看：逻辑门限控制法、滑动模态变结构控制法、最优控制法、模糊控制法,S=(v-r)/v,四传感器四通道控制系统（4S-4M）,HH型,X型,（前轮独立，后轮选择）（4S-3M）,四传感器三通道控制系统（4S-3M）,现代ABS控制,两前轮独立控制、两后轮按低选同时控制。,X型制动系统II型制动系统,控制措施,采用“增压-保压-减压”循环控制制动系统压力循环速度：1220次/秒现代防抱死制动系统的控制共性：1.在制动过程中，只有当车轮趋于抱死时，ABS系统才起作用，此前保持常规制动状态。2.ABS系统只在车速超过一定值时才起作用。3.ABS系统具有自诊断功能，以确保系统出现故障时，常规制动系统仍能正常工作。,ABS系统组成,ABS=基本制动系统制动力调节系统（传感器、控制器、执行器）,ABS控制系统组成,液压单元，回油泵公用,三个电磁阀分别控制左右前轮和后轮,制动压力调节器结构电磁阀部分：阀杆、阀座、线圈等液压单元：储液腔、回油泵等,ABS控制系统工作原理,ABS制动过程建立油压过程踩制动踏板时，管路油压增大，车轮开始制动,开启,ABS制动过程（续）保压过程当制动较快时，ECU给电磁阀线圈通电，阀杆上移，油压不再增加。,ABS制动过程（续）减压过程若ECU判断减速仍太快，则控制电磁阀进一步提升，打开旁通道，制动液经储液腔和回油泵流回主缸。,开启,ABS压力调节方式,循环调压开放式：再循环式封闭式：循环式、回流泵式、补给式变容积调压机械控制式、液压控制式、压力反馈式,开放循环式压力调节,封闭循环式压力调节,回流泵式压力调节,补给式压力调节,液压变容积式,机械变容积式,压力反馈变容积式,ABSECU功能,ABSECU结构,ABSECU特点,输入、输出、运算、安全保护冗余电脑1结果一致ABS控制输入信号比较电脑2结果不一致ABS失效保护,ABS的ECU控制过程,ABS制动液的要求,为保证制动时不产生气阻，制动液的沸点要高（不低于260C）为保证ABS在减压、保压和增压状态间循环有足够的反应速度，制动液运动粘度要低对金属和橡胶等制品无腐蚀在各种工作条件下性能稳定制动液在吸湿率（含水率）3.5%时的吸湿沸点高,ABS制动液的标准,目前世界大多数国家的轿车推荐使用DOT3，或性能与之相当的DOT4，不推荐在ABS中使用硅酮型制动液DOT5。,ABS的发展,ABSTCSESPEHBEMBEBS,ABS+EBD+MSR+ESBS,增加设备，增加软件,只增加软件,第9章汽车驱动防滑转电子控制系统,ASR控制原理,英文：Anti-SlipRegulationAccelerationSlipRegulation日本：牵引力控制系统TCS/TRC/TRACTractionControlSystem,ASR系统作用,防止起动、加速时车轮打滑，提高动力性；提高方向稳定性和转向控制能力；减少轮胎磨损与发动机油耗。,驱动滑动率的定义,S驱动滑动率UL驱动轮轮缘速度Ua汽车车身速度，实际应用时常以非驱动轮轮缘速度代替,驱动轮纯滚动，驱动滑动率s为0%汽车不动，驱动轮旋转，驱动滑动率s为100%理想控制的驱动滑动率为15-25%,滑转率对附着系数的影响,SA在10-20%左右时，汽车的横向附着系数和纵向附着系数都比较大。,ASR控制方式,控制发动机输出转矩点火控制、喷油量控制、进气量控制制动对驱动轮的制动力制动压力控制控制差速器锁止控制控制变速器的传动比改变变速器的输出转矩采用电控悬架对驱动车轮载荷进行调配,ASR控制特点,只对驱动轮控制可以多渠道控制可以多方式控制车速较低时，为提高牵引力，对两驱动轮实施制动压力独立调节；车速较高时，为保持方向稳定性，两驱动轮制动力矩同时控制。易实现滑动率直接控制滑动率=（驱动轮换算车速-从动轮换算车速）/驱动轮换算车速,ASR的组成,ASR选择开关车轮转速传感器电子控制单元制动主继电器制动执行装置制动灯开关节气门继电器,主节气门位置传感器副节气门位置传感器副节气门执行器故障指示灯压力调节装置,ASR控制型式,ASR的变容积调节方式,ASR的组合调节方式,不同汽车上的ASR共性,ASR系统可由开关选择其是否工作，并由相应的指示灯提示ASR系统关闭时，副节气门处于全开位置，此时，其制动压力调节装置不影响制动系统的正常工作ASR系统工作时，ABS具有调节优先权,不同汽车上的ASR共性,ASR系统只在一定车速范围内（如80km/h或120km/h）起作用ASR系统在不同的车速范围内通常具有不同的特性ASR与ABS一样，具有自诊断功能,ASR与ABS的共性,ABS与ASR均可以通过控制车轮的力距来达到控制车轮滑动率目的ABS与ASR均要求系统具有迅速的反应能力和足够的控制精度两个系统均要求调节过程尽可能小的能量消耗,ASR与ABS的区别,ABS对所有车轮实施调节，ASR只对驱动轮加以调节控制ABS工作过程中，通常离合器分离、发动机怠速，但在ASR控制情景，离合器却处于接合状态，因此，发动机的惯性