ABS系统工作原理PPT课件

汽车防抱死制动系统，2，防抱死制动系统的概念，丧失转向能力降低制动性能时的方向稳定性会降低轮胎寿命，汽车制动车轮锁定，可能引起：3，防抱死制动系统ABS(Anti-BrakingSystem ) 是汽车在制动过程中实时判定车轮的打滑率，自动调节作用于车轮的制动扭矩，防止车轮锁定，得到最佳制动性能的电子装置。 防抱死制动系统的概念、重点是滑移率-制动扭矩-车轮锁定、4、轮胎与地面的附着特性、车辆制动距离和制动减速度由车辆制动力即地面制动力决定。 依赖于地面制动力、制动制动力、附着力。 有地板制动力Fxb的附着力的话，车轮就会紧紧地抓住，汽车的制动力。 5、轮胎与地板的附着特性、附着力与附着系数、实际制动时道路作用于车轮的纵向附着力Fx等于汽车的制动力。 道路对汽车转向轮的横向附着力Fy是使汽车转向的横向力。 实验证明，横向附着系数、纵向附着系数、6、轮胎与地面附着特性、附着系数与滑移率、道路附着系数随车轮结构、材料、道路表面形状、材料的不同而有较大变化。 滑移率表示车轮滑移所占的份额。 车轮完全抱紧时，打滑率为1，车轮纯粹滚动时，打滑率为0。7，轮胎和地面的附着特性，附着系数和滑移率，另外，汽车制动时的附着系数和制动时的滑移率，从下图可以看出有很大的关系。 结论：附着系数随着与路面“状态”有关的滑移率而变化。 如果前轮紧紧地抓住，汽车就会失去转向能力，后轮紧紧地抓住，因此汽车容易发生侧滑现象，后轴侧滑时，离心力与侧滑方向相同，侧滑的程度变大，有可能翻倒，是非常危险的运动状态。 Fy :侧方干扰力Gx :制动惯性力Fy1:前轮侧方力Fy2:后轮侧方力，现在，如果制动时后轴比前轴先被夹住，则认为有可能发生侧滑的前后轴同时被夹住，或者后轴不一直被夹住，则可以防止后轴发生侧滑。 前轴发生侧滑，离心力作用下与侧滑方向相反，可减少侧滑量。 根据滑移率-汽车制动器的稳定性、仅在前轮抱死时的力分析，9、车轮抱死的危害、前轮抱死-失去转向能力的后轮抱死-统计，后轴侧滑是造成交通事故的主要原因，制动性能下降，10、防抱死制动系统的作用是，后轮锁定引起侧滑， 有效防止摇晃等现象，大幅度提高车辆制动过程的方向稳定性，防止前轮抱死导致车辆转向能力丧失，提高汽车避开前方障碍物的操纵性和弯道制动时轨迹保持能力的制动距离，比不具有同种车防抱死系统的车辆的制动距离短。11、防抱死制动系统的控制目的，ABS利用道路与轮胎系统的关系，将车轮打滑率强制控制在临界点Sp附近，最大限度地发挥路面附着性能，达到最佳效果。、12、ABS的基本结构、ABS的构成如图所示。 主要由转速传感器、电子控制器、制动压力调节器等三大部分组成。 13、ECU基于车轮速度传感器的“打滑率”信号调节制动器的制动压力，达到了控制车轮“打滑率”的目的。 ABS的基本工作原理，14，ECU基于车轮速度传感器的“打滑率”信号调节制动器的制动压力，达到控制车轮的“打滑率”的目的。 ABS的基本工作原理、15、ABS的基本要素、车轮速度传感器-电磁式、传感器与通常的交流发电机原理相同，永久磁铁产生一定强度的磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈的齿顶和电极之间的间隙以一定的速度变化，由齿圈和电极构成的磁路的磁阻变化。16，其结果是磁通周期性地衰减，在线圈的两端产生与磁通的增减速度成比例的感应电压。另外，ABS的基本要素、车轮速度传感器-电磁式、17、液压式制动压力调整器、ABS的基本要素、ABS系统中的制动压力调整器是ABS的驱动器。 其主要作用是接受来自ECU的指令，直接或间接地控制制动压力的增减。 由电磁阀、液压泵、马达等构成。 分为循环式和可变容积式。 18、ABS的基本部件、19、ABS的基本部件、主缸直接与制动分泵相通。 液压式制动压力调节器-循环式，20，ABS的基本要素，液压式制动压力调节器-循环式，紧急制动，参加ABS。 电磁阀的工作电流为1电流。 制动泵与蓄能器直接连通，泵的制动压力减小。 21、ABS的基本部件、液压式制动压力调整器-循环式、电磁阀的动作电流为0电流。 制动主缸和制动副泵直接连通，副泵的制动压力增加。 电磁阀的工作电流为1/2电流。 所有的通道都不通，泵的制动压力处于保压状态。 22、ABS的基本要素、液压式制动压力调节器-循环式、回流泵：回流泵将从制动分泵排出的制动液泵返回制动总泵。 蓄能器：蓄能器为减压中大量回流的制动液提供临时贮存处。 减震器：减震器及其下游的节流装置减少返回制动主泵的液压脉冲的振幅，减少噪音。 23、ABS的基本要素、制动压力调整器-可变容量式、24、ABS的基本要素、制动压力调整器-可变容量式、制动主缸、制动主缸、2 )紧急制动、减压过程、25、ABS的基本要素、制动压力调整器-可变容量式、保压过程、增压过程、26、 ABS系统的无电子线路LS400ABS系统(波特)、ABS警告灯ABS驱动器的车轮速度传感器ABS控制器、返回泵控制电磁阀控制车轮速度传感器、27、ABS控制、ABS进行逻辑阈值控制， 仅介绍当前相对成熟的、大多数现代车辆普遍采用的逻辑门限(门限)控制方法，以及如滑动模块结构优化控制等分为不同控制方法的哪些方法执行ABS控制往往取决于车辆的设计思想、结构和基本运行范围。 28、ABS逻辑控制算法简单逻辑控制算法，如果路面条件一定，则无论车轮的打滑率在哪个范围内，路面附着系数都不超过某一定值，即作用于四个车轮的总制动力必须基于不等式：牛顿的第二定律， 汽车制动时的最大减速度a也一定是条件：车轮角减速度超过极限条件：的情况下，制动力超过路面提供的最大附着力，车轮有可能变成锁定倾向。 基于以上分析，最简单的ABS控制逻辑是，29，ABS逻辑控制算法简单的逻辑控制算法，表示如果上述条件成立，车轮趋于被锁定，制动缸减压，相反，制动缸增压。 这是最简单的防抱死制动控制方案。 动态协调过程如图所示。 VF-汽车实际速度VR-车轮速度-a0阈值-角减速度，30，ABS逻辑控制算法-采用简单逻辑控制算法，制动开始时采用快速升压，车轮角速度超过一定阈值-a开始减压，负加速度进入阈值-a内结束。 然后，慢慢重复，直到车轮的减速度再次超过-a阈值为止，以该周期车完全制动。 在只将减速度-a作为阈值的逻辑控制中，车轮滑移率的变化很大，也不能对应路面附着系数的变化。 以、31、车轮减速度和加速度为控制参数的32、双阈值控制逻辑能够适应不同的路面特性，一般能够消除汽车车轮的锁定现象。 但是，路面附着系数飞跃性变化的话，不能迅速适应，因此急速变化的路面追踪性能差。 另外，车轮的正负加速度阈值防锁定控制以车轮的减速度和加速度为控制参数，在制动开始时采用急速升压，车轮的角速度超过一定的阈值-a开始减压，加速度超过阈值a结束。之后，保持车轮减速度再次低于a阈值。 然后增压，直到角速度小于一定阈值-a。 这样周期性地重复，直到汽车完全被制动。 33、以滑移率为控制参数的单参数控制方式，参考车速和滑移率的计算，在汽车中一般采用间接的方法从车轮的角速度和负加速度构筑车辆的基准车速(参照右图)。 在初始制动时车轮的负加速度小于-a的情况下，将与此时相对应的车轮速度设为初始基准速度VRe0，以后以减速度aRe (取通常的路面制动时能够达到的减速度)计算基准车速。 车轮的基准打滑率为：34，制动刚开始后采用急速升压，开始减压直至车轮速度低于阈值，负的加速度超过阈值后结束。 之后，慢慢地周期性地重复，直到车轮的减速度再次下降到阈值以下为止。 根据道路状况最佳滑移率以(0.080.3 )变化，在只将滑移率作为阈值的逻辑控制中，很难在各种道路状况下得到最佳效果。 将滑移率作为控制参数单参数控制方式、vr-车轮转速、由车轮速度传感器测定的vf-汽车车速vRe0汽车基准车速，在-车轮的瞬时运动滑移率、数学式计算器、35、【ABS的实际控制过程中， 一般来说，单独控制一个控制参数的阈值的情况较少，如果单独采用一个参数作为控制阈值，则会产生较大的界限，因此，a )仅通过车轮的加减速度来控制阈值，在低的路面进行紧急制动时，由于车轮容易抱住，因此附着系数利用率低，对制动效果有较大影响b )在各种路面上紧急制动时，只将车轮打滑率作为阈值进行控制，根据路面状况的不同，Sp(8-30% )也不同，不能保证在各种路面上得到最佳制动效果。 c )普遍采用，车轮加减速占主导地位。 辅助控制在车轮打滑率路面为低、低速行驶的紧急制动时相反。 若将、36、高附着系数路面制动、加、减速度和滑移率作为控制参数，则由于、a、增压、保压-7、保压-2、vR A、减压-5、a、保压-6、37、低附着系数路面制动在高附着系数路面和低附着系数路面上控制逻辑不同第3阶段和第6阶段，制动系统维持大的滑移率，车轮在短时间内成为大的滑移率状态，改善操纵稳定性，将加减速度和滑移率作为控制参数，38，在低附着系数路面进行制动，高附着系数路面和低附着系数路面的控制逻辑不同，因此制动识别路面特性、加减速度和滑移率作为控制参数，在、39、阶梯变化的路面制动、路面附着系数急剧变化的情况下，其识别方法采用第二加速度阈值a。 另一方面，当路面附着系数跳至较小的值时，将第二滑移阈值2作为识别的依据。加减速度和滑移率作为控制参数，40、加减速度和滑移率作为控制参数，如上所述，逻辑控制将车轮的加速度分为(-a、a、a )的几个阈值，辅助车轮的滑移率阈值1、2。 在从下降信号切换为保压的阶段，将可能产生的一些阈值信号(a、a、1、2 )作为识别路面特性(低、一般和高附着系数路面这3种情况)的依据。 基于路面识别结果，分别采用不同的控制逻辑，确保防抱死制动系统对路面状况的跟踪性能，可在不同路面条件下获得所需的制动效果。 41、ABS的整车控制技术，如上所述，ABS单轮控制技术的本质是将车轮打滑率控制在附着系数的峰值点。 因此，能够在制动时确保最短的制动距离、转向时和操纵稳定性。但是，作为整车，如果所有的车都采用单轮方式进行独立控制的话，在非对称路面制动时，会产生偏航距离，汽车无法维持行驶方向的稳定性。 现有技术下，最实用的方法是通过ABS自身的整车配置方式和整车控制技术，满足汽车在不同路面条件下的操纵性和稳定性。 在、42、ABS的整车控制技术、43、ABS系统中，可独立进行制动压力调节的制动配管称为控制通路。 四路ABS、四路ABS最大限度地利用每个车轮的附着力进行制动，因此汽车的制动性能最好。 但是，如果在附着系数远的(两侧车轮的附着系数不相等)路面上制动，由于同轴上的制动力不相等，汽车会产生大的偏转扭矩，制动会脱离。 因此，ABS通常不对4个车轮进行独立的制动压力调整。44、三通道ABS采用两前轮独立控制(车轮控制)，能够低选择地对后轮施加同等的制动扭矩(轴控制)。 因而，被称为四传感器三通路系统，三通路ABS一起控制两后轮，因此，后轮驱动的汽车在变速器或主减速器上仅设置一个转速传感器，能够检测两后轮的平均转速。 在汽车紧急制动时，发生了大的车轮载荷转移，前轮的附着力大于后轮的附着力(前轮驱动车的前轮附着力约占汽车整体附着力的70%-80% )。 因此，能够充分利用两前轮的附着力来制动汽车，有利于缩短制动距离，大幅度改善了汽车的方向稳定性。45、双通道ABS、两前轮可根据附着条件在高和低选择之间切换，两后轮以低选择原则联合控制。 双通道ABS多用于制动配管对角配置的汽车，两前轮独立控制，制动液通过比例阀(p阀)以一定比例减压后，传递到对角后轮。 由于双通道ABS在方向稳定性、转向能力和制动距离等方面难以兼顾，因此目前很少采用。比例阀、低选择阀、高路面、46、综述，ABS整体性能与信道数和传感器数有关，一般来说，传感器和信道数越多，ABS性能越好。 四传感器四通道ABS系统是最完善的配置方式，各车轮可任意设定控制目标，取得最佳效果。 但是，如果所有车轮都采用独立的控制，则会失去不对称路面上汽车方向的稳定性。 因此，对四传感器四通道ABS系统的整车控制技术进行了研究分析，所有控制通道在各种道路情况下都应发挥其作用，保证整车性能最佳。 根据ABS系统的一些部署，ABS系统通常包括两个独立的液压电路，前后或对角线。 47、采用驱动防滑控制(Acer )技术控制驱动轮，ASR起到防止汽车起步、加速中驱动轮打滑(空转)、特别是不对称路面和转弯中驱动轮空转的作用。 ARS的作用、48、众所周知，作用于车轮的驱动力和横向力取决于摩擦的存在，其合力不超过摩擦圆。 也就是说，驱动力增加时横向力必然减少。 驱动轮打滑时，驱动力和横向力在a区，对应的横向力小。 驱动力和横向力的摩擦圆，轮胎和地面的附着特性，49，发动机驱动轮的驱动力附着力：驱动轮打滑，车轮的横向附着系数小，相应的横向力小，横向稳定性降低的制动器车轮的制动力附着力：车轮打滑，车轮的横向附着系数小，相应的横向力小，横向稳定性降低， 由于