第十章 车辆防抱死制动系统.ppt

车辆防抱死制动系统,概述ABS的理论基础ABS的构造与工作原理ABS的控制技术,目录,1、概述,车辆电子控制技术概况防抱死制动系统ABS工作原理简介ABS的发展,车辆电子控制技术概况(1),问：,车辆中应用的机电一体化系统有多少种？,答：,几十种。,哇萨！,车辆电子控制技术概况(2),主要的车辆机电一体化系统,电子控制喷油系统电子控制悬架系统自动导航系统防抱死制动系统驱动防滑控制系统,车辆电子控制技术概况(3),电子控制装置占整车成本,防抱死制动系统及其功能,简称：ABS（AntilockBrakingSystem）车辆制动效果的评价指标制动距离短：车轮与路面之间的制动力尽可能大制动跑偏、侧滑和失去转向能力：车辆与路面之间的侧向力越大越好车轮抱死的危害路面制动力减小侧向力减小防抱死制动系统的功能：防止车轮抱死,ABS在车辆上的安装,液压制动原理简介,ABS工作原理简介,ABS的发展,1932:英国专利“制动时防止车轮压紧转动车轮的安全装置”;1936:德国Bosch将电磁传感器用于测量车轮的转速;1978:德国Bosch将微处理器引入ABS控制;估计：本世纪初，全世界汽车ABS装备的比率将达到90%以上。,2、ABS的理论基础,制动过程中车轮的受力及运动分析制动力系数与侧向力系数曲线最佳滑移率范围,轮胎座标系,制动力系数/侧向力系数,Fx:沿X轴方向的分力,称为地面制动力，又称纵向力;,Fy:沿Y轴方向的分力，称为侧向力，或称横向力；,Fz：沿Z轴方向的分力，称为法向反作用力；,fx:称为制动力系数；,fy:称为侧向力系数。,制动滑移率,S制动滑移率；v车辆行驶速度；vR车轮圆周速度；r车轮动力半径；车轮角速度。,有侧偏角时的车轮滑移率,侧偏角：车轮滚动方向与车辆的行驶方向之间的夹角,绝对滑移率,侧向滑移率,纵向滑移率,制动滑移率与车轮运动状态的关系,S纯滚动S边滚动边滑动S纯滑动结论：滑移率描述了制动过程中车轮滑移的程度，滑移率值越大，表明滑移越严重。,制动力系数特性曲线,侧向力系数特性曲线,路面对制动力系数特性曲线的影响,制动力系数特性曲线与车速的关系,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1,滑移率,制动力系数,V10km/h,40,10,25,40,干燥沥青路面,潮湿沥青路面,不同侧偏角时侧向力系数随滑移率变化的曲线,不同滑移率时侧向力系数随侧偏角变化的曲线,最佳滑移率范围,0.00,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00,1.20,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1,滑移率,附着系数,侧向附着系数,纵向附着系数,最佳滑移率范围,小结,车辆的制动性能与轮胎的附着性能密切相关；轮胎的附着性能与轮胎的滑移率密切相关；附着力滑移率特性曲线与路况、行驶工况密切相关；最佳滑移率范围：0.10.3；制动时的最差状况：轮胎抱死。,3、ABS的构造与工作原理,轮速传感器ABS执行器制动液压系统电子控制单元ECU,轮速传感器：构造,1、导线2、永久磁铁3、壳体4、线圈5、极轴6、转子,轮速传感器：安装,转子：随车轮一起转动的部件上，如半轴、轮毂或制动盘等，与车轮同步转动；传感头：车轮附近不随车轮转动的部件上，如半轴套管、转向节、制动底板等。,轮速传感器：工作原理,轮速传感器：工作原理,ABS执行器：2位2通进油阀构造,1、进油管滤清器2、密封圈3、阀体4、阀座5、滤清器6、弹簧7、阀芯8、O形环9、衔铁10、密封盖11、线圈12、线圈架,ABS执行器：2位2通出油阀构造,阀座O形环滤清支撑体滤清器密封圈阀芯弹簧阀体衔铁线圈线圈架,ABS执行器：3位3通电磁阀构造,ABS执行器:常规制动时的工作示意图,ABS执行器:常规制动时的3位电磁阀和泵电机工作状态,ABS执行器:压力降低时的工作示意图,ABS执行器:压力降低时的3位电磁阀和泵电机的工作状态,ABS执行器:压力保持时的工作示意图,制动总缸,ABSECU,单向阀1,单向阀2,单向阀3,回位弹簧,A孔关闭,B孔关闭,2A,12V,C孔,ABS执行器:压力保持时的3位电磁阀和泵电机的工作状态,ABS执行器:压力升高时的工作示意图,制动总缸,ABSECU,单向阀1,单向阀2,单向阀3,回位弹簧,A孔打开,B孔关闭,0A,12V,C孔,ABS执行器:压力升高时的3位电磁阀和泵电机的工作状态,制动液压系统,电子控制单元ECU,小结,ABS的三大组成部分：转速传感器、执行器和控制器ECU；转速传感器的工作原理：电磁感应；ABS执行器的三大组成部分：电磁阀、泵电机和低压储液器；ABS控制器;ABS是附加在液压制动系统上的辅助控制系统。,4、ABS的控制技术,ABS的布置及通道ABS控制方式ABS控制方法ABS控制过程,ABS的布置及通道,四通道式三通道式双通道式单通道式,ABS的布置及通道：四通道式,压力控制阀,轮速传感器,ABS的布置及通道：三通道式,压力控制阀,轮速传感器,ABS的布置及通道：二通道式,压力控制阀,轮速传感器,ABS的布置及通道：单通道式,压力控制阀,轮速传感器,ABS控制方式,独立控制低选择控制高选择控制修正的独立控制智能选择控制,ABS控制方式：独立控制,控制方式：每个车轮都有专用通道，一个轮速传感器对应一个压力控制阀。优点：每个车轮的附着系数利用率达到最大值，以获得最佳制动效果，制动距离短！缺点：对不对称路面，由于附着系数不同，左右轮产生的路面制动力不同，导致车辆产生附加的横摆力矩，使车辆难以控制，操纵性和方向稳定性不太好！,独立控制时的制动横摆力矩,ABS控制方式：低选择控制,控制方式：一个车桥上的两个车轮由一条通道控制，即两个轮速传感器对应一个压力控制阀，制动压力取决于预先抱死车轮的状态，对于不对称路面，选择附着系数较低的一侧车轮；优点：左右车轮产生的制动力相同，减少或消除了横摆和转向力矩；操纵性和方向稳定性好！缺点：附着系数较高的一侧车轮的附着系数得不到充分利用。制动距离加大！,ABS控制方式：高选择控制,控制方式：一个车桥上的两个车轮由一条通道控制，即两个轮速传感器对应一个压力控制阀，制动压力取决于后抱死车轮的状态，对于不对称路面，选择附着系数较高的一侧车轮进行控制；优点：附着系数得到充分利用；制动距离短！缺点：对于附着系数不对称的路面，该控制方式会产生附加的横摆力矩。降低制动时的方向稳定性！,ABS控制方式：修正的独立控制,控制方式：和独立控制一样，每个轮速传感器对应一个压力控制阀。具体控制方式是，对一个车桥上的左右轮中附着系数低的一侧车轮用独立控制，附着系数高的另一侧按一定的比例以低于最大附着系数利用率进行控制，或者使其控制压力的建立时间推后一段。优点：综合了独立控制和低选择控制的优点；制动距离较短！方向稳定性较好！,ABS控制方式：智能选择控制,控制方式：一个车桥上的两个车轮由一条通道控制，即两个轮速传感器对应一个压力控制阀。左右轮附着系数相同:低选择控制