ABS控制策略.ppt

车辆ABS的控制策略
cqjtu 机电与汽车工程学院伍岳
ABS系统简介
ABS(Anti-braking system)是一种在汽车制动时能够自动调节车轮制动力矩的车载电子控制系统。它能防止车轮抱死,有效地缩短制动时间和制动距离,提高制动时的方向稳定性。
ABS发展历史
1910年代铁路部门为了防止Wheel-lock现象开始试用当中意外发现制动距离缩短效果。
1950年代飞机着陆装置中开始开发并使用。
1954年代美国FORD林肯轿车最初使用法国制飞机用ABS。
1970年代林肯、凯迪拉克等高级轿车开始使用(后轮控制式)
1978年代 BENZ 450SEL和BMW 7系列使用***社的4轮控制式
ABS。
1984年代日本车开始使用NIPPON社的ABS
德国开发与Master Cylinder 一体型的H .U。
1990年代韩国车辆开始使用ABS(选装)。
系统组成
(1)轮速传感器
常用的轮速传感器是电磁式的,即利用电磁感应原理检测车轮速度,并把轮速转换成脉冲信号送至ECU。一般轮速传感器都安装在车轮上,有些后轮驱动的车辆,检测后轮速度的传感器安装在差速器内。
(2)电子控制单元(ECU)
ECU的作用是接收轮速传感器发出的信号,计算出车轮的运动状态。据此对压力调节装置发出控制指令。当系统发生异常时,由警报灯或蜂鸣器报警,使整个系统停止工作,恢复到常规制动方式。目前ECU主要是由集成度、运算精度都很高的数字电路构成。
(3)压力调节装置
压力调节装置也就是ABS的执行机构,它根据ECU的指令来调节各车轮制动器的制动压力。制动压力调节器可分为液压式、气压式和空气液压加力式。目前应用最广泛的是液压制动系统。制动压力调节器的主要元件是电动泵、液压控制阀和液压控制通道。
ABS的作用
1) 确保方向安全性(Stability)
2) 确保方向操纵性(Steerability)
3) 缩短制动距离(Stopping Distance)
4) 减少轮胎的局部过度磨损,提高轮胎的使用寿命
5) 减少刹车消耗,延长刹车轮鼓、碟片的使用寿命
ABS防抱死系统并非万能,在轮胎与路面附着力较差的情况下(如冰面)或特殊路况下,ABS的作用并不明显。
ABS制动理论基础
△驾驶员踩制动踏板增加制动力矩(T)时滑移率(S)和制动力(Q)跟T成正比上升。但侧向附着力随T的增加而减小。
△ T继续增加制动力(Q)在理想滑移率(Si)时最大,这时侧向附着力的减量也较小,制动性能在最佳状态。
△ S>Si时制动力减小轮胎也会抱死(S=100%)这时侧向附着力急减,车辆以不稳定状态行驶。
△前轮抱死时CFf接近0行驶中制动
效果明显下降失去方向操纵性,后轮
抱死时CFr接近0制动时车辆稳定性下
降车辆左右振动或发生旋转现象。
工作原理
ABS的基本工作原理是通过传感器监测制动过程中的车辆状态,由电子控制单元对各车轮的轮速、参考车速、加减速度以及滑移率等重要参数进行计算、分析、比较,根据这些参数对制动压力发出增压、保压或减压的控制指令,驱动调节制动压力来控制汽车制动过程中的车轮运动状态,使车轮保持在最佳制动状态,获得最佳制动效果。
ABS综合控制分类
ABS按控制通道分类有四通道、三通道、二通道、一通道。
控制通道是指能够独立进行制动压力调节的制动管路。
一通道式ABS :
又常叫单通道ABS,它是在后轮制动器总管中设置一个制动压力调节器,在后桥主减速器上安装一个轮速传感器,有的也在后轮上各安装一个。其性能特点是,制动时两后轮不会抱死,能够显著提高制动时的方向稳定性,同时结构简单、成本低。
所以,一通道式ABS在轻型载货车上的应用较为广泛。
二通道式ABS:
二通道式ABS难以在方向稳定性、转向控制性和制动效能各
方面得到兼顾,目前采用很少。
三通道ABS:
指的是对两前轮进行独立控制,两后轮则按低选原则进行一同控制,也称混合控制。其性能特点是,可以保证汽车在各种条件下两后轮的制动力相等,使两个后轮的制动力始终保持平衡,保证汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。而对两前轮的独立控制,则适用于小轿车,因为它一方面使汽车获得尽可能大的总制动力,利于缩短制动距离,另一方面可使制动中两前轮始终保持较大的横向附着力,使汽车保持良好转向能力。
四通道ABS:
指的是它有四个轮速传感器,在通往四个车轮制动分泵的管路中,各设一个制动压力调节器装置,进行独立控制,构成四通道控制形式。其性能特点是,可以最大程度地利用每个车轮的最大附着力,特别适用于汽车左右两侧车轮附着系数接近的路面,不仅可以获得良好的方向稳定性和方向控制能力,而且可以得到最短的制动距离。
总泵
前轮速传感器
前轮速传感器
后轮