ABS(控制理论)续.doc

ABS (Anti-lock Brake System) 控 制 理 论 车速对制动距离影响： 制动距离和车速关系（干燥路面，加速度为6m/s2） 地面附着力对汽车的制动性能的影响： 汽车制动性能： 评价指标：制动效能、及制动效能的稳定性及制动时的方向稳定性 重要指标：制动效能－制动距离/制动时间/制动减速度；方向稳定性－不跑偏/不侧滑/不失去转向能力 决定因素：地面制动力（地面附着力）－取决于制动器制动力，受限于地面附着条件。 在驾驶员、汽车和环境（道路）三者所组成的闭环系统中，汽车与环境之间的最基本联系是轮胎与路面之间的作用力。汽车在制动性能的好坏，同样取决与这个作用力，即地面制动力或地面附着力（汽车从制动开始到停车，其动能基本上都消耗在地面制动力的做功上）。 影响： 在汽车制动系统正常（车轮制动器的制动力足够大）的情况下，汽车的制动效能和制动时的方向稳定性取决于轮胎和地面之间的附着力。 制动距离取决于纵向附着力（制动力） 方向稳定性性能取决于侧向附着力（制动力） 地面附着力对汽车制动性能的影响 车轮抱死时汽车的运动情况： 直线行驶时所有车轮抱死的汽车运动情况 前轮抱死汽车的运动情况 后轮抱死汽车的运动情况 所有车轮全部抱死的汽车运动情况 传统制动与ABS之比较 ABS系统能够防止车轮抱死，具有制动时方向稳定性好、制动时仍有转向能力、缩短制动距离等优点。 制动距离 方向稳定性 分离路面（左图标反了） 传统制动与ABS之比较： 影响地面附着力（摩擦力）的主要因素： 轮胎与路面的附着力Fμ= 轮胎与路面的垂直载荷G × 轮胎与路面的附着系数μ 制动时车轮载荷G： 直行制动：前轮载荷↑ 转弯制动：前外轮载荷↑↑ 载荷转移：制动时车轮载荷G的变化 地面附着系数μ： 抱死（滑动）－滑转－滚动 制动时轮胎留在路面上的印痕： 地面附着系数μ与滑移率λ的关系： 制动时车轮受力： 车轮在制动时的受力状况 Tμ：制动器制动力 Fxb：地面制动力 Fp：车轴推力 r：车轮半径 W：车轮垂直载荷 力矩平衡：Fxb＝Tμ/ r 制动过程中地面制动力Fxb、制动器制动力Fμ及轮胎—路路附着力FΦ的关系 车轮滑移率λ： 车轮滑移率λ：在车轮运动过程中滑动成分所占的比例 车轮运动状态图 滑移率λ＝ 车速V － 轮速rω ×100％ 车速V r：车轮转动的有效半径 ω：车轮转动的角速度 当ω＝0时：Vw＝V, λ＝100％；车轮抱死； 当rω＝V时：Vw＝0，λ＝0，车轮纯滚动； 当0＜λ＜1时：车轮处于边滚边滑状态。 轮胎在地面的滑动速度Vw＝V － rω μ－λ特性曲线 μB－λ特性曲线 μB－纵向摩擦系数，μB－侧向摩擦系数 1－辐射层轮胎和干混凝土，2－防滑轮胎和湿柏油路，3－辐射层轮胎和新雪路，4－辐射层轮胎和冰水路 ABS控制原理： 汽车在紧急制动时，电脑监测车轮的运动情况，根据路面附着条件，通过调节制动压力来控制车轮的滑转，使之达到尽可能大的地面制动力。 工作原理图框 ABS控制过程： 车轮的抱死过程： 车轮的抱死过程 理想的制动与控制过程： 图1-17 理想的制动过程 图1-18理想的制动控制过程 预测控制技术： 控制参数： 车轮减速度－a，车轮加速度＋a、＋A，滑移率λ01，λ02 要解决的控制问题： 车速VRef的计算； 路面识别：高μ路面、面低μ路面； 越变路面的控制。 预测控制过程 控制流程图 适用控制技术与模仿控制技术： 要解决的控制问题： 中μ路面的识别与控制； 车轮转动惯量不同与制动装置滞后的问题； 传动轴的震动问题 制动装置的滞后 传动系的共振 中μ路面的识别与控制 制动装置滞后车轮转动惯量不同与的控制 脉冲控制与模仿控制过程 μ分离路面的制动控制： 后轮低选控制 结构及工作原理 ABS组成与结构： ABS的组成（TOYOTA） 主缸 真空助力器 制动踏板 ABS警示灯 仪表板 液压管路 电磁阀 继电器 继电器 油泵电机 调节器总成 轮缸 控制器 轮轴 脉冲环 传感器 制动盘 线束 ABS 构件图 ABS工作过程： 升压 保压 减压 ABS不工作 控制电路： NISSAN 4WABS系统电路 ABS的分类： 按控制方式：预测控制方式、模仿控制方式； 按ABS的布置方式： 系统名称 刹车回路 控制方式 操作性 方向稳定性 制动距离 四传感器四通道 四轮独立控制 ＋＋ ＋ ＋＋ 前轮：独立 后轮：低选 ＋＋ ＋＋ ＋ 四传感器三通道 前轮：独立 后轮：低选 ＋＋ ＋＋ ＋ 四传感器二通道 前轮：独立 PV：比例阀 ＋＋ ＋ ＋－ 前轮：独立 后轮：近似低选 ＋＋ ＋＋