[第10章汽车防抱死制动系统ABS.ppt

车辆防抱死制动系统 机电系统工程技术的应用 目 录 概述 ABS的理论基础 ABS的构造与工作原理 ABS的控制技术 典型ABS举例 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： 车辆电子控制技术概况(2) 主要的车辆机电一体化系统 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 （Antilock Braking System ） 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(1) 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。 ABS的发展(2) 汽车ABS仍需进一步提高系统的技术性能，提高系统元器件的可靠性，其发展趋势为： 1. ABS/ASR一体化: ASR是驱动力防滑转系统的英文缩写，全称为Anti-Slip Regulation。有时也称为驱动力控制系统，全称为Traction Control System，简称为TRC。ASR也是典型的机电一体化控制系统，其作用是在汽车的启动和加速过程中，控制传递到驱动轮上的驱动力矩，防止车轮空转，从而使启动和加速过程快速而稳定。由于ASR与ABS所需的工作部件和控制原理等有许多相近的地方，ABS制造公司常将二者集成为一体，实现信息与资源的共享； 2. 减小体积，降低重量: 现代汽车装备的辅助装置越来越多，一方面汽车的重量随之增加，能耗与运行成本也相应地增加，另一方面，可供这些装置布置的空间受到限制，因此，减小ABS的体积，降低系统的总重量一直是ABS生产公司追求的目标； 3. 基于CAN总线的多控制系统集成网络控制: 由于汽车上采用的机电一体化控制装置越来越多，每个系统都有自己的ECU和传感器，装置和信息不能共享。采用基于CAN总线的多控制系统集成网络控制，将ABS与其它系统集成控制，可以节约成本，提高控制效率。 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 轮胎坐标系 制动力系数/侧向力系数 制动滑移率:描述制动过程中的滑移程度 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　　 制动滑移率与车轮运动状态的关系 S＝０　　　纯滚动 ０﹤S﹤１ 边滚动边滑动 S＝１　　　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 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 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：0.1—0.3； 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 轮速传感器的安装 转子：转子是一个带齿的圆环，由磁阻较小的铁磁性材料制成，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：传感头根据极轴形状的不同可以分为凿式、菱式和柱式极轴轮速传感头等，其内部结构基本相同，主要由永磁体磁芯、传感线圈和极轴等组成。传感头直接安装在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 ABS执行器：2位2通进油阀构造 ABS执行器：2位2通出油阀构造 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 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 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