ABS系统工作原理理论教学规范省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

汽车防抱死制动系统汽车防抱死制动系统理论教学规范理论教学规范/10/10第1页主要内容主要内容主要内容主要内容绪论绪论绪论绪论？ABS、？用、？用ABS、？车轮抱死，分析、？车轮抱死，分析ABS控制与实控制与实现（整体）现（整体）【中心：中心：滑移率滑移率制动力距制动力距车轮抱死车轮抱死】ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理组成组成+分类（结构），功效模块分类（结构），功效模块控制与实现（局部），实例分析控制与实现（局部），实例分析ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理ABS控制模型及控制策略控制模型及控制策略（对称路面）（对称路面）ABSABSABSABS整车控制技术整车控制技术整车控制技术整车控制技术非对称路面制动非对称路面制动非对称路面制动非对称路面制动处理方案处理方案处理方案处理方案驱动防滑控制驱动防滑控制驱动防滑控制驱动防滑控制？ASR、？用？用ABSABS、ASRASR与与ABSABS，ASR处理方处理方案，案，ABS/ASR实例分析；实例分析；主动安全与集中控制主动安全与集中控制主动安全与集中控制主动安全与集中控制整车集中控制与整车集中控制与EBD、ESP、4WS、主动悬架主动悬架（技术延伸）（技术延伸）。2ABS规范教学规范教学第2页1 1绪论绪论绪论绪论1.1.ABSABS作用作用作用作用防抱死制动系统防抱死制动系统防抱死制动系统防抱死制动系统ABSABS（Anti-BrakingAnti-BrakingSystemSystem）是指汽车在制动过是指汽车在制动过是指汽车在制动过是指汽车在制动过程中，能实时判定车轮程中，能实时判定车轮程中，能实时判定车轮程中，能实时判定车轮滑移滑移滑移滑移率率率率，自动调整作用在车轮上，自动调整作用在车轮上，自动调整作用在车轮上，自动调整作用在车轮上制动力矩制动力矩制动力矩制动力矩，预防车轮抱死预防车轮抱死预防车轮抱死预防车轮抱死取取取取得最正确制动效能电子装置。得最正确制动效能电子装置。得最正确制动效能电子装置。得最正确制动效能电子装置。重点点出：重点点出：滑移率滑移率制动力矩制动力矩车轮抱死车轮抱死丧失转向能力丧失转向能力制动效能下降制动效能下降制动时方向稳定性制动时方向稳定性降低轮胎使用寿命降低轮胎使用寿命3ABS规范教学规范教学第3页1 1绪论绪论绪论绪论2.2.轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征l l汽车制动力汽车制动力汽车制动力汽车制动力重点讲解重点讲解制动器制动力制动器制动力地面制动力地面制动力附着力附着力三者关系三者关系地面地面制动力越大制动力越大制动效能越好；制动效能越好；约束约束约束约束l l附着力和附着系数附着力和附着系数附着力和附着系数附着力和附着系数横向附着系数横向附着系数纵向附着系数纵向附着系数与汽车制动效能与汽车制动效能汽车转向与汽车制汽车转向与汽车制动方向稳定性动方向稳定性4ABS规范教学规范教学第4页1 1绪论绪论绪论绪论2.2.轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征l l 附着系数与滑移率附着系数与滑移率附着系数与滑移率附着系数与滑移率重点分析：重点分析：重点分析：重点分析：1.1.附着系数附着系数附着系数附着系数与与与与路面路面路面路面；2.2.附着系数附着系数附着系数附着系数与与与与滑移率滑移率滑移率滑移率。3.3.前轮抱死前轮抱死前轮抱死前轮抱死与汽车与汽车与汽车与汽车转向转向转向转向能力能力能力能力4.4.后轮抱死后轮抱死后轮抱死后轮抱死与汽车与汽车与汽车与汽车侧滑侧滑侧滑侧滑5ABS规范教学规范教学第5页1 1绪论绪论绪论绪论3.3.车轮抱死车轮抱死车轮抱死车轮抱死汽车制动稳定性汽车制动稳定性汽车制动稳定性汽车制动稳定性前轴侧滑前轴侧滑重点分析：重点分析：侧向力侧向力离心力离心力前、前、后轴侧滑。后轴侧滑。结论：后轴侧滑更危结论：后轴侧滑更危险。险。车轮抱死危害车轮抱死危害车轮抱死危害车轮抱死危害前轮抱死前轮抱死失去转向能力；失去转向能力；后轮抱死后轮抱死后轴侧滑后轴侧滑制动效能制动效能下降；下降；防抱死系统作用防抱死系统作用防抱死系统作用防抱死系统作用轨迹保持能力轨迹保持能力方向稳定性方向稳定性制动距离制动距离6ABS规范教学规范教学第6页1 1绪论绪论绪论绪论4.4.防抱死制动系统防抱死制动系统防抱死制动系统防抱死制动系统控制目标控制目标控制目标控制目标重点强调：重点强调：实质：实质：强制性地把车轮滑移率强制性地把车轮滑移率控制在临界点控制在临界点SpSp附近。附近。深层次看：深层次看：地面制动力地面制动力 附着力时，附着力时，车轮抱死车轮抱死结论：结论：制动力矩制动力矩滑移率滑移率车轮抱死车轮抱死7ABS规范教学规范教学第7页2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理1.1.ABSABS基本结构基本结构基本结构基本结构组成组成组成组成转速传感器作用转速传感器作用电子控制器作用电子控制器作用制动压力调整器作用制动压力调整器作用8ABS规范教学规范教学第8页2.2.ABSABS基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理强调：强调：观察观察有有/无无ABS时，制动压力改变、时，制动压力改变、观察观察滑移率曲线滑移率曲线分析分析 ECUECU轮速传感器轮速传感器液压调整单元控制原理。液压调整单元控制原理。9ABS规范教学规范教学第9页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件轮速传感器轮速传感器轮速传感器轮速传感器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理重点分析：重点分析：磁路磁路磁阻磁阻磁通量改变磁通量改变感应电动势感应电动势10ABS规范教学规范教学第10页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理11ABS规范教学规范教学第11页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式抓住两点分析：抓住两点分析：什么是三什么是三位位三三通通阀阀控制电流控制电流三位三通阀三位三通阀“位位”控制控制12ABS规范教学规范教学第12页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式常规制动常规制动常规制动常规制动分析常规制动过程。分析常规制动过程。强调强调电磁阀不工作电磁阀不工作电磁阀不工作电磁阀不工作。主缸。主缸与制动分泵直接相通。分析传与制动分泵直接相通。分析传统制动系统工作过程。统制动系统工作过程。13ABS规范教学规范教学第13页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式紧急制动紧急制动紧急制动紧急制动重点分析：重点分析：电磁阀电磁阀“位位”调整器调整器三条三条“通路通路”制动制动压力调整压力调整原理（状态）原理（状态）14ABS规范教学规范教学第14页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式其它：其它：l回流泵作用分析回流泵作用分析l储压器作用分析储压器作用分析l阻尼器作用分析阻尼器作用分析15ABS规范教学规范教学第15页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器变容式变容式变容式变容式重点分析压力调整原理：重点分析压力调整原理：容积改变容积改变制动压力调整。制动压力调整。16ABS规范教学规范教学第16页3.3.ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器变容式变容式变容式变容式工作原理分析：工作原理分析：常规制动常规制动紧急制动紧急制动l 减压过程减压过程l 保压过程保压过程l 增压过程增压过程17ABS规范教学规范教学第17页4.4.ABSABS系统线路分析系统线路分析系统线路分析系统线路分析凌志凌志凌志凌志LS400ABSLS400ABSLS400ABSLS400ABS系统（波许）系统（波许）系统（波许）系统（波许）2 2ABSABS基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理基本结构与工作原理lABS警示灯警示灯lABS执行器执行器l轮速传感器轮速传感器lABS控制器控制器18ABS规范教学规范教学第18页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理ABSABSABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理能够分为：能够分为：能够分为：能够分为：逻辑门限控制逻辑门限控制逻辑门限控制逻辑门限控制滑动模块变结构滑动模块变结构滑动模块变结构滑动模块变结构优化控制优化控制优化控制优化控制19ABS规范教学规范教学第19页1.1.ABSABS逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理附着条件附着条件牛顿第二定律牛顿第二定律运动规律运动规律基于上述分析，最简单基于上述分析，最简单ABSABS控制逻辑控制逻辑可确定为：可确定为：门限为门限为-a-a20ABS规范教学规范教学第20页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理2.2.单门限逻辑控制原理单门限逻辑控制原理单门限逻辑控制原理单门限逻辑控制原理逻辑判别式：逻辑判别式：减压减压增压增压压力调整过程分析（图）压力调整过程分析（图）门门门门限限限限控控控控制制制制 缺点：缺点：车轮滑移率改变较大。车轮滑移率改变较大。21ABS规范教学规范教学第21页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理3.3.双门限逻辑控制双门限逻辑控制双门限逻辑控制双门限逻辑控制逻辑判别式逻辑判别式调压过程分析（图）调压过程分析（图）缺点：缺点：当路面附着系数当路面附着系数出现跃变出现跃变时，就时，就不能快速适应，故对快速改变路面跟不能快速适应，故对快速改变路面跟踪性能较差。踪性能较差。22ABS规范教学规范教学第22页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理4.4.以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式初始参考速度初始参考速度V VRe0Re0设定设定参考车速计算参考车速计算参考滑移率计算参考滑移率计算参考滑移率计算参考滑移率计算23ABS规范教学规范教学第23页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理4.4.以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式初始参考速度初始参考速度V VRe0Re0设定设定参考车速计算参考车速计算参考滑移率计算参考滑移率计算参考滑移率计算参考滑移率计算24ABS规范教学规范教学第24页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理4.4.以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式逻辑判别式逻辑判别式VR减压，反之增压减压，反之增压制动压力调整过程（图）制动压力调整过程（图）25ABS规范教学规范教学第25页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理5.5.ABSABS控制策略控制策略控制策略控制策略单参数控制不足单参数控制不足l以滑移率为控制参数，以滑移率为控制参数，不能确保在各种路面不能确保在各种路面下均能取得最下均能取得最下均能取得最下均能取得最正确制动效果正确制动效果正确制动效果正确制动效果（Sp=8Sp=830%30%）；）；l l以减速度为控制参数，以减速度为控制参数，以减速度为控制参数，以减速度为控制参数，在低在低路面上紧急制动时，车轮易路面上紧急制动时，车轮易抱死抱死多参数控制策略多参数控制策略普通多采取，普通多采取，普通多采取，普通多采取，主控为车轮加、减速。辅控为车轮滑移率主控为车轮加、减速。辅控为车轮滑移率；路面路面路面路面为低为低为低为低、低速行驶紧急制动时，则相反低速行驶紧急制动时，则相反。26ABS规范教学规范教学第26页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理l l高附着系数路面制动高附着系数路面制动高附着系数路面制动高附着系数路面制动依据各个门限分析依据各个门限分析制制动压力调整过程。动压力调整过程。27ABS规范教学规范教学第27页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理依据各个门限分析依据各个门限分析制制动压力调整过程。动压力调整过程。l l低附着系数路面制动低附着系数路面制动低附着系数路面制动低附着系数路面制动28ABS规范教学规范教学第28页3 3ABSABS控制原理控制原理控制原理控制原理l l路面识别路面识别路面识别路面识别阶跃改变路面识别；阶跃改变路面识别；向大值跃变向大值跃变门限门限+A+A向小值跃变向小值跃变门限门限 2 2总而言之，逻辑控制是把车总而言之，逻辑控制是把车轮加速度分为（轮加速度分为（-a,+a,+A-a,+a,+A）几个）几个门限值，再辅之以车轮滑移率门门限值，再辅之以车轮滑移率门限值限值1 1，2 2。在由下降信号切。在由下降信号切换到保压阶段，在要求时间间隔换到保压阶段，在要求时间间隔里监测可能出现几个门限信号里监测可能出现几个门限信号（+a+a，+A+A，1 1，2 2 ）作为）作为识识别路面特征别路面特征（低、普通和高附着（低、普通和高附着系数路面三种情况）依据。系数路面三种情况）依据。29ABS规范教学规范教学第29页4 4ABSABS整车控制技术整车控制技术整车控制技术整车控制技术之前，我们探讨了之前，我们探讨了对称路面对称路面上制动控制策略上制动控制策略。下面针对。下面针对非对非对称路面上制动进行技术分析称路面上制动进行技术分析。ABSABS单轮控制技术单轮控制技术在非对称在非对称路面时偏转力矩产生原因分析；路面时偏转力矩产生原因分析；最为实用方法最为实用方法就是经过就是经过ABSABS本身整车布置本身整车布置方式方式和整车控制技术来满足汽车和整车控制技术来满足汽车在不一样路面条件下操纵性和稳在不一样路面条件下操纵性和稳定性。定性。30ABS规范教学规范教学第30页ABSABS整车布置方式分类整车布置方式分类整车布置方式分类整车布置方式分类4 4ABSABS整车控制技术整车控制技术整车控制技术整车控制技术整车布置方式整车布置方式整车布置方式整车布置方式主要进行术语解释：主要进行术语解释：传感器数、通道数、轮控方式、轴控方式、低选标准传感器数、通道数、轮控方式、轴控方式、低选标准31ABS规范教学规范教学第31页4 4ABSABS整车控制技术整车控制技术整车控制技术整车控制技术整车布置方式整车布置方式整车布置方式整车布置方式四通道四通道ABS结构特点结构特点三通道三通道ABSABS结构特点结构特点两通道两通道ABS结构特点结构特点第32页综述综述综述综述ABS总体性能与通道数和传感器数目相关，普通而言，总体性能与通道数和传感器数目相关，普通而言，传感传感器和通道数越多，则器和通道数越多，则ABS性能越好。性能越好。四传感器四通道四传感器四通道ABS系统是最系统是最完备布置方式完备布置方式，因为各个车轮均能任意设定其控制目标，因而可，因为各个车轮均能任意设定其控制目标，因而可取得最正确效果。但全部车轮均采取独立控制，则会造成汽车在非取得最正确效果。但全部车轮均采取独立控制，则会造成汽车在非对称路面失方向稳定性。对称路面失方向稳定性。所以，对四传感器四通道所以，对四传感器四通道ABS系统，系统，必须研究分析整车控制必须研究分析整车控制技术，技术，使全部控制通道在各种路况均能发挥它们作用，以确保使全部控制通道在各种路况均能发挥它们作用，以确保ABS总体性能最正确。总体性能最正确。从从ABS系统几个布置形式能够看出，系统几个布置形式能够看出，ABS系统通常采取由系统通常采取由二二路独立液压回路组成，并布置成前后或对角两种形式。路独立液压回路组成，并布置成前后或对角两种形式。33第33页防抱死制动系防抱死制动系防抱死制动系防抱死制动系统统统统ABSABS（Anti-Anti-BrakingSystemBrakingSystem）是指汽车在制动过是指汽车在制动过是指汽车在制动过是指汽车在制动过程中，能实时判定程中，能实时判定程中，能实时判定程中，能实时判定车轮车轮车轮车轮滑移率滑移率滑移率滑移率，自动，自动，自动，自动调整作用在车轮上调整作用在车轮上调整作用在车轮上调整作用在车轮上制动力矩制动力矩制动力矩制动力矩，预防车预防车预防车预防车轮抱死轮抱死轮抱死轮抱死取得最正确取得最正确取得最正确取得最正确制动效能电子装置。制动效能电子装置。制动效能电子装置。制动效能电子装置。防抱死制动系统概念防抱死制动系统概念防抱死制动系统概念防抱死制动系统概念34绪论绪论第34页轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征车辆制动距离和制动减速度车辆制动距离和制动减速度是是由车辆制动力即地面制动力所决定。由车辆制动力即地面制动力所决定。取决于地面制动力、制动器制动力取决于地面制动力、制动器制动力及附着力。及附着力。1.当地面制动力当地面制动力Fxb附着力附着力F时时Fxb=F（制动器力）（制动器力）2.地面制动力地面制动力Fxbxb最大值不能超最大值不能超出附着力。出附着力。FxbF l l 汽车制动力汽车制动力汽车制动力汽车制动力35绪论绪论第35页轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征l l 附着力和附着系数附着力和附着系数附着力和附着系数附着力和附着系数实际制动时道路作用于车轮上实际制动时道路作用于车轮上实际制动时道路作用于车轮上实际制动时道路作用于车轮上纵向附着力纵向附着力纵向附着力纵向附着力F F x x就等于汽车就等于汽车就等于汽车就等于汽车制动力。道路给予汽车转向轮制动力。道路给予汽车转向轮制动力。道路给予汽车转向轮制动力。道路给予汽车转向轮横向附着力横向附着力横向附着力横向附着力F F y y 就是使汽车转向就是使汽车转向就是使汽车转向就是使汽车转向侧向力。侧向力。侧向力。侧向力。横向附着系数横向附着系数纵向附着系数纵向附着系数36绪论绪论第36页轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征l l 附着系数与滑移率附着系数与滑移率附着系数与滑移率附着系数与滑移率试验证实，道路试验证实，道路试验证实，道路试验证实，道路附着系数受车轮结构、附着系数受车轮结构、附着系数受车轮结构、附着系数受车轮结构、材料，道路表面形状、材料，道路表面形状、材料，道路表面形状、材料，道路表面形状、材料相关，材料相关，材料相关，材料相关，不一样性不一样性不一样性不一样性质道路其附着系数改质道路其附着系数改质道路其附着系数改质道路其附着系数改变甚大。变甚大。变甚大。变甚大。滑移率来表示车轮滑移率来表示车轮滑动所占份额。车轮完滑动所占份额。车轮完全抱死时，滑移率为全抱死时，滑移率为1，车轮纯滚动，滑移率为车轮纯滚动，滑移率为0。37绪论绪论第37页轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征轮胎与地面附着特征l l 附着系数与滑移率附着系数与滑移率附着系数与滑移率附着系数与滑移率另外，由下列图可知，汽车制动时另外，由下列图可知，汽车制动时附着系数附着系数与制动时与制动时滑滑移率移率有很大关系。有很大关系。结论：结论：结论：结论：1.1.附着系数与路面附着系数与路面附着系数与路面附着系数与路面“状状状状态态态态”相关；相关；相关；相关；2.2.附着系数附着系数附着系数附着系数随随随随滑移率滑移率滑移率滑移率发发发发生改变。生改变。生改变。生改变。3.3.前轮抱死前轮抱死前轮抱死前轮抱死，汽车将，汽车将，汽车将，汽车将失失失失去转向能力去转向能力去转向能力去转向能力4.4.后轮抱死，后轮抱死，后轮抱死，后轮抱死，汽车易发汽车易发汽车易发汽车易发生生生生侧滑现象侧滑现象侧滑现象侧滑现象38绪论绪论第38页前轴侧滑前轴侧滑后轴一旦侧滑后轴一旦侧滑，离心力与侧滑方向相同，离心力与侧滑方向相同，造成侧滑程度不停加剧，以至可能翻车，这是十造成侧滑程度不停加剧，以至可能翻车，这是十分危险运动状态。分危险运动状态。Fy：侧向干扰力：侧向干扰力Gx：制动惯性力：制动惯性力Fy1：前轮侧向力：前轮侧向力Fy2：后轮侧向力：后轮侧向力当前已经认识到：制动时，若后轴比前轴先拖滑，就可能发生当前已经认识到：制动时，若后轴比前轴先拖滑，就可能发生侧滑；前后轴同时抱死可后轴一直不抱死，则能预防后轴侧滑。侧滑；前后轴同时抱死可后轴一直不抱死，则能预防后轴侧滑。后轴侧滑后轴侧滑前轴产生侧滑前轴产生侧滑，因为离心力，因为离心力与侧滑方向相反能减小侧滑量。与侧滑方向相反能减小侧滑量。滑移率滑移率滑移率滑移率汽车制动稳定性汽车制动稳定性汽车制动稳定性汽车制动稳定性39绪论绪论第39页车轮抱死危害车轮抱死危害车轮抱死危害车轮抱死危害前轮抱死前轮抱死失去转向失去转向能力；能力；后轮抱死后轮抱死统计表明，统计表明，后轴侧滑是造成交通后轴侧滑是造成交通事故主要原因；事故主要原因；制动效能下降；制动效能下降；40绪论绪论第40页防抱死制动系统作用防抱死制动系统作用防抱死制动系统作用防抱死制动系统作用有效预防后轮抱死而造成侧滑有效预防后轮抱死而造成侧滑、甩尾等现象，大大、甩尾等现象，大大提升车辆制动过程方向稳定性；提升车辆制动过程方向稳定性；预防前轮抱死造成车辆丧失转向能力预防前轮抱死造成车辆丧失转向能力，提升了汽车，提升了汽车躲避前方障碍物操纵性和弯道制动时轨迹保持能力躲避前方障碍物操纵性和弯道制动时轨迹保持能力；制动距离制动距离比同类车型不带防抱死系统车辆制动距离比同类车型不带防抱死系统车辆制动距离要短要短。41绪论绪论第41页防抱死制动系统防抱死制动系统防抱死制动系统防抱死制动系统控制目标控制目标控制目标控制目标ABSABS正是利用道正是利用道路与轮胎系统关系，路与轮胎系统关系，强制性地把车轮滑移强制性地把车轮滑移率率控制在临界点控制在临界点SpSp附附近，近，使路面附着性能使路面附着性能得到最充分发挥，从得到最充分发挥，从而到达最正确效果。而到达最正确效果。42绪论绪论第42页ABSABS基本结构基本结构基本结构基本结构ABSABS组成组成组成组成如上图所表示。主要由转速传感器、电子控制如上图所表示。主要由转速传感器、电子控制器和制动压力调整器等三大部分组成。器和制动压力调整器等三大部分组成。43ABS基本结构与工作原理第43页ECU依据依据轮速传感轮速传感器器“滑移率滑移率”信号，信号，调调整整制动器制动压力，到制动器制动压力，到达控制车轮达控制车轮“滑移率滑移率”目标。目标。ABSABS基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理轮速传感器轮速传感器轮速传感器轮速传感器液压调整单元液压调整单元44ABS基本结构与工作原理第44页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l轮速传感器轮速传感器轮速传感器轮速传感器电磁式电磁式电磁式电磁式传感器与普通交流发电机原理相同，永久磁铁产生一定传感器与普通交流发电机原理相同，永久磁铁产生一定强度磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间间隙强度磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间间隙以一定速度发生改变，以一定速度发生改变，这么会使齿圈和电极这么会使齿圈和电极组成磁路中磁阻发生组成磁路中磁阻发生改变。改变。45ABS基本结构与工作原理第45页其结果使磁通量周期性衰减，在线圈两端其结果使磁通量周期性衰减，在线圈两端产生正比于产生正比于磁通量增减速度感应电压磁通量增减速度感应电压。ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l轮速传感器轮速传感器轮速传感器轮速传感器电磁式电磁式电磁式电磁式46ABS基本结构与工作原理第46页l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件ABS系统中制动系统中制动压力调整器压力调整器是是是是ABSABS执执执执行机构行机构行机构行机构。其主要作用。其主要作用是接收来自于是接收来自于ECU指指令，直接或间接地控令，直接或间接地控制制动压力增、减。制制动压力增、减。是由是由电磁阀、液压泵电磁阀、液压泵和电动机等组成。和电动机等组成。又又可分为可分为循环式和可变循环式和可变容积式。容积式。47ABS基本结构与工作原理第47页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件48ABS基本结构与工作原理第48页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：常规制动常规制动常规制动常规制动电磁阀不工作。主缸电磁阀不工作。主缸与制动分泵直接相通。与制动分泵直接相通。49ABS基本结构与工作原理第49页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式紧急制动紧急制动紧急制动紧急制动ABS参加工作。电磁阀参加工作。电磁阀工作电流为工作电流为1电流。制动分泵电流。制动分泵与储油器直接相通，分泵制与储油器直接相通，分泵制动压力减小。动压力减小。50ABS基本结构与工作原理第50页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式电磁阀工作电流为电磁阀工作电流为0电流。电流。制动主缸与制动分泵直接相通，制动主缸与制动分泵直接相通，分泵制动压力增加。分泵制动压力增加。电磁阀工作电流为电磁阀工作电流为1/2电流。电流。全部通路均不通，分泵制动压力全部通路均不通，分泵制动压力为保压状态。为保压状态。51ABS基本结构与工作原理第51页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式52ABS基本结构与工作原理第52页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器液压式制动压力调整器循环式循环式循环式循环式回流泵回流泵：回流泵将制：回流泵将制动分泵中排出制动液泵回动分泵中排出制动液泵回到制动总泵。到制动总泵。储压器储压器：储压器为在：储压器为在减压过程中大量回流制动减压过程中大量回流制动液提供暂时储存所。液提供暂时储存所。阻尼器阻尼器：阻尼器及其：阻尼器及其下游节流装置能降低返回下游节流装置能降低返回到制动总泵中液压脉冲幅到制动总泵中液压脉冲幅值，使噪声降低。值，使噪声降低。53ABS基本结构与工作原理第53页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l制动压力调整器制动压力调整器制动压力调整器制动压力调整器变容式变容式变容式变容式54ABS基本结构与工作原理第54页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l制动压力调整器制动压力调整器制动压力调整器制动压力调整器变容式变容式变容式变容式制动制动主缸主缸制动制动主缸主缸55ABS基本结构与工作原理第55页ABSABS基本元件基本元件基本元件基本元件l l制动压力调整器制动压力调整器制动压力调整器制动压力调整器变容式变容式变容式变容式56ABS基本结构与工作原理第56页ABSABS系统线路分析系统线路分析系统线路分析系统线路分析l l凌志凌志凌志凌志LS400ABSLS400ABS系统（波许）系统（波许）系统（波许）系统（波许）lABS警示灯警示灯lABS执行器执行器l轮速传感器轮速传感器lABS控制器控制器57ABS基本结构与工作原理第57页ABSABS控制控制控制控制ABSABS能够分为以下几个不一样控制方法：能够分为以下几个不一样控制方法：能够分为以下几个不一样控制方法：能够分为以下几个不一样控制方法：l l逻辑门限控制、逻辑门限控制、逻辑门限控制、逻辑门限控制、l l滑动模块变结构滑动模块变结构滑动模块变结构滑动模块变结构l l优化控制优化控制优化控制优化控制采取何种方法实施采取何种方法实施采取何种方法实施采取何种方法实施ABSABS控制往往取决于车辆设计思想、控制往往取决于车辆设计思想、控制往往取决于车辆设计思想、控制往往取决于车辆设计思想、结构与基本利用范围；结构与基本利用范围；结构与基本利用范围；结构与基本利用范围；现仅介绍较为成熟、绝大多数当代车辆所普遍采取现仅介绍较为成熟、绝大多数当代车辆所普遍采取现仅介绍较为成熟、绝大多数当代车辆所普遍采取现仅介绍较为成熟、绝大多数当代车辆所普遍采取逻辑逻辑逻辑逻辑门限（阈值）控制方法门限（阈值）控制方法门限（阈值）控制方法门限（阈值）控制方法。58ABS控制原理控制原理第58页ABSABS逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法设路面条件是一定，则不论车轮滑移率在任何范围内，其路面设路面条件是一定，则不论车轮滑移率在任何范围内，其路面附着系数都不会超出某一给予定值，即作用在四个轮子上总制动力附着系数都不会超出某一给予定值，即作用在四个轮子上总制动力必定满足不等式：必定满足不等式：汽车制动时最大减速度也必定满足条件：汽车制动时最大减速度也必定满足条件：当车轮角速度超出极限条件：当车轮角速度超出极限条件：此时，此时，表明制动力已超出路面所提供最大附着力表明制动力已超出路面所提供最大附着力，车轮可能出，车轮可能出现抱死倾向。基于上述分析，最简单现抱死倾向。基于上述分析，最简单ABS控制逻辑控制逻辑可确定为：可确定为：59ABS控制原理控制原理第59页ABSABS逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法当上述条件成立，表明车轮可能出现抱死倾向，于是制动缸减当上述条件成立，表明车轮可能出现抱死倾向，于是制动缸减压，反之制动缸增压。这是最简单防抱死制动控制方案。它动态调压，反之制动缸增压。这是最简单防抱死制动控制方案。它动态调整过程如图所表示。整过程如图所表示。60ABS控制原理控制原理第60页ABSABS逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法在制动刚开始时，采取快速升压，车轮角速度超出固定门限值在制动刚开始时，采取快速升压，车轮角速度超出固定门限值-a开始开始减压，至负加速度进入门限值减压，至负加速度进入门限值-a内结束。内结束。随即以慢速升压到车轮减速度再次超出随即以慢速升压到车轮减速度再次超出-a门限值，似此周期地重复，门限值，似此周期地重复，直至汽车完全制动。直至汽车完全制动。仅以减速度仅以减速度-a作为门限值逻辑控制作为门限值逻辑控制，车轮滑移率改变较大，也不能适，车轮滑移率改变较大，也不能适应路面附着系数改变。应路面附着系数改变。61ABS控制原理控制原理第61页以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数62ABS控制原理控制原理第62页双门限控制逻辑能够适应不一双门限控制逻辑能够适应不一样路面特征，普通能消除汽车轮抱样路面特征，普通能消除汽车轮抱死现象。但当路面附着系数出现跃死现象。但当路面附着系数出现跃变时，就不能快速适应，故对快速变时，就不能快速适应，故对快速改变路面跟踪性能较差。改变路面跟踪性能较差。车轮正负加速度门限值防抱死控制车轮正负加速度门限值防抱死控制以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数63ABS控制原理控制原理第63页以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式l l 参考车速和滑移率计算参考车速和滑移率计算参考车速和滑移率计算参考车速和滑移率计算汽车上普通采取间接方法由车轮角速度和负加速度结构车辆参汽车上普通采取间接方法由车轮角速度和负加速度结构车辆参考车速（见右图）。考车速（见右图）。在初始制动时，当车轮负加速度小于在初始制动时，当车轮负加速度小于-a时，把此时对应车轮速时，把此时对应车轮速度看成度看成初始参考速度初始参考速度VRe0，以后以，以后以减速度减速度aRe（通常取汽车在普通路（通常取汽车在普通路面制动时能到达减速度）面制动时能到达减速度）计算参考车速计算参考车速。则车轮则车轮参考滑移率为参考滑移率为：64ABS控制原理控制原理第64页在制动刚开始时，采取快速升在制动刚开始时，采取快速升压，车轮轮速度低于压，车轮轮速度低于门限值门限值开始开始减压，至负加速度超出减压，至负加速度超出门限值门限值内内结束。结束。随即以慢速升压到车轮减速度随即以慢速升压到车轮减速度再次低于再次低于门限值门限值，似此周期地重，似此周期地重复，直至汽车完全制动。复，直至汽车完全制动。仅以减速度仅以减速度-a作为门限值逻辑作为门限值逻辑控制控制，车轮滑移率改变较大，也不，车轮滑移率改变较大，也不能适应路面附着系数改变。能适应路面附着系数改变。以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式以滑移率为控制参数单参数控制方式vR车轮转动速度，由轮速传感器测得；车轮转动速度，由轮速传感器测得；vF汽车车速；汽车车速；vRe0汽车参考车速，可由公式计算；汽车参考车速，可由公式计算；车轮瞬时运动滑移率，公式计算车轮瞬时运动滑移率，公式计算65ABS控制原理控制原理第65页【在在在在ABSABS实际控制过程中，普通极少单独采取其中一个控制参实际控制过程中，普通极少单独采取其中一个控制参实际控制过程中，普通极少单独采取其中一个控制参实际