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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
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1、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)ABS
2、ABSABSABS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
3、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
4、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
5、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
6、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6A
7、BS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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、(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
16、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
17、。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
18、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
19、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,
20、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。27AB
21、S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
22、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
23、。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
24、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
25、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
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