ABS系統(tǒng)的控制原理

ABS系統(tǒng)的控制原理一．汽車防抱死控制的基本理論１．車輪滑移率維持在峰位附著力系數(shù)處就可以得到最大的地而附著力，即最短的制動(dòng)距離。同時(shí)在峰值附著力系數(shù)處的側(cè)向力也較大，對(duì)維持汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性十分有利。而防抱死系統(tǒng)具有峰值附著力系數(shù)的最佳滑移點(diǎn)。ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!２．在制動(dòng)過程中輪胎經(jīng)常會(huì)受到側(cè)向力而發(fā)生側(cè)偏移和側(cè)滑移現(xiàn)象．如在轉(zhuǎn)彎制動(dòng)的情況下，前輪先抱死時(shí)，則汽車的側(cè)向力減小，車輪失去轉(zhuǎn)向能力，汽車將沿軌跡的切向方向拋出，使汽車失控。當(dāng)后輪抱死時(shí)，汽車將產(chǎn)生較大的側(cè)擺力矩導(dǎo)致汽車失穩(wěn)。在制動(dòng)狀態(tài)下要想同時(shí)得到最短制動(dòng)距離和制動(dòng)穩(wěn)定性．ABS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)這一目的。ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!3.ABS系統(tǒng)控制的邏輯門限值方法的基本原理

將汽車車輪的減速度（或角減速度）和加速度（或角加速度）作為主要控制門限,將汽車車輪的滑移率作為輔助控制門限。僅以固定的滑移率門限作為防抱死控制門限,難以保證在各種路面情況下都能獲得最佳的控制效果、如果將車輪的加、減速度控制門限和滑移率控制門限值結(jié)和起來就有助于對(duì)路面情況的識(shí)別,提高系統(tǒng)的自適應(yīng)控制能力。ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!在制動(dòng)的初始,隨著制動(dòng)壓力上升,車輪產(chǎn)生制動(dòng)減速度．當(dāng)車輪達(dá)到某一減速度值時(shí)（即A點(diǎn)）說明車輪有抱死傾向，車輪狀態(tài)已處于不穩(wěn)定的區(qū)域,此時(shí)電控單元命令釋放行壓力。車輪由于慣性大及機(jī)械系統(tǒng)滯后仍有一段制動(dòng)減速度下降,隨后制動(dòng)減速度上升,最終產(chǎn)生車輪角加速度。車輪已恢復(fù)到穩(wěn)定的車輪特性區(qū)域內(nèi),如繼續(xù)進(jìn)行制動(dòng)壓力釋放.會(huì)導(dǎo)致車輪制動(dòng)力喪失。而當(dāng)車輪達(dá)到穩(wěn)定區(qū)域時(shí)希望汽車盡可能多地停留在這一區(qū)域內(nèi),這樣制動(dòng)力和側(cè)向力都較大。所以當(dāng)車輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)達(dá)到一定加速度門限值,保壓.這時(shí)車輪由于慣性的原因加速度會(huì)繼續(xù)上升一段時(shí)間然后呈下降的趨勢(shì)，維持保壓,車輪減速度比較小,達(dá)不到峰值附著力系數(shù)。因此當(dāng)加速度下降到某一門限時(shí),制動(dòng)壓力要重新開始增加,以使制動(dòng)狀態(tài)能長(zhǎng)時(shí)間地停留在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi).為此采用交替式的增壓保任，獲得不同的壓力增加速率得到最憂的制動(dòng)效果。ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!1.在高附著力系數(shù)路面上的防抱死控制過程

在制動(dòng)初期如果測(cè)得車輪的角速度低于角減速度控制門限值一a時(shí),取此刻的車輪速度作為汽車的初始參考車速VREFO.然后汽車參考車速VREF可依據(jù)汽車各個(gè)車輪的減速度J由關(guān)系式VREF＝VREFO－JT確定并可由此計(jì)算出車輪在任一時(shí)刻的參考滑移率.ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!1.控制過程階段:制動(dòng)初始階段，制動(dòng)壓力p增大，車輪的角減速度也增大，直至車輪的角減速度達(dá)到設(shè)定的角減速度控制門限一a.2.控制過程第二階段（制動(dòng)壓力保持階段）:為避免車輪在處于穩(wěn)定區(qū)域的滑移率范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)入防抱死制動(dòng)壓力減小階段，需對(duì)車輪的參考滑移率與設(shè)定的滑移率控制下門限值S1進(jìn)行比較。如果車輪的參考滑移率小于控制下門限值S1，說明車輪的滑移率偏小,保壓.ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!5.控制過程第五階段

由于整個(gè)汽車的慣性作用，車輪仍繼續(xù)加速，角減速度由負(fù)值增加到正值，直到超過設(shè)定的角加速度控制門限值十a(chǎn)。為了適應(yīng)可能出現(xiàn)的高附著力系數(shù)突然增加的情況，可以設(shè)定第二角加速度控制門限值十Ak。在給定的壓力保持時(shí)間內(nèi)，如果車輪的角加速度不能超過次設(shè)定的控制門限值十a(chǎn)，則判定路面情況為低附著力系數(shù)路面，以后的控制過程將按在低附著力系數(shù)路面上的控制過程進(jìn)行；ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!6.控制過程第六階段

到車輪的角加速度低于控制門限值十Ak，然后進(jìn)入第六階段（制動(dòng)壓力保持階段），使汽車車輪又恢復(fù)到穩(wěn)定區(qū)域。7.控制過程第七階段當(dāng)車輪恢復(fù)到穩(wěn)定區(qū)域后，為使車輪在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)處于穩(wěn)定區(qū)域，對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行增大和保持的快速轉(zhuǎn)換階段；使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力以較低的速率增加，電磁閥以增壓——保壓的方式不斷進(jìn)行切換.ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!

2．在低附著力系數(shù)路面上的防抱死控制過程低附著力系數(shù)路面上的防抱死控制過程如下圖所示。ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!

保壓階段持續(xù)到車輪的角加速度再次低于角加速度控制門限值十a(chǎn)以后，進(jìn)入第五段，以較低的壓力升高率使制動(dòng)壓力增大；直到車輪的角減速度低于角減速度控制門限值一a后，開始進(jìn)入下一循環(huán)的防抱死制動(dòng)控制。

ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!控制方法ABS系統(tǒng)的控制效果主要取決于系統(tǒng)所采用的控制方法和控制通道.下面以博世公司研制的ABS系統(tǒng)為例，雙說明采用邏輯門限值控制方法進(jìn)行制動(dòng)防抱死的控制過程。設(shè)定系統(tǒng)的角加速度控制門限值為十a(chǎn),角減速度控制門限值為一a;滑移率控制下門限值為Sl,渭移率控制上門限值為S2。ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!高附著力系數(shù)路面的防抱死控制過程如圖所示

ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!3.控制過程第三階段（制動(dòng)壓力減小階段）:當(dāng)車輪的參考滑移率大于滑移率控制下門限值S1時(shí)，說明車輪已進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)域，制動(dòng)壓力減小.4.控制過程第四階段（制動(dòng)壓力保持階段）:由于車輪的制動(dòng)壓力減小，車輪在整個(gè)汽車的慣性作用下，開始加速，當(dāng)車輪的角減速度小于設(shè)定的角減速度控制門限值一a時(shí),制動(dòng)壓力保持.ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!如果車輪的角加速度超過了控制門限值十a(chǎn)，則繼續(xù)進(jìn)行保壓，此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況，一是車輪的角加速度再次低于控制門限值十a(chǎn)，說明車輪已恢復(fù)到穩(wěn)定區(qū)域；二是因附著力系數(shù)突然增大，而使車輪的角加速度超過設(shè)定的第二角加速度控制門限值十Ak。為適應(yīng)附著力系數(shù)的增大，使制動(dòng)壓力再次增大.ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!8.控制過程第八階段到車輪的角減速度再次低于控制門限值一a后，開始進(jìn)入制動(dòng)壓力減小階段；此時(shí)不再考慮參考滑移率是否超過控制門限值Sl，從而進(jìn)入下一循環(huán)的防抱死制動(dòng)控制，完成了一個(gè)防抱死控制循環(huán)過程。ABS系統(tǒng)的控制原理共17頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!其防抱死制動(dòng)控制過程的和第二階段與在高附著力系數(shù)路面上的控制過程相同。在進(jìn)入第三階段后，在給定的保壓時(shí)間內(nèi)，由于路面的附著力系數(shù)比較低，車輪加速會(huì)很慢，造成車輪的速度恢復(fù)得比較慢，無(wú)法達(dá)到加速度控制門限值十a(chǎn)，電子控制單元由此判定汽車處于低附著力系數(shù)路面，為了使系統(tǒng)穩(wěn)定，電子控制單元將控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)單元以較低的減壓梯度進(jìn)行減壓，直到車輪的角加速度超過設(shè)定的控制門限值十a(chǎn)，此后就進(jìn)入第四階段，進(jìn)行制