汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)2-1制動(dòng)防抱死系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)課件

第二章制動(dòng)防抱死系統(tǒng)學(xué)習(xí)要點(diǎn)：了解制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)的作用及發(fā)展歷史；掌握制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)的的常用控制算法。2/21/2024GlobalResearch,YaoChen12/21/2024第一節(jié)概述第二節(jié)ABS系統(tǒng)的組成和工作原理第三節(jié)ABS邏輯控制算法第四節(jié)基于滑移率的控制算法第一節(jié)概述一、普通制動(dòng)器的問(wèn)題制動(dòng)防抱死系統(tǒng)ABS(Anti-LockBrakingSystem)是指汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中能實(shí)時(shí)判定車(chē)輪的滑移率、自動(dòng)調(diào)節(jié)作用在車(chē)輪上的制動(dòng)力矩、防止車(chē)輪被抱死并取得最佳制動(dòng)效能的電子裝置。

2/21/2024在緊急制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪會(huì)處于“抱死”狀態(tài)，車(chē)輪不再滾動(dòng)而是在路面上滑移。會(huì)造成以下不良后果：1）車(chē)輛失去操縱性。2）在非對(duì)稱路面，車(chē)輪抱死將喪失直線行駛穩(wěn)定性，易出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾和急轉(zhuǎn)等危險(xiǎn)現(xiàn)象。3）制動(dòng)距離延長(zhǎng)。4）降低輪胎的壽命。2/21/20242/21/2024二、ABS的作用

汽車(chē)制動(dòng)效能指制動(dòng)距離、制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)減速度。制動(dòng)效能主要取決于制動(dòng)力F的大小，而制動(dòng)力不僅與制動(dòng)器的摩擦轉(zhuǎn)矩有關(guān)，還受車(chē)輪與地面的附著系數(shù)的制約，即，式中，是車(chē)輪與路面間的附著力，G是車(chē)輪對(duì)路面的垂直載荷，是輪胎與路面間的附著系數(shù)。汽車(chē)的最大制動(dòng)力等于地面附著力。2/21/2024

附著力分為縱向附著力和橫向附著力。在汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中，縱向附著力決定汽車(chē)的縱向運(yùn)動(dòng)，影響汽車(chē)的制動(dòng)距離；橫向附著力決定汽車(chē)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，影響汽車(chē)的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力。在車(chē)輪對(duì)地面的垂直載荷G一定時(shí)，制動(dòng)力的大小取決于車(chē)輪與路面的附著系數(shù)，影響附著系數(shù)的因素除了路面和輪胎以外，還有車(chē)輪滑移率。2/21/2024車(chē)輪滑移率是指實(shí)際車(chē)速V與車(chē)輪速度VW之差同實(shí)際車(chē)速的比值：

S=0，純滾動(dòng)；

S=100%，純滑動(dòng)；

S=0～100%，邊滾邊滑。

影響車(chē)輪滑移率的因素包括以下幾個(gè)方面：

①汽車(chē)的載質(zhì)量②前、后軸的載荷分布情況；③輪胎種類及輪胎與道路的附著狀況；④路面種類和路面狀況；⑤制動(dòng)力大小及其增長(zhǎng)速率。

2/21/2024從圖中可以看出：1）附著系數(shù)大小取決于路面性質(zhì)。2）在各種路面上，附著系數(shù)都隨滑移率的變化而變化。3）在各種路面上，當(dāng)滑移率為20%左右時(shí)，縱向附著系數(shù)最大，制動(dòng)效果最好。圖2.1附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系2/21/2024圖2.2干燥硬實(shí)路面上的滑移率與附著系數(shù)的關(guān)系

由曲線可以看出，縱向附著系數(shù)在滑移率為20%左右時(shí)最大，此時(shí)制動(dòng)力最大?？v向附著系數(shù)最大時(shí)的滑移率稱為理想滑移率或最佳滑移率?？v向附著系數(shù)影響制動(dòng)距離，車(chē)輪抱死時(shí)，縱向附著系數(shù)變小，使制動(dòng)距離變長(zhǎng)。橫向附著系數(shù)影響汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性。車(chē)輪抱死時(shí)，橫向附著系數(shù)趨于零，汽車(chē)將失去方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力。2/21/2024

如果前輪抱死，雖然汽車(chē)能沿直線向前行駛，但是失去轉(zhuǎn)向控制能力。如果后輪抱死，汽車(chē)制動(dòng)時(shí)在橫向外力的作用下就會(huì)發(fā)生側(cè)滑(甩尾)，甚至出現(xiàn)調(diào)頭等危險(xiǎn)現(xiàn)象。為了獲得最佳制動(dòng)性能，應(yīng)將滑移率控制在20%左右。ABS的作用，就是使汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)輪的制動(dòng)力，防止車(chē)輪抱死滑移，從而縮短制動(dòng)距離，提高方向穩(wěn)定性，增強(qiáng)轉(zhuǎn)向控制能力，減少交通事故的發(fā)生。三、ABS系統(tǒng)的分類按照產(chǎn)生制動(dòng)壓力動(dòng)力源分：液壓式ABS系統(tǒng)、氣壓式ABS系統(tǒng)、氣液混合式ABS。按制動(dòng)液壓調(diào)節(jié)裝置和制動(dòng)主缸的相對(duì)位置分：分離式ABS、整體式ABS。按控制方式分：獨(dú)立控制和一同控制。按控制通道數(shù)目分：四通道式、三通道式、二通道式和一通道式。2/21/2024四、ABS的控制方式四通道式：有四個(gè)輪速傳感器，在通往四個(gè)車(chē)輪制動(dòng)分泵的管路中，各設(shè)一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置，進(jìn)行獨(dú)立控制，構(gòu)成四通道控制形式。

2/21/2024三通道式：對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制(即兩個(gè)車(chē)輪由一個(gè)通道控制，以保證附著力較小的車(chē)輪不抱死為原則)，也稱混合控制。2/21/2024四傳感器三通道三傳感器三通道

三通道ABS的性能特點(diǎn)是：兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制時(shí)，可以保證汽車(chē)在各種條件下左右兩后輪的制動(dòng)力相等，即使兩側(cè)車(chē)輪的附著系數(shù)相差較大，兩個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)力都限制在附著力較小的水平，使兩個(gè)后輪的制動(dòng)力始終保持平衡，保證汽車(chē)在各種條件下制動(dòng)時(shí)都具有良好的方向穩(wěn)定性。2/21/2024二通道式：二通道式ABS難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制性和制動(dòng)效能各方面得到兼顧，目前采用很少。2/21/2024一通道式：在后輪制動(dòng)器總管中設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，在兩前輪各安裝一個(gè)輪速傳感器，在后橋主減速器也上安裝一個(gè)輪速傳感器。2/21/2024五、ABS系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)ABS控制技術(shù)的提高。減小體積與質(zhì)量，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。為了提高汽車(chē)的安全性能，增加了一些裝置，汽車(chē)的重量隨之增加，對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性不利。所以新增設(shè)的各種裝置必須在保證安全性的前提下，盡量地減少重量。另外，不論是大型車(chē)還是小型車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝空間都是非常緊湊的，因此，也要求ABS控制器的體積盡可能的小一些。2/21/2024控制功能的擴(kuò)展與集成。ABS和驅(qū)動(dòng)防滑控制裝置ASR一體化。在ABS系統(tǒng)中嵌入電子制動(dòng)力分配裝置（