第三講第八章汽車防抱死制動系統(tǒng)

1、第四講 汽車防抱制動系統(tǒng)汽車防抱制動系統(tǒng)（簡稱ABS：Anti-Lock Brake System） 用來在汽車制動過程中，防止車輪完全抱死，提高汽車在制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，縮短制動距離的一種完全裝置。 雨雪路面和高速彎道行駛緊急制動時，車輪抱死后，容易發(fā)生汽車側(cè)滑、方向失控滑出車道和無法避開障礙物。必須防止車輪制動時抱死 。 第四講汽汽車防防抱制動動系統(tǒng)ABS系系統(tǒng)的功功用：（1）提提高制動動過程中中的方向向穩(wěn)定性性；（2）保保證制動動過程中中的轉(zhuǎn)向向操縱能能力；（3）保保證制動動效能（制動距距離和制制動減速速度）。ABS系系統(tǒng)的作作用原理理：制動過程程使滑移移率保持持在一定

2、定的數(shù)值值，充分分利用制制動過程程中的路路面附著著力系數(shù)數(shù)，避免免車輪制制動時抱抱死帶來來的危險(xiǎn)險(xiǎn)工況。一種主主動的汽汽車安全全技術(shù)。第四講汽汽車防防抱制動動系統(tǒng)汽車防抱抱制動系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展歷史史：（1）最最先用于于火車（1908），二戰(zhàn)末末用于飛飛機(jī)，20世紀(jì)紀(jì)50年年代開始始用于載載貨汽車車；（2）20世世紀(jì)70、80年代大大規(guī)模集集成電路路和微型型計(jì)算機(jī)機(jī)的發(fā)展展帶來了了ABS系統(tǒng)技技術(shù)的成成熟 第八章ABS的基基本結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.1汽汽車制動動時車輪輪的滑移移(滑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))率8.1.2路路面制制動力、制動器器制動力力和附著著力之間間的關(guān)系系8.1.3

3、附附著力力系數(shù)8.1.4前前、后后制動器器制動力力的分配配8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.1汽汽車制動動時車輪輪的滑移移(滑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))率汽車的兩兩種縱向向運(yùn)動形形式:滑滑動和和滾動制動中可可能出現(xiàn)現(xiàn)的輪胎胎相對路路面的兩兩種滑動動形式:滑移和和滑轉(zhuǎn)，評價滑滑移用滑滑移率（SY），評價價滑轉(zhuǎn)用用滑轉(zhuǎn)率率（SZ） 。8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.1汽汽車制動動時車輪輪的滑移移(滑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))率車輪在路路面純滾滾動：車輪半徑徑（r），車輪輪滾動角角速度（），車輪輪中心的的縱向速速度（v0）滑移:車車身動動而車輪輪不轉(zhuǎn)。滑轉(zhuǎn)：車車身（即即車輪中中心）不不動而車車輪照轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)8.1ABS技術(shù)的的理論基基

4、礎(chǔ)8.1.2路路面制制動力、制動器器制動力力和附著著力之間間的關(guān)系系路面制動動力：使使汽車減減速和制制動。取取決于制制動器制制動力和和輪胎與與路面的的摩擦力力。制動器制制動力：附著力：路面制制動力是是滑動摩摩擦的約約束反力力。不超超過附著著力。8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.2路路面制制動力、制動器器制動力力和附著著力之間間的關(guān)系系路面制動動力：使使汽車減減速和制制動。取取決于制制動器制制動力和和輪胎與與路面的的摩擦力力。制動器制制動力：附著力：路面制制動力是是滑動摩摩擦的約約束反力力。不超超過附著著力。8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.3附附著力系系數(shù)縱向附著著力系數(shù)數(shù)側(cè)向附著著力

5、系數(shù)數(shù)峰值附著著力系數(shù)數(shù)(p)滑動附著著力系數(shù)數(shù)(s):滑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率為100%時的附附著力系系數(shù)。8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.3附附著力系系數(shù)附著力系系數(shù)側(cè)向力系系數(shù)峰值附著著力系數(shù)數(shù)(p)滑動附著著力系數(shù)數(shù)(s):滑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率為100%時的附附著力系系數(shù)。8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.3附附著力系系數(shù)（1）滑滑轉(zhuǎn)率率低，則則側(cè)向系系數(shù)越大大，輪胎胎保持方方向、防防止側(cè)滑滑的能力力越大。（2）一一味增加加制動力力導(dǎo)致抱抱死車輪輪（滑移移率100%），側(cè)向向力系數(shù)數(shù)低，同同時路面面附著力力系數(shù)也也不是最最大（3）使使滑移率率保持在在1520%，附著力系系數(shù)和側(cè)側(cè)向力系系數(shù)都可可達(dá)到理理

6、想值。8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.4前前、后制制動器制制動力的的分配（1）理理想的前前后制動動力分配配曲線：I曲線前后輪同同時抱死死的條件件：前后后制動力力之和等等于附著著力，并并且前后后制動力力分別等等于各自自的附著著力。（2）實(shí)實(shí)際的前前后制動動力分配配等于常常數(shù)：曲線（3）同同步附著著力系數(shù)數(shù)：I曲線與曲線交點(diǎn)點(diǎn)處的附附著力系系數(shù)汽車防抱抱制動系系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)前后制制動力，使之瞬瞬時接近近I曲線8.1ABS技術(shù)的的理論基基礎(chǔ)8.1.4前前、后制制動器制制動力的的分配（1）理理想的前前后制動動力分配配曲線：I曲線前后輪同同時抱死死的條件件：前后后制動力力之和等等于附著著力，并并且前后

7、后制動力力分別等等于各自自的附著著力。（2）實(shí)實(shí)際的前前后制動動力分配配等于常常數(shù)：曲線（3）同同步附著著力系數(shù)數(shù)：I曲線與曲線交點(diǎn)點(diǎn)處的附附著力系系數(shù)汽車防抱抱制動系系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)前后制制動力，使之瞬瞬時接近近I曲線8.2ABS的技術(shù)術(shù)要求和和評價方方法8.2.1技技術(shù)要求求（1）汽汽車轉(zhuǎn)向向能力和和行駛穩(wěn)穩(wěn)定性必必須得到到保證（2）左左右車輪輪的附著著力系數(shù)數(shù)不等的的時候，無法避避免的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向反應(yīng)應(yīng)盡可能能?。?）適適應(yīng)整個個汽車速速度范圍圍內(nèi)調(diào)節(jié)節(jié)（4）有有效利用用車輪與與地面的的附著力力，優(yōu)先先考慮轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向能力力（5）能能快速適適應(yīng)路面面?zhèn)鬟f能能力的變變化（6）在在波狀路路面上給給以任意意強(qiáng)的

8、制制動，汽汽車要能能完全被被控制住?。?）要要能識別別覆水路路面，并并正確作作出反應(yīng)應(yīng)（8）調(diào)調(diào)節(jié)裝置置只能附附加在常常規(guī)的制制動裝置置上，故故障時常常規(guī)的制制動裝置置仍然可可以起作作用（9）調(diào)調(diào)解裝置置在所有有路面上上用所容容許的輪輪胎，上上述要求求都應(yīng)該該能得到到滿足8.2ABS的技術(shù)術(shù)要求和和評價方方法6.2.2質(zhì)質(zhì)量準(zhǔn)則則（1）良良好的車車轉(zhuǎn)向能能力（2）良良好的行行駛穩(wěn)定定性（3）高高的附著著力系數(shù)數(shù)利用率率（4）舒舒適性良良好（5）可可靠性要要高8.2ABS的技術(shù)術(shù)要求和和評價方方法8.2.3評評價指標(biāo)標(biāo)（1）良良好的抗抗電磁干干擾的能能力（2）制制動時車車輪不抱抱死（3）附附著力

9、系系數(shù)利用用率（75%）（4）對對道路條條件突變變的適應(yīng)應(yīng)性（5）產(chǎn)產(chǎn)生故障障（主要要是電器器故障）ABS可迅速速終止工工作8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.1系統(tǒng)統(tǒng)基本組組成電子控制制單元：根據(jù)各各車輪輸輸入的車車輪轉(zhuǎn)速速信號,對車輪輪運(yùn)動狀狀態(tài)判斷斷,形成成相應(yīng)的的控制指指令給壓壓力調(diào)節(jié)節(jié)裝置.制動壓力力調(diào)節(jié)裝裝置：調(diào)調(diào)解各制制動輪缸缸的制動動壓力.由調(diào)壓壓電磁閥閥總成、電動泵泵和儲液液器組成成。車輪轉(zhuǎn)速速傳感器器：霍爾爾式車速速傳感器器ABS系系統(tǒng)還有有賴于制制動主缸缸和制動動助力器器等傳統(tǒng)統(tǒng)的制動動裝置協(xié)協(xié)同工作作。8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)制動主缸缸的結(jié)構(gòu)構(gòu)：8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)制動

10、主缸缸的結(jié)構(gòu)構(gòu)：8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.2基基本工作作過程（1）常常規(guī)制動動階段8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)（2）制制動壓力力保持階階段8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.2基基本工作作過程（3）制制動壓力力減少階階段8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.2基基本工作作過程（4）制制動壓力力增加階階段8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.3控控制通道道單個車輪輪獨(dú)立控控制（輪輪控）：每個車車輪充分分利用附附著力系系數(shù)，單單個車輪輪的制動動效果最最佳，但但是綜合合各個車車輪的總總體控制制效果不不好，特特別是分分離附著著力系數(shù)數(shù)路面上上左右輪輪的制動動力不同同，容易易導(dǎo)致附附加的側(cè)側(cè)偏力矩矩，影響響操縱穩(wěn)穩(wěn)定

11、性。適用于于承載軸軸和驅(qū)動動軸。轎轎車的前前軸和中中重型貨貨車的后后軸不同軸多多輪（一一同控制制）控制制和同軸軸多輪（軸控）控制：有兩種種控制原原則，高高選原則則和低選選原則。高選原原則有制制動距離離短，附附著力系系數(shù)利用用充分，但在分分離附著著力系數(shù)數(shù)路面有有側(cè)滑和和操縱穩(wěn)穩(wěn)定性問問題，適適用轎車車前輪。低選原原則制動動距離加加長，高高附著力力系數(shù)的的一側(cè)沒沒有充分分利用，但制動動穩(wěn)定可可靠。適適用于轎轎車后輪輪。8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.3控控制通道道有單通道道、雙通通道、三三通道和和四通道道8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.3控控制通道道雙通道8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.3控控制

12、通道道三通道8.3ABS的基本本結(jié)構(gòu)6.3.3控控制通道道四通道8.4ABS的控制制方法簡單的邏邏輯門限限控制方方法（只只看車輪輪減速度度）結(jié)合減速速度和滑滑移率的的邏輯門門限控制制（常用用的）最優(yōu)控制制模糊控制制預(yù)測控制制技術(shù)學(xué)習(xí)控制制技術(shù)基于滑移移率的滑滑模變結(jié)結(jié)構(gòu)控制制技術(shù)基于制動動功率耗耗散控制制8.4ABS的控制制方法控制方法法是當(dāng)今今的研究究重點(diǎn)（1）某某些控制制參數(shù)（如適時時車速）是采用用估計(jì)的的辦法，控制精精度受影影響。要要解決特特殊條件件識別，以及快快速、多多變路況況的下實(shí)實(shí)施控制制的適應(yīng)應(yīng)性等問問題（2）現(xiàn)現(xiàn)代控制制理論的的應(yīng)用，以及其其技術(shù)支支撐（車車輛信息息高速處處理能力力）（3）全全電控制制替代液液壓和氣氣動，結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單、反應(yīng)應(yīng)靈活和和可靠8.4ABS的控制制方法值得注意意的問題題:（1）車車速超過過一定數(shù)數(shù)值以后后ABS才起作作用,低低速下仍仍然會抱抱死（2）制制動過程程中只有有當(dāng)被控控制車輪輪趨于抱抱死,ABS（3）所所有ABS系統(tǒng)統(tǒng)都有自自診斷系系統(tǒng)8.5ABS的主要要部件的的結(jié)構(gòu)原原理8.5.1車車輪轉(zhuǎn)速速傳感器器和加加速度傳傳感器8.5ABS的主要要部件的的結(jié)構(gòu)原原理8.5.2電電子控制制單元8.5ABS的主要要部件的的結(jié)構(gòu)原原理8.5