汽车底盘电控技术-4-ABS-ASR

第七章汽车防抱死制动系统即AntilockBrakingSystem（ABS）●车辆抱死滑移的危害◆车轮抱死后制动力反而会减小◆前轮抱死：将使前轮失去转向能力◆后轮抱死：将使车辆侧滑甚至甩尾资料：在发生人身伤亡的交通事故中，在潮湿路面上约有1/3与侧滑有关；在冰雪路面上有70%~80%与侧滑有关。ABS制动系统主要解决的问题防止汽车后轮抱死，提高汽车制动过程中的行驶稳定性(甩尾、侧滑)防止前轮抱死，确保转向轮的可操纵性(躲避阻碍物的能力)缩短在低附着系数路面(冰雪或泥泞路面)的制动距离避免轮胎的异常磨损，提高轮胎的使用寿命ABS的性能指标制动效能：制动距离、制动时间、制动减速度制动效能的恒定性：抗热衰退性能方向稳定性：制动时保持直线行驶或按照预定弯道行驶的能力ABS控制机理地面极限制动力＝车轮法向载荷×摩擦系数Fmax＝FZ×φ附着系数影响要素：①路面（类型、状况、结构类型）②轮胎（花纹、气压、材料）③车轮运动（方式、车速）车轮实际制动力制动系统制动力地面极限制动力纵向力侧向力附着系数的变化滑动率：S=(v-rω)/v纯滑动→S＝100％纯滚动→S＝0％边滚边滑→0S100％结论：①峰值附着系数φp→峰值——滑动率20%②滑动附着系数φs→抱死——滑动率100%③一般情况下φpφs→ABS有利于缩短制动距离④（φp-φs）随路况下降而增大→路面越湿滑ABS效果越明显⑤特殊情况（松泡雪地、沙砾、碎石路面等）下，φpφs→ABS并非在所有路面上有利于缩短制动距离⑥S＝100％时，φ1→0，车辆丧失横向控制能力→ABS有利于车辆控制ABS控制方式从控制依据上看：双参数控制、单参数控制从控制结构上看：1.独立控制2.同时控制：同轴控制、异轴控制低选控制、高选控制从控制算法上看：逻辑门限控制法、滑动模态变结构控制法、最优控制法、模糊控制法S=(v-rω)/v四传感器四通道控制系统（4S-4M）HH型X型（前轮独立，后轮选择）（4S-3M）四传感器三通道控制系统（4S-3M）现代ABS控制两前轮独立控制、两后轮按低选同时控制。X型制动系统II型制动系统控制措施采用“增压-----保压------减压”循环控制制动系统压力循环速度：12~20次/秒现代防抱死制动系统的控制共性：1.在制动过程中，只有当车轮趋于抱死时，ABS系统才起作用，此前保持常规制动状态。2.ABS系统只在车速超过一定值时才起作用。3.ABS系统具有自诊断功能，以确保系统出现故障时，常规制动系统仍能正常工作。ABS系统组成ABS=基本制动系统＋制动力调节系统（传感器、控制器、执行器）ABS控制系统组成液压单元，回油泵公用三个电磁阀分别控制左右前轮和后轮制动压力调节器制动压力调节器结构电磁阀部分：阀杆、阀座、线圈等液压单元：储液腔、回油泵等1-电磁阀2-制动器3-轮速传感器4-主缸5-回油泵（电机及液压泵）6-储液器7-ECU1234567ABS控制系统工作原理ABS制动过程建立油压过程踩制动踏板时，管路油压增大，车轮开始制动开启ABS制动过程（续）保压过程当制动较快时，ECU给电磁阀线圈通电，阀杆上移，油压不再增加。关闭ABS制动过程（续）减压过程若ECU判断减速仍太快，则控制电磁阀进一步提升，打开旁通道，制动液经储液腔和回油泵流回主缸。开启ABS压力调节方式循环调压开放式：再循环式封闭式：循环式、回流泵式、补给式变容积调压机械控制式、液压控制式、压力反馈式开放循环式压力调节封闭循环式压力调节回流泵式压力调节补给式压力调节液压变容积式机械变容积式压力反馈变容积式ABSECU功能ABSECU结构ABSECU特点输入、输出、运算、安全保护冗余→电脑1→结果一致→ABS控制输入信号→→比较→→电脑2→结果不一致→ABS失效保护ABS的ECU控制过程ABS制动液的要求为保证制动时不产生气阻，制动液的沸点要高（不低于260°C）为保证ABS在减压、保压和增压状态间循环有足够的反应速度，制动液运动粘度要低对金属和橡胶等制品无腐蚀在各种工作条件下性能稳定制动液在吸湿率（含水率）3.5%时的吸湿沸点高ABS制动液的标准制动液型号沸点（°C）吸湿沸点（°C）运动粘度（cSt）DOT3205以上140以上1500以下DOT4230以上155以上1800以下DOT5260以上180以上900以下目前世界大多数国家的轿车推荐使用DOT3，或性能与之相当的DOT4，不推荐在ABS中使用硅酮型制动液DOT5。ABS的发展ABSTCSESPEHBEMBEBSABS+EBD+MSR+ESBS增加设备，增加软件只增加软件第9章汽车驱动防滑转电子控制系统ASR控制原理英文：Anti-SlipRegulationAccelerationSlipRegulation日本：牵引力控制系统TCS/TRC/TRACTractionControlSystemASR系统作用防止起动、加速时车轮打滑，提高动力性；提高方向稳定性和转向控制能力；减少轮胎磨损与发动机油耗。驱动滑动率的定义LaLUUUsS—驱动滑动率UL—驱动轮轮缘速度Ua—汽车车身速度，实际应用时常以非驱动轮轮缘速度代替驱动轮纯滚动，驱动滑动率s为0%汽车不动，驱动轮旋转，驱动滑动率s为100%理想控制的驱动滑动率为15-25%滑转率对附着系数的影响纵向附着系数大，可以产生较大的驱动力；横向附着系数大，可以产生较大的侧向力，保证汽车驱动时的方向稳定性。附着系数S=20%左右时附着系数最大0纵向附着系数横向附着系数100滑移率S（%）SA在10-20%左右时，汽车的横向附着系数和纵向附着系数都比较大。ASR控制方式控制发动机输出转矩点火控制、喷油量控制、进气量控制制动对驱动轮的制动力制动压力控制控制差速器锁止控制控制变速器的传动比改变变速器的输出转矩采用电控悬架对驱动车轮载荷进行调配ASR控制特点只对驱动轮控制可以多渠道控制可以多方式控制车速较低时，为提高牵引力，对两驱动轮实施制动压力独立调节；车速较高时，为保持方向稳定性，两驱动轮制动力矩同时控制。易实现滑动率直接控制滑动率=（驱动轮换算车速-从动轮换算车速）/驱动轮换算车速ASR的组成ASR选择开关车轮转速传感器电子控制单元制动主继电器制动执行装置制动灯开关节气门继电器主节气门位置传感器副节气门位置传感器副节气门执行器故障指示灯压力调节装置ASR控制型式ASR的变容积调节方式ASR的组合调节方式不同汽车上的ASR共性ASR系统可由开关选择其是否工作，并由相应的指示灯提示ASR系统关闭时，副节气门处于全开位置，此时，其制动压力调节装置不影响制动系统的正常工作ASR系统工作时，ABS具有调节优先权不同汽车上的ASR共性ASR系统只在一定车速范围内（如80km/h或120km/h）起作用ASR系统在不同的车速范围内通常具有不同的特性ASR与ABS一样，具有自诊断功能ASR与ABS的共性•ABS与ASR均可以通过控制车轮的力距来达到控制车轮滑动率目的•ABS与ASR均要求系统具有迅速的反应能力和足够的控制精度•两个系统均要求调节过程尽可能小的能量消耗ASR与ABS的区别ABS对所有车轮实施调节，ASR只对驱动轮加以调节控制ABS工作过程中，通常离合器分离、发动机怠速，但在ASR控制情景，离合器却处于接合状态，因此，发动机的惯性会对控制产生较大影响ASR与ABS的区别•ABS工作过程中传动系振动较小，易控制，而在ASR控制过程中，传动系易产生较大的振动•ABS控制中各车轮间相互影响较小，ASR控制中两驱动轮间相互影响较大•ASR是一个涉及到制动控制、发动机控制和差速器锁止控制等的多环控制系统，因此其控制更加复杂