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1、 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)主讲： 王文林 博士南昌大学机电工程学院车辆工程技术研究中心 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS视频视频 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复

2、习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车制动性能的评价汽车制动性能的评价 汽车的制动性能通常用制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性等指标来评价。 制动效能是指汽车以某一速度行驶制动时，迅速降低行驶速度直至停车的制动距离或制动减速度。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车制动性能的评价汽车制动性能的评价 制动效能的恒定性是指制动器的抗热、抗水衰退性能。制动器的抗热衰退性能是指汽车高速行驶或下长坡连续制动时，制动效能的保持程度。 制动时汽

3、车的方向稳定性是指汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。制动时汽车若发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车必将偏离原来的行驶轨迹。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车制动方式的改变汽车制动方式的改变 制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节、以及制动器的尺寸和形式有关，由于没有车轮运动状态的反馈信号，因此就不能根据车轮的实际运动状态来调节各轮缸或气室制动压力的大小。 Lecture03: Automobile Lo

4、ngitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR) 在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，在汽车所受到各种干扰外力作用下就会出现方向失稳问题，容易发生交通事故。汽车制动方式的改变汽车制动方式的改变 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR) 由于开环制动系统的种种不便，所以产生了汽车防抱死

5、制动系统(ABS)，它可感知制动轮每一瞬间的运动状态，并根据其运动状态相应地调节各制动器制动力矩的大小，避免轮胎抱死，为闭环制动系统。汽车制动方式的改变汽车制动方式的改变 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车制动方式的改变汽车制动方式的改变 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车制动方式的改变汽车

6、制动方式的改变ABS是个闭环制动系统路面状况交通状况气候状况制动踏板动作轮缸压力调节器车轮电子控制装置驾驶员制动意识管道流体压力制动轮缸压力转速信号 控制指令地面制动力车轮运动状态 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的工作原理、特点的工作原理、特点 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽

7、车汽车ABS的基本构成的基本构成 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)齿轮传感头汽车汽车ABS的基本构成的基本构成 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITL

8、ES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成 为了保证轮速传感器无错误输出，安装轮速传感器时应使传感头精确地对准齿圈，且其之间的空气隙大小适合，并要求安装牢固。为了避免灰尘和飞溅的泥、水等对传感器工作的影响，应有适当的密封与润滑措施。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成 压力调节器的功用：是接受并执行来自电子控制装置的指令，使制动轮缸或气室能实现压力增高、

9、压力保持或压力降低。它在自动调节轮缸或气室的压力时，不受驾驶员的控制。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成电磁阀控制三种状态：加 压：进油阀开，出油阀关。减 压：进油阀关，出油阀开。保 压：进油阀

10、关，出油阀关。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成 调节器除必须具备制动系一般阀类部件的性能（如可靠性高，寿命长，高温和低温性能良好，密封性好，便于维护等）之外，还必须具备ABS对其特有的要求：（1）反应时间、反应频率。（2）速率与频率的协调性。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱

11、动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成电子控制装置制动力车轮轮缸传感器压力调节器M滑阀1滑阀2 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成轮缸传感器制动总泵滑阀电控装置压力调节器柱塞驱动机构制动力 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本

12、构成 电子控制装置(ECU)的主要任务是接收传感器送来的信号，进行测量比较、分析放大和判别处理。然后通过精确的计算，得出制动滑移率和车轮角加（减）速度，再进行逻辑比较，最后输出级向压力调节器发出指令，控制制动压力，进而调节车轮的制动力矩。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的基本构成的基本构成 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(

13、ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的布置形式的布置形式 H型(前后)或X型(对角)两种布置形式。 由于四通道ABS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制动，因此汽车的制动效能最好。但在附着系数分离(两侧车轮的附着系数不相等)的路面上制动时，由于同一轴上的制动力不相等，使得汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。因此，ABS通常不对四个车轮进行独立的制动压力调节。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的布置形式的

14、布置形式 汽车紧急制动时，会发生很大的轴荷转移(前轴荷增加，后轴荷减小)，使得前轮的附着力比后轮的附着力大很多(前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附着力的70%-80%)。对前轮制动压力进行独立控制，可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动，有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性可以得到较大改善。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的布置形式的布置形式 由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得到兼顾，因此目

15、前很少被采用。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)汽车汽车ABS的布置形式的布置形式 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复

16、习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法动作要求偏差控制算法ECU能量输入外部扰动执行机构被控对象动态模型传感装置输出 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法bS(%)滑移率10020pspbwrw

17、wwrwSSSruuruS滑动附着系数峰值附着力系数与垂直载荷之比。：地面制动力制动力系数为边滚边滑为纯滑动为纯滚动%1000%100, 00%10000s Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法s1002015mgFbbmgFbpmaxmgFsSmgFmgFurussbpbbwwrwmax0,%,100%1000边滚边滑 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics Control

18、SUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法u Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的控制算法的控制算法000100%refrefbrefrefbrefrwrefrefu

19、ua tuuaursu为汽车实时参考车速为初始制动时，由轮速计算得到的初始参考车速由车轮减速度计算得到的汽车减速度因此，参考滑移率为： Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的逻辑控制算法的逻辑控制算法 制动开始时，制动压力和车轮角减速度增加，在阶段1末，即轮减速度达到设定的门限值-a，相应的电磁阀转换到“压力保持”状态。同时形成参考车速并以一定速率递减，参考滑动率的值是由参考车速计算得出，如果参考滑动率小于门限值，系统则进行一段保压（阶段2）

20、。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的逻辑控制算法的逻辑控制算法 当滑动率大于门限值，电磁阀转换到“压力下降”的状态，即阶段3。由于制动压力下降，车轮的角减速度回升，当达到-a值时，制动压力开始保持（第4阶段）。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的逻辑控制算法的逻辑控制算法 当角减速

21、度随着轮速的回升而加速，达到门限值a，这时压力仍然保持，让车轮进一步回升到门限值Ak（表明是高附着系数路面），这时使制动压力再次增加（第5阶段），迫使车轮角加速度下降。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的逻辑控制算法的逻辑控制算法 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的逻辑控制算法的逻辑

22、控制算法 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的优、缺点的优、缺点 实践证明，装用ABS装置的汽车在各种行驶条件下制动，特别是紧急制动时，不仅能较好地利用路面的附着系数、发挥制动效能、缩短制动距离，还能有效保持汽车的方向稳定性。 汽车ABS系统的优点很突出，但它还是有它的不足之处，主要是：（1）通用性差。（2）振动和噪声。（3）制动器的摩擦副，即制动鼓（盘）与摩擦片的磨损稍快。 Lecture03: Automobile Longitudin

23、al Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS的发展历程的发展历程 1965 年前后，开始安装在汽车上进行路试；1968年在英国投入实际运营；1971年后得到第一次大发展；80年代迎来了第二次大发展；80年代中期以后，得到迅猛发展；1991年起，欧共体规定所有成员国新车型都必须有防抱死系统。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)ABS视频视频 Lecture03: Au

24、tomobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)什么是什么是ASR?%10000wrwwrrur车轮滑转率%1000wwrwurus车轮滑移率 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)什么是什么是ASR? Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(

25、ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)什么是什么是ASR? Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)什么是什么是ASR? Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)什么是什么是ASR? Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽

26、车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)发动机转矩调节方式发动机转矩调节方式eee减小发动机转矩 增加发动机转矩 减小发动机转矩输出最简单的方法是停止某些缸喷油，如四缸机可将发动机转矩分为4级。 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)发动机转矩调节方式发动机转矩调节方式 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽

27、车防滑驱动控制(ASR)发动机转矩调节方式发动机转矩调节方式 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)采用制动方式的转矩调节采用制动方式的转矩调节 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)采用制动方式的转矩调节采用制动方式的转矩调节e0Re0ReVRlim和和或 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)采用制动方式的转矩调节采用制动方式的转矩调节 Lecture03: Automobile Longitudinal Dynamics ControlSUBTITLES汽车制动防抱死控制(ABS)复 习 题汽车防滑驱动控制(ASR)采用制动方式的