汽车主动安全技术2-1制动防抱死系统教学设计课件

第二章制动防抱死系统学习要点：了解制动防抱死控制系统的作用及发展历史；掌握制动防抱死控制系统的结构和工作原理；掌握制动防抱死控制系统的的常用控制算法。2/21/2024GlobalResearch,YaoChen12/21/2024第一节概述第二节ABS系统的组成和工作原理第三节ABS逻辑控制算法第四节基于滑移率的控制算法第一节概述一、普通制动器的问题制动防抱死系统ABS(Anti-LockBrakingSystem)是指汽车在制动过程中能实时判定车轮的滑移率、自动调节作用在车轮上的制动力矩、防止车轮被抱死并取得最佳制动效能的电子装置。

2/21/2024在紧急制动时，车轮会处于“抱死”状态，车轮不再滚动而是在路面上滑移。会造成以下不良后果：1）车辆失去操纵性。2）在非对称路面，车轮抱死将丧失直线行驶稳定性，易出现侧滑、甩尾和急转等危险现象。3）制动距离延长。4）降低轮胎的寿命。2/21/20242/21/2024二、ABS的作用

汽车制动效能指制动距离、制动时间和制动减速度。制动效能主要取决于制动力F的大小，而制动力不仅与制动器的摩擦转矩有关，还受车轮与地面的附着系数的制约，即，式中，是车轮与路面间的附着力，G是车轮对路面的垂直载荷，是轮胎与路面间的附着系数。汽车的最大制动力等于地面附着力。2/21/2024

附着力分为纵向附着力和横向附着力。在汽车制动过程中，纵向附着力决定汽车的纵向运动，影响汽车的制动距离；横向附着力决定汽车的侧向运动，影响汽车的方向稳定性和转向操纵能力。在车轮对地面的垂直载荷G一定时，制动力的大小取决于车轮与路面的附着系数，影响附着系数的因素除了路面和轮胎以外，还有车轮滑移率。2/21/2024车轮滑移率是指实际车速V与车轮速度VW之差同实际车速的比值：

S=0，纯滚动；

S=100%，纯滑动；

S=0～100%，边滚边滑。

影响车轮滑移率的因素包括以下几个方面：

①汽车的载质量②前、后轴的载荷分布情况；③轮胎种类及轮胎与道路的附着状况；④路面种类和路面状况；⑤制动力大小及其增长速率。

2/21/2024从图中可以看出：1）附着系数大小取决于路面性质。2）在各种路面上，附着系数都随滑移率的变化而变化。3）在各种路面上，当滑移率为20%左右时，纵向附着系数最大，制动效果最好。图2.1附着系数与滑移率的关系2/21/2024图2.2干燥硬实路面上的滑移率与附着系数的关系

由曲线可以看出，纵向附着系数在滑移率为20%左右时最大，此时制动力最大。纵向附着系数最大时的滑移率称为理想滑移率或最佳滑移率。纵向附着系数影响制动距离，车轮抱死时，纵向附着系数变小，使制动距离变长。横向附着系数影响汽车行驶的稳定性。车轮抱死时，横向附着系数趋于零，汽车将失去方向稳定性和转向控制能力。2/21/2024

如果前轮抱死，虽然汽车能沿直线向前行驶，但是失去转向控制能力。如果后轮抱死，汽车制动时在横向外力的作用下就会发生侧滑(甩尾)，甚至出现调头等危险现象。为了获得最佳制动性能，应将滑移率控制在20%左右。ABS的作用，就是使汽车在制动过程中自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死滑移，从而缩短制动距离，提高方向稳定性，增强转向控制能力，减少交通事故的发生。三、ABS系统的分类按照产生制动压力动力源分：液压式ABS系统、气压式ABS系统、气液混合式ABS。按制动液压调节装置和制动主缸的相对位置分：分离式ABS、整体式ABS。按控制方式分：独立控制和一同控制。按控制通道数目分：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：有四个轮速传感器，在通往四个车轮制动分泵的管路中，各设一个制动压力调节装置，进行独立控制，构成四通道控制形式。

2/21/2024三通道式：对两前轮进行独立控制，两后轮按低选原则进行一同控制(即两个车轮由一个通道控制，以保证附着力较小的车轮不抱死为原则)，也称混合控制。2/21/2024四传感器三通道三传感器三通道

三通道ABS的性能特点是：两后轮按低选原则进行一同控制时，可以保证汽车在各种条件下左右两后轮的制动力相等，即使两侧车轮的附着系数相差较大，两个车轮的制动力都限制在附着力较小的水平，使两个后轮的制动力始终保持平衡，保证汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。2/21/2024二通道式：二通道式ABS难以在方向稳定性、转向控制性和制动效能各方面得到兼顾，目前采用很少。2/21/2024一通道式：在后轮制动器总管中设置一个制动压力调节器，在两前轮各安装一个轮速传感器，在后桥主减速器也上安装一个轮速传感器。2/21/2024五、ABS系统的发展趋势ABS控制技术的提高。减小体积与质量，简化结构。为了提高汽车的安全性能，增加了一些装置，汽车的重量随之增加，对燃料经济性不利。所以新增设的各种装置必须在保证安全性的前提下，尽量地减少重量。另外，不论是大型车还是小型车，发动机的安装空间都是非常紧凑的，因此，也要求ABS控制器的体积尽可能的小一些。2/21/2024控制功能的扩展与集成。ABS和驱动防滑控制装置ASR一体化。在ABS系统中嵌入电子制动力分配装置（