ABS(控制理論)續(xù)

1、16現(xiàn)代汽車維修培修ABS（6學(xué)時）ABS (Anti-lock Brake System)控 制 理 論一、 車速對制動距離影響：圖11 制動距離和車速關(guān)系（干燥路面，加速度為6m/s2）二、 地面附著力對汽車的制動性能的影響：1. 汽車制動性能：評價指標(biāo)：制動效能、及制動效能的穩(wěn)定性及制動時的方向穩(wěn)定性重要指標(biāo)：制動效能制動距離/制動時間/制動減速度；方向穩(wěn)定性不跑偏/不側(cè)滑/不失去轉(zhuǎn)向能力決定因素：地面制動力（地面附著力）取決于制動器制動力，受限于地面附著條件。在駕駛員、汽車和環(huán)境（道路）三者所組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，汽車與環(huán)境之間的最基本聯(lián)系是輪胎與路面之間的作用力。汽車在制動性能的好壞，同

2、樣取決與這個作用力，即地面制動力或地面附著力（汽車從制動開始到停車，其動能基本上都消耗在地面制動力的做功上）。2. 影響：在汽車制動系統(tǒng)正常（車輪制動器的制動力足夠大）的情況下，汽車的制動效能和制動時的方向穩(wěn)定性取決于輪胎和地面之間的附著力。制動距離取決于縱向附著力（制動力） 方向穩(wěn)定性性能取決于側(cè)向附著力（制動力）圖12 地面附著力對汽車制動性能的影響3. 車輪抱死時汽車的運動情況：圖13 直線行駛時所有車輪抱死的汽車運動情況圖14 前輪抱死汽車的運動情況圖15 后輪抱死汽車的運動情況圖16 所有車輪全部抱死的汽車運動情況4. 傳統(tǒng)制動與ABS之比較ABS系統(tǒng)能夠防止車輪抱死，具有制動時方向

3、穩(wěn)定性好、制動時仍有轉(zhuǎn)向能力、縮短制動距離等優(yōu)點。制動距離方向穩(wěn)定性分離路面（左圖標(biāo)反了）圖17 傳統(tǒng)制動與ABS之比較：三、 影響地面附著力（摩擦力）的主要因素：輪胎與路面的附著力F= 輪胎與路面的垂直載荷G × 輪胎與路面的附著系數(shù)1. 制動時車輪載荷G：直行制動：前輪載荷 轉(zhuǎn)彎制動：前外輪載荷圖18 載荷轉(zhuǎn)移：制動時車輪載荷G的變化2. 地面附著系數(shù)：抱死（滑動）滑轉(zhuǎn)滾動圖19 制動時輪胎留在路面上的印痕：1) 地面附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系：（1） 制動時車輪受力：圖110 車輪在制動時的受力狀況T：制動器制動力 Fxb：地面制動力 Fp：車軸推力 r：車輪半徑 W：車輪垂直載荷

4、力矩平衡：FxbT/ r圖111 制動過程中地面制動力Fxb、制動器制動力F及輪胎路路附著力F的關(guān)系（2） 車輪滑移率：車輪滑移率：在車輪運動過程中滑動成分所占的比例圖112 車輪運動狀態(tài)圖滑移率車速V 輪速r×100車速Vr：車輪轉(zhuǎn)動的有效半徑：車輪轉(zhuǎn)動的角速度當(dāng)0時：VwV, 100；車輪抱死；當(dāng)rV時：Vw0，0，車輪純滾動；當(dāng)01時：車輪處于邊滾邊滑狀態(tài)。輪胎在地面的滑動速度VwV r（3） 特性曲線 圖113 B特性曲線B縱向摩擦系數(shù)，B側(cè)向摩擦系數(shù)1輻射層輪胎和干混凝土，2防滑輪胎和濕柏油路，3輻射層輪胎和新雪路，4輻射層輪胎和冰水路四、 ABS控制原理：汽車在緊急制動時

5、，電腦監(jiān)測車輪的運動情況，根據(jù)路面附著條件，通過調(diào)節(jié)制動壓力來控制車輪的滑轉(zhuǎn)，使之達到盡可能大的地面制動力。圖114 工作原理圖框五、 ABS控制過程：1. 車輪的抱死過程：圖115 車輪的抱死過程2. 理想的制動與控制過程：圖1-17 理想的制動過程圖1-18理想的制動控制過程3. 預(yù)測控制技術(shù)：控制參數(shù)：車輪減速度a，車輪加速度a、A，滑移率01，02要解決的控制問題：ü 車速VRef的計算；ü 路面識別：高路面、面低路面；ü 越變路面的控制。圖116 預(yù)測控制過程圖117 控制流程圖4. 適用控制技術(shù)與模仿控制技術(shù)：要解決的控制問題：ü 中路面的識

6、別與控制；ü 車輪轉(zhuǎn)動慣量不同與制動裝置滯后的問題；ü 傳動軸的震動問題圖118 制動裝置的滯后圖119 傳動系的共振圖120 中路面的識別與控制 圖121 制動裝置滯后車輪轉(zhuǎn)動慣量不同與的控制 圖122 脈沖控制與模仿控制過程六、 分離路面的制動控制：后輪低選控制結(jié)構(gòu)及工作原理一、 ABS組成與結(jié)構(gòu)：圖123 ABS的組成（TOYOTA）1. 主缸2. 真空助力器3. 制動踏板4. ABS警示燈5. 儀表板6. 液壓管路7. 電磁閥8. 繼電器9. 繼電器10. 油泵電機11. 調(diào)節(jié)器總成12. 輪缸13. 控制器14. 輪軸15. 脈沖環(huán)16. 傳感器17. 制動盤18

7、. 線束圖124 ABS 構(gòu)件圖二、 ABS工作過程：圖125 升壓圖126 保壓圖127 減壓圖128 ABS不工作三、 控制電路：圖129 NISSAN 4WABS系統(tǒng)電路四、 ABS的分類：1. 按控制方式：預(yù)測控制方式、模仿控制方式；2. 按ABS的布置方式：系統(tǒng)名稱剎車回路控制方式操作性方向穩(wěn)定性制動距離四傳感器四通道四輪獨立控制前輪：獨立后輪：低選四傳感器三通道前輪：獨立后輪：低選四傳感器二通道前輪：獨立PV：比例閥前輪：獨立后輪：近似低選三傳感器三通道前輪：獨立后輪：近似低選三傳感器二通道二傳感器二通道前輪：獨立后輪：對角前輪一傳感器一通道前輪：不控制后輪：近似低選圖130 各種

8、轎車ABS系統(tǒng)及其性能注：PV：比例閥SLV：低選閥3. 按ABS的結(jié)構(gòu)及原理分類1） 液壓制動系統(tǒng)ABS：液壓制動系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于轎車和輕型載貨汽車上，目前液壓制動系統(tǒng)中裝用的ABS，按其液壓控制部分的結(jié)構(gòu)原理不同主要可分為整體式、分離式和ABS三種類型。其主要區(qū)別是：整體式ABS中，制動壓力調(diào)節(jié)器與制動主缸結(jié)合為一個整體，其結(jié)構(gòu)更為緊湊，在美國車上常裝用此類型ABS；分離式ABS中，制動壓力調(diào)訪器與制動主缸分別為獨立的總成，日本豐田公司生產(chǎn)的各型干裝用的ABS一般均屬此類型；ABS在美國通用公司生產(chǎn)的各型車和韓國大宇車上常用，它裝有三個帶控制閥的活塞泵(制動壓力調(diào)節(jié)器)，兩前輪備用一個、兩后輪共用一個。2） 氣壓制動系統(tǒng)ABS：氣壓制動系統(tǒng)主要用于中、重型載貨汽，所車上，所裝用的ABS按其結(jié)構(gòu)原理主要分為兩種類型：用于四輪后驅(qū)動氣壓制動汽車上的ABS和用于汽車列車上的ABS。3） 氣頂液制動系統(tǒng)ABS：氣頂液制動系統(tǒng)兼有氣壓和液壓兩種制動系統(tǒng)的特點，應(yīng)用于部分中、重型汽車上。氣頂液制動系統(tǒng)ABS按其結(jié)構(gòu)原理又可分為兩種類型：一種是