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1、2013年3月21日星期四汽车电子工程学汽车制动性的电子控制系统第八章 汽车制动性的电子控制系统8.2 汽车制动防抱系统8.2 汽车制动防抱系统三、汽车制动防抱系统的基本理论%1000=wwrw urus制动防抱系统功能是使制动车轮滑动率保持在15%25%之间，便可获得较大的纵向附着系数和侧向附着系数，使汽车具有较好制动效能的同时，保持较强的转向和防侧滑能力。,乘用车装备的一般都是液压式ABS，而 商用车装备的一般都是气压式ABS。第八章 汽车制动性的电子控制系统8.2 汽车制动防抱系统8.2 汽车制动防抱系统汽车制动防抱系统的组成通常的制动防抱死 系统都是由通常的制动防抱死 系统都是由车轮转
2、速 传感器车轮转速 传感器、ECU、制动压力调节装置制动压力调节装置和和报警 灯报警 灯等组成。 制动压力调节装置 主要由等组成。 制动压力调节装置 主要由调压电磁阀总 成调压电磁阀总 成、电动泵总成电动泵总成和和储 液器储 液器组成。 按组成。 按ABS制动压力调节器的动力源可分 为液压式制动压力调节器的动力源可分 为液压式ABS和气压 式和气压 式ABS两种。两种。第八章 汽车防滑控制系统8.1 汽车防滑控制系统概述8.1 汽车防滑控制系统概述二汽车制动防抱死系统的型式二汽车制动防抱死系统的型式? 控制通道控制通道 在制动防抱死系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路。在制动防抱死系统中
3、，能够独立进行制动压力调节的制动管路。? 独立控制独立控制车轮制动器的压力可以进行单独调节，则称该车轮为独立控制。车轮制动器的压力可以进行单独调节，则称该车轮为独立控制。? 一同控制一同控制 两个（或两个以上）车轮的制动压力是一同进行调节的。两个（或两个以上）车轮的制动压力是一同进行调节的。? 高选原则高选原则 对两个或多个车轮的一同控制而言的，这组车轮的制动压力的调节是根据后趋于抱死（附着力较大）的车轮，其运动状态的信号进行的。对两个或多个车轮的一同控制而言的，这组车轮的制动压力的调节是根据后趋于抱死（附着力较大）的车轮，其运动状态的信号进行的。? 低选原则低选原则 对两个或多个车轮的一同控
4、制而言的，这组车轮的制动压力的调节是根据先趋于抱死（附着力较小）的车轮，其运动状态的信号进行的。制动防抱死系统按通道数可分四通道、三通道、双通道和单通道系统对两个或多个车轮的一同控制而言的，这组车轮的制动压力的调节是根据先趋于抱死（附着力较小）的车轮，其运动状态的信号进行的。制动防抱死系统按通道数可分四通道、三通道、双通道和单通道系统四通道二通道三通道第八章 汽车制动性的电子控制系统8.2 汽车制动防抱系统8.2 汽车制动防抱系统制动压力调节器第八章 汽车制动性的电子控制系统8.2 汽车制动防抱系统8.2 汽车制动防抱系统制动压力调节器接受ECU的指令、调节制动轮缸中的制动压力，可分为液压式和
5、气压式，其中液 压式又可分为循环式和变容式液压调节器两类 。接受ECU的指令、调节制动轮缸中的制动压力，可分为液压式和气压式，其中液 压式又可分为循环式和变容式液压调节器两类 。第八章 汽车制动性的电子控制系统8.2 汽车制动防抱系统8.2 汽车制动防抱系统制动防抱系统的控制策略目前提出的防滑控制方法主要有逻辑门槛值控制、最优控制和滑动模态变结构控制 等，但目前绝大多数防滑控制系统仍然采用逻辑门槛值控制方法。 逻辑门槛值控制方法通常都是将车轮的减速度（或角减速度）和加速度（或角加速 度）作为主要控制门槛值减速度（或角减速度）和加速度（或角加速 度）作为主要控制门槛值，而将车轮的滑动率作为辅助门
6、槛值滑动率作为辅助门槛值，如果单独采用其中的任何 一种门槛进行车轮防滑控制都存在着较大的局限性，而将车轮的加、减速度控制门槛和滑 动率控制门槛结合起来，有助于对路面情况的识别，进而提高系统的自适应控制能力 。 这些控制门槛值，都是通过反复试验获得的经验数据。参考车速的计算方法 一般分为软件方法和硬件方法。硬件方法包括使用雷达测速仪和使用加速度传感器 进行硬件积分，但成本较高。目前大多数ABS系统通过软件方法，利用车轮速度计算参 考车速，常用的有： 固定斜率法 制动初始时，检测轮减速度，当低于门限值-a时，将此刻的车速定为车体参考车速Vref，此后车速按照设定的减速度j计算，Vref=Vref0
7、+jt最大轮速斜率法 采集各时刻的最大轮速并计算其变化斜率，用最大轮速的斜率Avmax代 替瞬时的车体减速度j来计算参考车速。第八章 汽车制动性的电子控制系统8.2 汽车制动防抱系统8.2 汽车制动防抱系统高附着系数路面控制过程vF是车速是车速vref是参考速度是参考速度VR是车轮圆周速度是车轮圆周速度s是滑动率门槛值是滑动率门槛值+A和和+a是车轮加速度门槛值是车轮加速度门槛值-a是车轮减速度门槛值是车轮减速度门槛值-P 是制动压力减小量是制动压力减小量第八章 汽车制动性的电子控制系统8.2 汽车制动防抱系统8.2 汽车制动防抱系统电子控制制动力分配（EBD-Electric Brake F
8、orce Distribution)为了防止汽车制动时后轮先抱死，以前采用机械式的比例阀来对前后轮制动力进行分配。现在采用一种专门检测前后轮制动情况，并可以自动调节制动力分配的电子系统,即EBD。能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。EBD的作用原理与ABS相同，但只采用滑移率控制，且门限值比ABS控制更低一些，是作为ABS功能的辅助装置。结构上，可以不增加相应的元件，利用现有的ABS元件，通过软件拓展，在原ABS中增加一套监控程序。 当重踩刹车，EBD在ABS起作用之前，先自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率
9、，如有差异需要调整时，刹车油压系统将会调整传至后轮的油压，使刹车力的分布效果更理想。第七章 汽车防滑控制系统8.3 驱动防滑系统的组成与工作原理8.3 驱动防滑系统的组成与工作原理三驱动防滑电子控制系统基本理论三驱动防滑电子控制系统基本理论%100)1 (%1000=wrvwvw ru uuusuw为车轮的瞬时线速度 rro为车轮的有效滚动半径w为车轮旋转的角速度 uv为汽车行驶（平移）的瞬时速度第七章 汽车动力性控制系统7.3 驱动防滑电子系统7.3 驱动防滑电子系统四驱动防滑系统的控制方式四驱动防滑系统的控制方式1. 发动机转矩控制发动机转矩控制;第七章 汽车动力性控制系统7.3 驱动防滑
10、电子系统7.3 驱动防滑电子系统四驱动防滑系统的控制方式四驱动防滑系统的控制方式2. 驱动轮制动驱动轮制动;第七章 汽车动力性控制系统7.3 驱动防滑电子系统7.3 驱动防滑电子系统四驱动防滑系统的控制方式四驱动防滑系统的控制方式3. 差速器锁止控制差速器锁止控制;第七章 汽车动力性控制系统7.3 驱动防滑电子系统7.3 驱动防滑电子系统五驱动防滑系统的控制过程五驱动防滑系统的控制过程1. 节气门的控制节气门的控制2. 制动器的控制制动器的控制第七章 汽车动力性控制系统7.3 驱动防滑电子系统7.3 驱动防滑电子系统五驱动防滑系统的控制过程五驱动防滑系统的控制过程1. 节气门的控制节气门的控制
11、2. 制动器的控制制动器的控制第七章 汽车动力性控制系统7.3 驱动防滑电子系统7.3 驱动防滑电子系统五驱动防滑系统的控制过程五驱动防滑系统的控制过程操纵稳定性性能指标控制方式RWDFWD节气门- -+ + +操纵稳定性性能指标控制方式RWDFWD节气门- -+ + + +喷油+点火时间+ +000喷油+点火时间+ +000+ + +制动（单轮）+ +- - - *制动（单轮）+ +- - - *- -节气门 + 制动（单轮）+ + + +节气门 + 制动（单轮）+ + + +- - -节气门 + 喷油、点火时间+ + +0+节气门 + 喷油、点火时间+ + +0+节气门 + 喷油、点火+
12、LDS+ + + +(+)+- - -+节气门 + 喷油、点火+ LDS+ + + +(+)+- - -驱动 力舒适 性传动系 统载荷驱动 力舒适 性传动系 统载荷系统复 杂程度系统复 杂程度第九章 汽车操纵稳定性的电子控制系统9.4 车辆稳定性控制系统9.4 车辆稳定性控制系统车辆的横向稳定控制系统又称为电子稳定控制程序（车辆的横向稳定控制系统又称为电子稳定控制程序（ESP），控制系统的型式繁杂，名称也很多。但控制方式无外乎以下三种：干预发动机管理系统，降低发动机的转矩（功率）等；干预驱动力的分配；干预制动力的分配），控制系统的型式繁杂，名称也很多。但控制方式无外乎以下三种：干预发动机管理系
13、统，降低发动机的转矩（功率）等；干预驱动力的分配；干预制动力的分配一车辆稳定控制系统一车辆稳定控制系统车辆稳定性控制系统的构成ESP是ABS和ASR系统的发展，同时也是ABS和ASR系统的集成，通过控制横向和纵向力的分布和幅度，以便控制任何路况下汽车的动力学运动模式，从而能够在各种工况下提高汽车的动力性能，如制动、滑移、驱动等。和ABS、ASR相比，主要增加了转向盘转角传感器、纵向和侧向加速度计、横摆角速度传感器和制动管路压力传感器。ESP是ABS和ASR系统的发展，同时也是ABS和ASR系统的集成，通过控制横向和纵向力的分布和幅度，以便控制任何路况下汽车的动力学运动模式，从而能够在各种工况下
14、提高汽车的动力性能，如制动、滑移、驱动等。和ABS、ASR相比，主要增加了转向盘转角传感器、纵向和侧向加速度计、横摆角速度传感器和制动管路压力传感器。?方向盘传感器?纵向加速度传感器?横向加速度传感器?横摆角速度传感器?轮速传感器第九章 汽车操纵稳定性的电子控制系统9.4 车辆稳定性控制系统车辆稳定性控制系统第九章 汽车操纵稳定性的电子控制系统9.4 车辆稳定性控制系统车辆稳定性控制系统第十章汽车平顺性的电子控制系统9.1 悬架系统控制9.1 悬架系统控制一概述一概述悬架是车架（或承载车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称，其主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向力（
15、牵引力和制动力）、侧向力及这些反力所造成的力矩传递到车架（或车身），以保证汽车正常行驶，主要由悬架是车架（或承载车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称，其主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向力（牵引力和制动力）、侧向力及这些反力所造成的力矩传递到车架（或车身），以保证汽车正常行驶，主要由弹簧弹簧、减振器减振器和和导向机构导向机构三部分组成。三部分组成。一个由弹簧和减振器构成的轿车悬架系统，为了更有效地减缓路面不平而引起的车体振动以保持乘坐舒适性，希望弹簧刚度较小；而在转弯、制动时，为使车体的倾斜或前后的俯仰较小以保持操纵稳定性，则要求弹簧刚度较大。一个由弹簧和减振器
16、构成的轿车悬架系统，为了更有效地减缓路面不平而引起的车体振动以保持乘坐舒适性，希望弹簧刚度较小；而在转弯、制动时，为使车体的倾斜或前后的俯仰较小以保持操纵稳定性，则要求弹簧刚度较大。行驶平顺性行驶平顺性和和操纵稳定性操纵稳定性是衡量悬架性能的主要指标，但二者相互排斥。是衡量悬架性能的主要指标，但二者相互排斥。? 降低弹簧的刚度，则车体加速度减小使平顺性变好，但同时会导致车体位移的增加，车体重心的变动引起轮胎负荷变化的增加，操纵稳定性不良；降低弹簧的刚度，则车体加速度减小使平顺性变好，但同时会导致车体位移的增加，车体重心的变动引起轮胎负荷变化的增加，操纵稳定性不良；? 增加弹簧刚度提高操纵稳定性，但硬的弹簧将导致汽车对路面不平度很敏感，使平顺性降低；增加弹簧刚度提高操纵稳定性，但硬的弹簧将导致汽车对路面不平度很敏感，使平顺性降低；? 理想的悬架应兼顾平顺性和操纵稳定性要求，在不
