第十四部分汽车防滑控制系统教学课件.ppt
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1、第十四章 汽车防滑控制系统,第一节 概述 第二节 防滑控制系统的基本组成及工作过程 第三节 防滑控制系统主要组成件的结构及工作原理 第四节 制动压力调节器的调压方式及工作原理 第五节 轿车防滑控制系统 第六节 防滑控制系统的维护与检修,第十四章 汽车防滑控制系统,第一节 概述 汽车防滑控制系统就是对制动防抱死系统和驱动防滑系统的统称。 制动防抱死系统 (Anti-lock Braking System),简称 ABS。 驱动防滑系统 (Acceleration Slip Regulation),简称 ASR。它也 被称为驱动力控制系统 (Traction Control System),简称
2、TCS。 轮胎与路面的附着关系:F=G F轮胎与路面间的附着力,N G 轮胎与路面间的垂直载荷,N 轮胎与路面间的附着系数。 由于轮胎与路面之间的垂直载荷和附着系数会随许多因素而变化,因 此,轮胎与路面间的附着力实际上是经常变化的。,(一)车轮滑动率对附着系数的影响 车轮相对于路面的滑动可分为滑移和滑转两种形式,引入车轮滑动率的概念可以表征车轮运动中滑动成分所占的比例。 1. 汽车在制动过程中,车轮可能相对于路面发生滑移,滑移成分在车轮纵向运动中所占的比例可以由负滑动率表征。 SB =(r-v) / v 100% -100% SB 0,车轮滑移所占成分越多, SB 越大。 2. 汽车在驱动过程
3、中,驱动车轮可能相对于路面发生滑转,滑转成分在汽车纵向运动中所占的比例可由正滑动率表征。 SA=(r-v) / r100% 0 SA 100%,车轮滑转比例越大, SA 越大。,通过试验发现,在硬实路面上,弹性车轮与路面间的附着系 数和滑动率 S 存在如下图所示的关系。,(二)防滑控制系统的作用与工作原理: 使汽车能够自动地将车轮控制在纵向和横向附着系数 都很大的滑动率范围内。 制动防抱死系统在制动过程中,通常将车轮滑移率控 制在10%20%的范围内;驱动防滑系统在驱动过程中, 通常将车轮滑移率控制在5%15%的范围内。 制动防抱死系统 (ABS) 都是在制动过程中,通过调 节轮缸(或制动气室
4、)的制动压力使作用车轮的制动力矩 受到控制,从而控制车轮的滑移率。 而防滑驱动控制系统(ASR) 在驱动过程中通常可以通 过调节发动机的输出转矩、转动系的传动比、差速器的锁 紧系数等控制作用于驱动车轮的驱动力矩,以及通过调节 驱动车轮制动轮缸(或制动气室)的制动压力控制作用于 驱动车轮的制动力矩。实现对驱动车轮牵引力矩的控制。,第二节 防滑控制系统的基本组成及工作过程 (一)ABS 的基本组成及工作原理 ABS 通常由车轮轮速传感器、制动压力调节器、电子控制单元 (ECU) 和 ABS 警示装置等组成。如图:,如下图所示:ABS 的工作过程可以分为常规制动、制动压力保持、制动压 力减小和制动压
5、力增大等阶段。 1. 常规制动阶段(ABS 并不介入制动压力控制),2. 制动压力保持阶段,3. 制动压力减小阶段,4. 制动压力增大阶段,ABS 系统具有以下优点: 1. 增大了汽车制动时的稳定性。 2. 能缩短制动距离。 3. 改善了轮胎的磨损状况。 4. 使用方便,工作可靠。 (二)ASR 的基本组成和工作原理 ASR/TCS 可以通过调节作用于驱动车轮的驱动力矩 和制动力矩,在驱动过程中防止车轮发生滑转。目前在 ASR 系统中通常通过控制节气门开度和点火提前角的方式 调节发动机的输出转矩,从而对作用于驱动车轮的驱动力 矩进行调节。为了使驱动车轮的转速迅速降低,或者使两 侧驱动车轮获得不
6、同牵引力,通常ASR都可以通过对驱动 车轮施加一定的制动力矩得以实现。,右图所示为一种较为典型的具有制 动防抱死和驱动防滑功能ABS/ASR 防滑控制系统,其中ASR和ABS共用 车轮转速传感器和电子控制单元 (ECU),只在通往驱动车轮制动轮缸 的制动管路中增设一个ASR制动压力 调节器,在由加速踏板控制的主节气 门上方增设一个由步进电机控制的副 节气门,并在主副节气门处各设置一 个节气门开度传感器,即可实现ASR 控制。,ASR 制动液压系统: 下图中的 ASR 制动压力调节器主要包括制动供能装置(由电动泵和储能器组成)和电磁控制阀总成(其中有三个二位二通电磁阀)组成。,(三)ABS和AS
7、R的比较: 相同点: 1. ABS和ASR都是通过控制作用于被控制车轮的力矩, 而将车轮的滑动率控制在设定的理想范围之内,从而缩 短汽车制动距离或提高汽车的加速性能。 2. ABS和ASR 都要求系统具有快速的反应能力,以适应 车轮附着力的变化;都要求控制偏差量尽可能达到最 小;都要求尽量减少调节过程中的能量消耗。 不同点: 1. ABS对驱动和非驱动车轮都可进行控制,而ASR只对 驱动车轮进行控制。 2. 在ABS控制期间,离合器通常处于分离状态(手动变 速),发动机也处于怠速运转,而在ASR控制期间,离 合器处于接合状态,发动机的惯性对ASR控制有较大影 响。,3.在ABS控制期间,汽车传
8、动系的振动较小,在ASR控制期 间,很容易使传动系统产生较大的振动。 4.在ABS控制期间,各车轮之间的相互影响不大,而在ASR 控制期间,由于差速器的作用会使驱动车轮之间产生较大 的互相影响。 5. ABS只是一个反应时间近似一定的制动控制单环系统, 而ASR却是由反应时间不同的制动控制和发动机控制等组 成的多环系统。 (四)控制通道 防滑控制系统中能够独立进行制动压力调节的制动管 路称为控制通道。,ABS按照控制通道数 可分为四通道系统、 三通道系统、双通道 系统和单通道系统, 其布置形式多样, 如图:,第三节 防滑控制系统主要组成件的结构及工作原理 (一)车轮转速传感器 车轮转速传感器检
9、测车轮的速度,并将速度信号输入防滑 控制系统的电子控制单元。目前,用于防滑系统的转速传 感器主要有电磁式和霍尔式两种。,1.电磁式转速传感器 通过磁通量的变化产生感应电压,由传感头和齿圈两部分组成。,2.霍尔式转速传感器 优点:1.输出信号电压幅值不受转速的影响。 2.频率响应高 3.抗电磁波干扰能力强。,(二)汽车减速度传感器 有些ABS系统中,为了获得汽车的纵向或横向减速度,在汽车的车身上 安装有减速度传感器。如下图为采用水银开关的G传感器。,(三)ABS制动压力调节器 ABS/ASR制动压力调节器的作用是接受电子控制单元(ECU)的指令,通 过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调
10、节。它主要由电磁 阀阀体、制动液储能室、储能器、制动主缸、液压助力器与电动泵等组 成。如图:,下面主要介绍ABS制动压力调压器。 1.电动泵,2.储能器 a.活塞弹簧式:,b.气囊式:,3.电磁控制阀 ABS系统中都有一个或两个电磁阀体,其中有若干个电磁控制阀,分别 控制前、后轮的制动。常用的电磁阀有三位三通阀和二位二通阀等。 (1)三位三通阀,(2)二位二通阀,4.压力控制、压力警告和液位指示开关 (四)电子控制单元 ABS电子控制单元一般由以下几个基本电路构成 1.输入极电路:将转速传感器输入的正弦交流信号转换成脉 冲方波信号。 2.运算电路:主要是进行车轮线速度、初始速度、滑动率、 加速
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