集成式电子液压制动系统防抱死制动控制
新能源汽车制动系统解析(三)
◆文/江苏 高惠民新能源汽车制动系统解析(三)(接上期)二、集成动力制动模块化与自动驾驶随着车辆行驶稳定程序系统(ESP)和安全带、安全气囊等被动安全系统的引入,驾驶安全性得到了提高,道路交通死亡和严重伤害的情况在过去几十年中不断减少。
但由于人们对个人移动性的需求快速增加,这导致更高的交通密度,交通复杂性和对驾驶员的压力越来越大。
统计数据显示,驾驶员仍然是事故的重要来源。
为了进一步提高驾驶安全性,并将驾驶员从车辆引导的复杂任务中解放出来,几乎所有的汽车制造商和零件供应商都全力投入到自动驾驶(HAD)汽车的研发中。
这些自动驾驶新技术与减少CO 2和提高能源效率的电气化相同,将在未来几年内推向市场。
至少在几个特定环境的用例中,车辆应该能够在没有人类驾驶员帮助或指导的情况下提供驾驶能力。
根据车辆具备的自动驾驶程度,美国汽车工程师协会(Society of Automotive Engineers,SAE)将其划分为L0-L5的自动驾驶等级。
如图20所示。
若用“眼、手、脚”三个方面来判断车辆的自动驾驶程度,L0阶段则需要驾驶员的“眼、手、脚”全部参与来操作汽车。
随着自动驾驶程度的提高,自动驾驶系统逐渐提供更多的驾驶辅助功能,进而能实现“脱脚”,“脱手”再到“脱眼”功能。
自动驾驶汽车技术架构如图21所示。
在自动驾驶的子系统图20 SAE自动驾驶等级划分图21 自动驾驶系统技术架构功能中,车辆制动系统担任了重要的角色。
尤其是新型制动系统需要为自动驾驶提供主动制动、能量回收和车辆稳定性控制等功能,同时在L3级别以上的自动驾驶中,还对制动系统冗余备份功能提出了需求。
1.制动系统架构新技术通过动力传动系统的电气化和对优化能源效率的需求,新的制动系统已被引入市场。
除了传统的真空伺服制动系统外,还有新的节能制动系统,如机电伺服制动助力器(例如iBooster)。
值得一提的是,第一代iBooster能与ESP+主动蓄能器(Smart Actuator)组成3-Box方案,而第二代iBooster能与ESP配合组成2-Box方案,这两种制动系统方案能实现车辆的主动制动、能量回收及车辆纵、横向稳定性控制等功能,但是也存在着结构不够紧凑,单个部件不能实现制动压力解耦等缺点。
汽车防抱死制动系统(ABS)
汽车防抱死制动系统(ABS )摘要:本文简要介绍了汽车防抱死制动系统(Anti-lock Braking System ,简称ABS )的控制原理,对目前汽车防抱死制动系统所采用的控制技术进行了综述,并对其发展趋势进行了预测。
关键词:汽车;防抱死制动系统;控制技术1.概述随着汽车工业的迅猛发展和高速公路的不断修建,汽车的行驶安全性越来越为人们重视。
为了全面满足制动过程中汽车对制动的要求,使制动器制动力分配更趋合理。
汽车防抱死制动系统(简称ABS )已越来越多地应用在汽车上。
“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
ABS 是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。
现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS 既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
普通制动系统在湿滑路面上制动,或在紧急制动的时候,车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。
汽车防抱死制动系统是指汽车在制动过程中能实时判定车轮的滑动率,自动调节作用在车轮上的制动力矩,防止车轮抱死。
从而获得最佳制动效能的电子装置。
它能把车轮的滑动率控制在一定的范围之内,充分地利用轮胎与路面之间的附着力,有效地缩短制动距离,显著地提高车辆制动时的可操纵性和稳定性,从而避免了车轮抱死时易出现的各种交通事故。
随着制动强度的增加,车轮滚动成分越来越少,而滑动成分越来越多,一般用滑动率S 来说明制动过程中滑动成分的多少。
滑动率越大,滑动成分越少。
S=1-ur ω%100⨯ 其中: u ——车轮中心的速度;r ——没有地面制动力时的车轮滚动半径; w ——车轮的角速度。
纵向和侧向附着系数可表达为车轮滑动率的函数(如图1)。
最大纵向附着系数所对应的滑动率称为临界稳定点SK 。
ABS制动防抱死系统的液压控制过程探讨
随着世界汽车工业 的迅猛发展 , 高等级公 路所 占比重 越来 越 大, 汽车行驶速度进~步提高 , 道路行 车密度不 断增 大 , 汽车行 驶 安全性能 日益成 为人 们选购 汽车 的首选 依据 。广 泛采用 的汽 车
制动 防抱死 ( A B S ) 系统就是在这种要求下产生和发展的。
其中 , 为车身速度 ( 车身相对于地 面的速度 ) ; 为 车轮速 度( 车轮 的外 圆线速度 ) 。汽车在正常行驶车轮作纯 滚动时 , =
,
既然 ( A B S ) 制动 防抱死 系统 的应 用使 人们 对行 驶安 全性 能
S= 0 ; 在 车轮被完全抱死作纯滑动时 , : 0 , S:1 0 0 %; 与车轮
0<S <1 0 0 % 。所 以滑 移率 s的大 小 , 说 明了车 的要求得 到更 大的满 足 , 那 么作 为技工 学校 的教师 , 如何 深入 浅 边滚动边滑动时 , 滑移率 越大 , 滑动成分越多。 出地向学 生介 绍 A B S的液压制 动过程 , 使学 生能够 很好 地掌握 , 轮运动 中滑动成分所 占的 比例 ,
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2 2 8・
第3 9卷 第 6期 2 0 1 3年 2 月
山 西 建 筑
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V0 I . 39 No . 6 Fe b. 2 01 3
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文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 2 2 8 — 0 3
号, 并 可由 A B S E C U控 制 闪烁 显示故 障码 。3 ) A B S E C U。A B S
E C U接收传感器信号 , 比较各 轮速和 汽车行驶 速度 , 判断各 车轮 的滑移情况后 , 向A B S 执行机构下达指令来调节各车轮制动器 的
简述汽车制动防抱死系统工作原理
汽车制动防抱死系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)是一种安全辅助系统,旨在防止车辆在紧急制动时出现轮胎抱死现象,保持车辆的稳定性和操控性。
下面是汽车制动防抱死系统的工作原理的简要描述:1. 传感器检测轮速:ABS系统通过轮速传感器实时监测每个车轮的转速。
传感器会不断测量轮轴的旋转速度,并将数据发送给控制单元。
2. 比较车轮速度:控制单元将各个车轮的速度进行比较,如果发现某个车轮的速度显著低于其他车轮,意味着该车轮可能即将抱死。
3. 控制制动压力:一旦控制单元检测到某个车轮即将抱死,它会向制动系统发送信号,减少该车轮的制动压力。
这可以通过一种称为制动阀的装置来实现,它会周期性地释放和重新施加制动压力。
4. 防抱死循环:该过程被反复执行,以保持车轮在抱死边缘,从而允许车轮在制动时保持旋转并提供最佳的制动力。
5. 轮胎抬升控制:在某些情况下,当车辆制动时,可能会出现某个车轮即将抬升的情况,这可能导致车辆失去稳定性。
ABS系统还可以通过调整制动压力,避免车轮抬升,并保持车辆的接地性和稳定性。
通过以上的工作原理,汽车制动防抱死系统能够有效防止轮胎抱死现象,提供更好的制动性能和操控性,帮助驾驶员更好地控制车辆,避免潜在的危险和事故发生。
汽车制动防抱死系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)是一种安全辅助系统,旨在防止车辆在紧急制动时车轮抱死,提高车辆的制动稳定性和操控性能。
其工作原理如下:1. 传感器检测车轮速度:ABS系统通过安装在车轮上的传感器,实时监测每个车轮的转速。
2. 控制单元分析数据:传感器将车轮速度的数据传输给ABS系统的控制单元。
控制单元根据车轮转速的变化来判断是否有车轮即将抱死的趋势。
3. 制动压力调节:如果控制单元检测到某个车轮即将抱死,它将向相关车轮的制动系统施加适量的制动压力调节。
这通常是通过电动或液压系统控制阀门来实现的。
abs的工作原理
abs的工作原理ABS(Anti-lock Braking System,防抱死制动系统)是一种车辆制动辅助系统,它的主要功能是在紧急制动时防止车轮抱死,提高车辆的操控性和制动效果。
下面将详细介绍ABS的工作原理。
一、基本原理ABS系统主要由传感器、控制模块、液压单元和制动执行器组成。
当驾驶员踩下制动踏板时,传感器会实时监测车轮的转速和车轮的滑动情况。
控制模块会根据传感器的数据进行分析和判断,然后通过液压单元控制制动执行器对车轮进行制动力的调节,以保持车轮的转动和车辆的稳定。
二、工作过程1. 初始状态:当车辆处于正常行驶状态时,ABS系统处于待命状态,不会对制动系统进行干预。
2. 制动开始:当驾驶员踩下制动踏板时,传感器会实时监测车轮的转速。
如果发现某个车轮的转速明显低于其他车轮,即表示该车轮即将抱死。
控制模块会根据传感器的数据判断是否需要干预。
3. 制动干预:如果控制模块判断需要干预,它会通过液压单元控制制动执行器对该车轮进行制动力的调节。
具体来说,它会通过减小制动液的压力来降低该车轮的制动力,以防止车轮抱死。
4. 制动释放:当控制模块判断该车轮的转速恢复正常时,它会通过液压单元逐渐恢复制动力,使车轮重新获得牵引力。
5. 循环反复:ABS系统会不断地监测车轮的转速和滑动情况,并根据需要进行干预,以保持车轮的转动和车辆的稳定。
三、优势和效果1. 提高制动效果:ABS系统可以根据车轮的转速和滑动情况实时调节制动力,避免车轮抱死,提高制动效果,缩短制动距离。
2. 提高操控性:ABS系统可以保持车轮的转动,避免车辆在制动时失去操控性,提高驾驶员对车辆的控制能力。
3. 避免侧滑和失控:ABS系统可以根据车轮的滑动情况调节制动力,避免车辆因为车轮抱死而产生侧滑和失控的情况,提高行驶的安全性和稳定性。
4. 适应不同路面:ABS系统可以根据不同路面的情况调节制动力,使制动力更加适应路面的摩擦系数变化,提高制动的稳定性和可靠性。
防抱死制动系统
发展历史
ABS系统的发展可追溯到20世纪初期。进入20世纪70年代后期,数字式电子技术和大规模集成电路迅速发展, 为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础,许多家公司相继研制了形式多样的ABS系统。自20世纪80年代中期以来, ABS系统向高性价比的方向发展。有的公司对ABS进行了结构简化和系统优化,推出了经济型的ABS装置;有的企 业推出了适用于轻型货车和客货两用汽车的后轮ABS或四轮ABS系统。这些努力都为ABS的迅速普及创造了条件。 ABS系统被认为是汽车上采用安全带以来在安全性方面所取得的最为重要的技术成就。 百科x混知:图解ABS
分类
防抱死制动系统一是按生产厂家分类,二是按控制通道分类。以下主要介绍按通道分类的方法。
在ABS中,对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。
ABS装置的控制通道分为四通道式、三通道式、二通道式和一通道式。
(1)四通道式 四通道ABS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器 装置,进行独立控制,构成四通道控制形式。但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大(如路面部分积水或 结冰),制动时两个车轮的地面制动力就相差较大,因此会产生横摆力矩,使车身向制动力较大的一侧跑偏,不能 保持汽车按预定方向行驶,会影响汽车的制动方向稳定性。因此,驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时, 应降低车速,不可盲目迷信ABS装置。
性能特点
ABS系统的作用是什么?防抱死刹车系统可以提高行车时,车辆紧急制动的安全系数。换句话说,没有ABS的 车,汽车在遇紧急情况采取紧急刹车时,容易出现轮胎抱死,也就是方向盘不能转动,这样危险系数就会随之增 加,很容易造成严重后果。
单通道ABS一般都是对两后轮按低选原则进行一同控制。单通道ABS不能使两后轮的附着力得到充分利用,因 此制动距离不一定会明显缩短。另外前轮制动未进行控制,制动时前轮仍会出现制动抱死,因而转向操纵能力也 未得到改善,但由于制动时两后轮不会抱死,能够显著的提高制动时的方向稳定性,在安全上是一大优点,同时 结构简单,成本低等优点,所以在轻型载货车上广泛应用。
ABS、ESP-汽车安全电控技术
ESP系统通过智能化的电子控制方案, 让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响 应,从而及时地,恰当地消除这些不稳定行 驶趋势,使汽车保持在所期望的行驶路线上。
ESP系统是汽车主动安全性技术发展的一个
巨大突破,它可以在极其恶劣的行车环境中 确保汽车的行驶稳定性,称得上是当前汽车 防滑装置的最高级形式。
轮速传感器
13
四、ESP的作用
内部文件,注意保密
ESP是一套电脑程序,通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,进而向 ABS、TCS发出纠偏指令,来帮助车辆维持动态平衡。 ESP以每秒25次的频率对车辆当前 的行驶状态及驾驶员的转向操作进行检测和比较。即将失去稳定的情况、转向过度和转向不 足状态都能立即得到记录。一旦有出现问题的危险,ESP会作出干预以使车辆恢复稳定。 具体的纠偏工作是这样实现的:ESP通过TCS装置牵制发动机的动力输出,同时指挥
11
三、ESP的组成
ESP的组成如下图所示:
纵向加速度传感器
(仅quattro) 轮速传感器
内部文件,注意保密
方向盘角度传感器
电子控制单元
制动助力器
制动压力传感器
横摆率传感器
动态液压泵
液压控制单元
侧向加速度传感器
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三、ESP的组成
内部文件,注意保密
带ECU的液压调控制单元分解图
横摆率传感器
方向盘角度传感器
汽车安全电控技术(ABS/ESP)
内部文件,注意保密
制动防抱死系统
Anti-lock Brake System
2
一、ABS的组成
液压控制单元+制动控制电路等组成的,其布置情况如下图所示:
内部文Байду номын сангаас,注意保密
更小更快与更稳 采埃孚IBC集成制动控制系统
更小更快与更稳采埃孚IBC集成制动控制系统作者:许晖来源:《汽车之友》2020年第13期如果仅仅为了保证一台车可以在陆地上运动起来,那么车企为之所设计的许多配置似乎都可有可无,没有窗、没有门、没有车壳、没有空调、没有音响、没有大灯甚至于没有轮胎也还能用履带来替代。
唯独制动系统,从汽车出现的一刻开始随之伴生,成为一个不可或缺的必选项。
车辆的制动系统作用在于让行驶之中的汽车减速甚至停车、让下坡之中的车速保持稳定,还需要令停驶的汽车保持静止不动。
消费者脑海之中对于车辆制动系统,通常会联想到隐匿于轮毂背后的制动盘以及制动卡钳。
实际上这只是整套汽车制动系统之中的一小部分,归属于制动器最终执行范畴。
目前典型的制动系统分为盘式制动和鼓式制动两种方式,四轮鼓式制动通常出现在型号较老或者质量较小的车辆上;也有部分车企从成本以及产品所需制动效果考虑,选择前部盘式制动外加后部鼓式制动的混合制动方式。
随着车辆运动性能提高需要更为有效的制动效果,外加制动系统成本下降,目前市售乘用车多采用四轮盘式制动方式。
与制动系统相关的其他系统还包括了驻车制动器,电动制动助力器和防抱死系统等等。
制动系统的工作原理可简单视为动能到热能的转换过程。
当使用者踩踏制动踏板时,通过真空助力器将踩踏力度放大,推动制动总泵中的柱塞,将液压油(制动液)从一系列管道推向每个车轮上的制动分泵。
无论是盘式还是鼓式,其最终均是由每个车轮制动端的制动分泵,驱动卡钳或是制动鼓之中活塞所接触的制动衬块(摩擦片/制动蹄),咬合连接车轮的制动盘(推出制动蹄)。
随着制动衬块(摩擦片/制动蹄)逐步增加的摩擦力,最终将车辆向前运动转化为热量。
这些热量也会导致制动衬块的不断磨损,当制动衬块磨损达到一定程度需要及时更换以保证行车安全。
部分车企为了让使用者更为直观了解磨损程度,更在其中制动衬块之中加入金属丝,通过报警提示更换。
汽车出现的上百年之中,伴生而来的制动系统发展从未停歇。
车速的提高与车重的增加,令制动系统的可靠性以及安全性日趋严格起来。
ABS系统结构组成及工作原理
2、ABS系统结构组成及工作原理ABS防抱死制动系统通常由电控单元ECU、液压控制单元(液压调节器)和车轮速度传感器等组成。
一、ABS系统电控单元ECU(一)概述ABS系统电子控制部分可分为电子控制单元(ECU)、ABS模块、ABS计算机等,以下简称ECU。
70年代中期之前,电子控制单元正处于开发阶段,当时的ECU是由运算放大器、晶体管、电阻及电容等分立元件组成的模拟电路构成。
模拟电路存在的问题较多,元件数量多、组织生产难度大、噪声难以控制、零点漂移大,集成度很低的分立式ECU的外形尺寸也很大。
目前的ECU主要是由集成度、运算精度都很高的数字电路组成。
由于ABS装置目前已从高级轿车开始逐步向家庭轿车普及,因此,需要在很短的时间内开发出适合各种车型的ABS装置。
各种新开发的ABS几乎都是采用微型电子控制的ECU。
最初的模拟电路约由1000个电子元件组成,现在的ECU采用专用集成电路,混合集成电路,元件数量缩减到70个左右,大大减少了ECU的重量、体积和成本,提高了可靠性和生产率。
随着生产技术及汽车电路可靠性的提高,从原来的穿体安装结构发展到表面安装结构,体积更小。
(二)ECU的基本结构ECU由以下几个基本电路组成:①车速传感器的输入放大电路。
②运算电路。
③电磁阀控制电路。
④稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。
各电路的联接方式如图1-1~图1-3所示。
图1-1 四传感器二通道系统ECU模块图图1-2 四传感器三通道系统ECU模块图图1-3 四传感器四通道系统ECU模块图1、车速传感器的输入放大电路安装在各车轮上的车速传感器根据轮速输出交流信号,输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。
不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。
每个车轮都装轮速传感器时,需要四个,输入放大电路也就要求有四个。
当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时,只需要三个,输入放大电路也就成了三个。
液压制动系统的工作原理
液压制动系统的工作原理
液压制动系统是一种主要用于车辆制动的装置,它的工作原理主要是通过利用流体压力将制动力转化为机械能来实现制动的目的。
液压制动系统主要由制动踏板、主缸、制动管路、制动器和制动液组成。
当踏板被踩下时,会产生一个压力信号,通过传递给主缸,主缸会将这个压力信号转化为液体压力,并将其传输到制动器。
制动器内部包含了一个由活塞组成的油缸和制动蹄片。
当液体压力通过制动管路传递到制动器,活塞会受到压力的影响向外运动。
同时,制动液会通过油管进入油缸,并使油缸内压力升高。
随着油缸内部压力的增加,制动器的制动蹄片会被迫贴紧制动盘,产生摩擦。
摩擦力会阻碍车轮的旋转,从而使车辆减速或停止。
当踏板释放时,液压制动系统会自动释放压力,并通过弹簧等装置使制动器的蹄片与制动盘分离,从而消除刹车作用。
液压制动系统的工作原理基于流体的传导特性,利用液体的不可压缩性和传递性来实现制动功能。
这种系统具有制动力分配均匀、制动效果稳定等优点,被广泛应用于各种类型的车辆中。
ABS的两种控制方式
“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种.现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS 既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置.“ABS”的控制方式ABS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。
如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节,这种控制方式称为独立控制;如果对两个(或两个以上)车轮的制动压力一同进行调节,则称这种控制方式为一同控制。
在两个车轮的制动压力进行一同控制时,如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节,称这种控制方式为按高选原则一同控制;如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节,则称这种控制方式为按低选原则一同控制.按照控制通道数目的不同,ABS系统分为四通道、三通道、双通道和单通道四种形式,而其布置形式却多种多样。
四通道ABS对应于双制动管路的H型(前后)或X型(对角)两种布置形式,四通道ABS也有两种布置形式.控制装置和ABS警示灯等组成,在不同的ABS系统中,制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同,电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。
在常见的ABS系统中,每个车轮上各安装一个转速传感器,将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。
电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定,并形成相应的控制指令.制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成,电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体,通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。
制动压力调节装置受电子控制装置的控制,对各制动轮缸的制动压力进行调节。
在常见的ABS系统中,每个车轮上各安装一个转速传感器,将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。
汽车防抱死制动系统(ABS)
目录
1. 概述 2. ABS的理论基础 3. ABS的构造与工作原理 4. ABS的控制技术 5. 典型ABS举例
2
防抱死制动系统及其功能
简称:ABS (Antilock Braking System )
车辆制动效果的评价指标
制动距离短:车轮与路面之间的制动力尽可 能大
-侧偏角:车轮滚动方向与 车辆的行驶方向之间的夹角
v-vRcosα Δv
绝对滑移率
Sa
v
vR v
纵向滑移率
v
vRsinα
Sbx
v
vR cos
v
侧向滑移率
Sby
vR
sin
v
13
制动滑移率 与车轮运动状态的关系
S=0
纯滚动
0﹤S﹤1 边滚动边滑动
S=1
纯滑动
结论:滑移率描述了制动过程中车 轮滑移的程度,滑移率值越大,表 明滑移越严重。
14
制动时轮胎与路面之间的制动力系数与滑移率有着密
切的关系,这种函数关系通常用滑移率—制动力系数 特性曲线来描述
制动力系数特性曲线
制动力系数
1.2 fm
A
1 fs
B
0.8
0.6
0.4
0.2
O
Sm
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
了制动过程中车轮滑移的程度,滑移率值 越大,表明滑移越严重。
12
以上讨论的是汽车在直线路面上行驶的情形。当汽车转向或行驶在弯曲
的道路上时,由于惯性等因素的作用,车轮受到侧向力的作用。此时车
轮的滚动方向与汽车的行驶方向不一致,两者之间的夹角称为侧偏角。
汽车制动系统的性能改进与优化
汽车制动系统的性能改进与优化汽车制动系统是车辆行驶中至关重要的安全保障之一。
随着汽车工业的发展和技术的进步,人们对汽车制动系统的性能与安全要求也不断提高。
为满足用户的需求,制动系统的性能改进与优化成为一个重要的研究领域。
本文将从几个方面介绍汽车制动系统的性能改进与优化。
一、制动性能的提升制动性能的提升是汽车制动系统改进的关键目标之一。
主要包括制动力矩的增加和制动效率的提高。
1. 制动力矩的增加制动力矩是制动系统提供制动力的能力,直接影响到汽车的制动性能。
制动力矩的增加可以通过以下几种方式来实现:(1)升级制动器:采用更大口径的制动器、改进制动器材料、增加制动器的数量等方式,提高制动器的制动力矩输出。
(2)提升制动液性能:选择高温抗气泡和抗蒸发性能更好的制动液,提高液压传动性能,增加制动力矩输出。
2. 制动效率的提高制动效率是指在单位时间内达到期望制动力的能力,对于制动系统的灵敏性和控制性能具有重要影响。
制动效率的提高可以通过以下几种方式来实现:(1)加强制动器与制动盘(鼓)的接触面积:增大制动盘(鼓)的直径、改进刹车片形状等方式,增加制动器与制动盘(鼓)的接触面积,提高制动效率。
(2)优化制动器的工作参数:通过调整制动器的压力、制动力分配等参数,使制动系统在各种工况下都能保持较高的制动效率。
二、制动系统的防抱死技术制动系统的防抱死技术是为了防止车轮在制动时出现抱死现象,保持车辆的行驶稳定性和操控性能。
常见的制动系统防抱死技术包括:反馈防抱死系统(ABS)、电子制动力分配系统(EBD)和牵引力控制系统(TCS)等。
1. 反馈防抱死系统(ABS)反馈防抱死系统通过控制制动器的工作压力,实时监测车轮的转速和制动器的工作状态,防止车轮在制动时抱死,提高车辆的制动稳定性和操控性能。
2. 电子制动力分配系统(EBD)电子制动力分配系统根据车辆的负荷情况和车轮的附着力,自动调节制动器的工作力度,使各个车轮的制动力分布更为合理,提高制动系统的整体性能和稳定性。
ABS制动防抱死系统(DBC7.4)
南方第三节 DBC7.4 防抱死制动系统一、 概述DBC 7.4防抱死制动系统的目的是在急刹车时最大程度地减少车轮打滑现象。
其作用原理是监控每一车轮的速度,控制在制动时至各车轮的制动液压力。
这可使驾驶员保持方向稳定性,使车辆的转向能力更佳。
1、ABS系统组成液压控制装置(HCU)液压控制装置(HCU)安装在发动机舱内,在防抱死制动时,调节每一车轮液压回路的制动液。
在正常制动期间,液压控制装置保持或减少每个车轮的制动液压力,无论制动主缸的压力如何。
液压控制装置(HCU)属不可维修零部件,不得拆卸。
发生故障时只能更换。
HCU采用四回路配置,各回路分别为左前、右前、左后和右后轮配备。
HCU还包括一些其它部件,如下所述:泵电机HCU包括一个由电机驱动的再循环泵。
在防抱死制动期间减少压力,将制动液从制动卡钳转入主缸。
防抱死制动系统(ABS)阀ABS阀减少或保持各个车轮回路的制动液压力,共有四个加压阀四个减压阀。
在防抱死制动模式下,每一液压回路中的压力可以通过起动相应的阀门来保持或排气。
正常状态的加压阀是打开的,减压阀是关闭的,以使主缸的压力在正常制动时直接到达制动器。
ABS阀是HCU不可或缺的部分,不能单独维修。
电子控制装置(ECU)ECU的主要功能如下:• 监控轮速传感器的输入。
• 探测车轮滑移倾向。
• 在防抱死模式下控制制动系统。
• 监控系统,保证电气操作正常。
ECU不断检查每一车轮的速度,以确定车轮是否开始滑移。
如果探测到车轮滑移倾向,ECU调节阀门至相应位置,调节某些或所有回路的制动液压力,以防止车轮打滑和提供最优的制动。
ECU继续控制各液压电路内的压力,直到滑移倾向不再出现。
电子制动控制模块还可连续监控ABS的操作是否正常。
如果ECU探测到故障,它可以断开ABS的功能,打开仪表盘内的防抱死系统活动灯(防抱死报警灯)。
ECU同样控制着诊断模式下ABS诊断故障代码的显示。
ECU有以下几个不可维修零部件• ABS阀线圈• 电磁功率继电器• 电机继电器车轮速度传感器和齿圈车轮速度传感器利用一个较小的交流电压将车轮速度信息传送至ECU。
abs系统的工作原理
abs系统的工作原理
ABS (Anti-lock Braking System) 是防抱死制动系统的缩写,其工作原理如下:
1. 传感器:系统通过车轮速度传感器,监测每个车轮的转速。
传感器可安装在每个车轮附近,根据车轮转速的变化来检测是否会出现抱死现象。
2. 控制单元:ABS系统中还有一个控制单元,负责监测传感器提供的数据。
当控制单元检测到有车轮即将抱死时,便会采取相应措施。
3. 制动液压泵:当ABS系统检测到有车轮即将抱死,控制单元会通过电子信号控制制动液压泵的工作。
制动液压泵可以瞬间增加或减少制动压力。
4. 制动压力调节器:制动压力调节器会根据控制单元的指令,增加或减少制动系统的压力。
这样就可以避免制动力过大或者不足,保持车轮不会抱死。
5. 控制制动力量:通过以上控制手段,ABS系统能够在车轮即将抱死时调整制动力量,使车轮保持旋转,提供最佳的制动效果。
总之,ABS系统通过监测车轮速度,并通过控制制动液压泵和制动压力调节器来实现对制动力量的调节,从而避免车轮抱死,提高制动效果和操控性能。
浅谈汽车防抱死制动系统
引言汽车防抱死制动系统是汽车在任何路面上进行较大制动力制动时,防止车轮完全抱死的系统,是具有良好制动效果的制动装置。
这种系统利用电子电路自动控制车轮制动力,可以充分发挥制动器的效能,提高制动减速度和缩短制动距离,并有效地提高车辆制动的稳定性,防止车辆侧滑和甩尾,减少车祸,因此被认为是当前提高汽车行驶安全性的有效措施之一。
ABS装置最早是应用于飞机、铁路机车,而在汽车上应用较晚。
1948年美国的Westinghouse Air Brake公司开发了铁路机车专用的ABS装置。
该装置利用安装在车轴上的转速传感器测出车轴的减速度(用飞轮控制检测开关),然后使电磁阀动作控制制动气压,防止车轴磨损。
从20世纪50年代后半期到1960年,Good Year公司和Hydro Aire公司分别开发出ABS装置。
这种装置是根据车轮的减速情况,阶段性地控制液压,并采用了初期的电子计算机,使ABS的性能得到了很大的改善。
现在许多ABS系统只备有车轮转速传感器(也称轮速传感器),只用这种信号进行控制,很难确保不同车辆的ABS性能。
为了补偿控制功能的下降,在车辆上增加了检测前后轮或横向减速度的G传感器(减速度传感器)改善了发动机带速升高功能。
梯维斯(ATE)防抱死制动系统的动力源是电动泵,内装执行元件。
该动力源被应用在油压增压器中,形成动力源、油压增压器、制动主缸、电磁阀为一体的集中系统。
ABS系统已从高级轿车向中低档轿车普及。
可以预计,今后最新的控制技术是提高传感器技术的性能,增加新功能,普及型ABS则尽量向确保必要功能、简化结构以降低成本的方向发展。
今后的汽车通过信息收集处理,在安全性、经济性诸方面,可向驾驶员提供尽量多的信息和最佳的适应方法,在这方面,ABS系统担负着重要的使命。
ABS的实训台架设计其目的是使学习者从理性认识到感性认识,更加直观的了解ABS制动系统的工作状况。
本文研究的主要目的就是通过在实验室(ABS)实训台架上操作,观察(ABS)防抱死系统的工作情况,及该系统如何对汽车制动滑移s进行最佳控制,实现制动车轮的防抱死和对防抱死系统工作性能,以及观察(ABS)防抱死系统各种故障现象,并对其各种故障现象进行分析判断、检测、排除。
abs汽车防抱死控制器
ABS控制器软件主要采用逻辑门电路、计数器、比较器等数字逻辑电路实现控制算法。
ABS控制器的软件编程通常采用嵌入式C语言或汇编语言实现,以满足实时性和可靠性的要求。
软件编程
软件算法
传感器
ABS控制器使用的传感器主要包括车轮转速传感器和制动压力传感器,用于监测车轮转速和制动压力。
控制信号
ABS控制器根据传感器采集的数据判断车轮是否处于抱死状态,并发出相应的控制信号调节制动压力,以防止车轮抱死。
abs汽车防抱死控制器
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ABS汽车防抱死控制器简介ABS汽车防抱死控制器的技术细节ABS汽车防抱死控制器的应用场景与优势
目录
ABS汽车防抱死控制器的挑战与解决方案ABS汽车防抱死控制器的未来趋势与展望ABS汽车防抱死控制器实例分析
01
CHAPTER
ABS汽车防抱死控制器简介
定义
ABS汽车防抱死控制器在工业车辆中的应用可以提高作业的效率和平稳性,特别是在复杂和恶劣的作业环境下。
在紧急制动情况下,ABS汽车防抱死控制器能够提供稳定的刹车力,缩短制动距离,有效避免碰撞和减轻事故损失。
当飞机在湿滑的跑道上着陆时,ABS汽车防抱死控制器可以确保稳定的刹车力,防止飞机抱死,提高着陆安全性。
更高的精度和效率
未来ABS汽车防抱死控制器将更加智能化和自适应控制,能够根据车辆和路况的不同情况进行实时调整和优化,提高制动性能和防抱死效果。
智能化和自适应控制
为了提高车辆性能和燃油经济性,ABS汽车防抱死控制器将更加集成化和轻量化设计,减少部件数量和重量,提高其可靠性和耐用性。
集成化和轻量化设计
01
02
03
飞机起落架ABS系统概述
简述制动系统的分类及工作原理
简述制动系统的分类及工作原理
制动系统是汽车的重要组成部分,它的主要功能是在驾驶员操作下使汽车减速或停止。
根据不同的工作原理和结构,制动系统可以分为以下几类:
1. 机械式制动系统:这是最早的制动系统形式,主要由制动踏板、制动鼓、制动片等组成。
当驾驶员踩下制动踏板时,通过机械传动将力量传递到制动鼓上,使制动片与制动鼓摩擦,从而产生制动力。
2. 液压式制动系统:这种制动系统的工作原理是利用液体的压力传递。
当驾驶员踩下制动踏板时,液压泵将液体压入制动缸,推动活塞移动,使制动片与制动鼓接触并产生制动力。
3. 气压式制动系统:这种制动系统的工作原理与液压式制动系统类似,只不过它是利用气体的压力来传递力量。
当驾驶员踩下制动踏板时,气压泵将气体压入制动缸,推动活塞移动,使制动片与制动鼓接触并产生制动力。
4. 电子式制动系统:这种制动系统的工作原理是通过电子技术来实现。
当驾驶员踩下制动踏板时,传感器会检测到这一动作,并将信号传递给控制器。
控制器会根据需要调整制动力的大小和分配,从而实现更加精确和安全的制动。
以上就是制动系统的分类及工作原理的简述。
不同类型的制动系统有各自的特点和优势,但无论哪种类型的制动系统,其最终目的都是为了保证汽车的安全行驶。
ABS系统电控单元
(2)计算电路
计算电路的功用是:根据轮速传感器 信号,计算出车轮瞬时速度而后求知加 (减)速度、初始速度、参考车速及滑 移率。最后根据车轮加(减)速度和滑 移率形成相应的控制指令,向电磁阀控 制电路输出制动压力增大、保持、减小 的控制信号。
计算电路由两个完全相同的微处理器组成:
其主要目的是:两个微处理器计算结果相同时, 输出指令ABS工作。计算结果不同时,关闭ABS, 防止出现错误控制。
1、电子控制单元的功用
接收轮速传感器及其它开关信号,并进行放大、 整形、计算、比较,按照特定的控制逻辑,分析、 判断后输出指令,控制制动压力调节器执行制动 压力调节任务。
2、ABS ECU的组成
目前,尽管各车用ABS ECU内部控制程序、 参数不同,但一般均由以下几个基本电路组成。
输入电路 计算电路 输出电路 安全保护电路
3.制动防抱死控制过程 (1)车速超过8Km/h ,需要制动踩下踏制动 踏板时,制动开关闭合 ,蓄电池电压送至ECU 端子25,ECU获知汽车 进入制动状态。ECU将 根据各轮速传感器输入 的电压信号对车轮运动 状态进行监测。
(2)制动中,各车轮 滑移率均小于20%时, ECU端子2、35、18均 开路,每个电磁阀线圈 中均无电流通过,各制 动分泵制动液压力将随 制动总泵输出制动液压 力的变化而变化-增压。 。
输出电磁阀 输出电磁阀通常切断制动轮泵和阻尼器
间的油路,ABS控制减压模式时打开油路让轮 泵里的油压通过阻尼器回到制动总泵。
一、液压控制单元
高压蓄能器 储存高压制动液。 储液器又起缓冲的作用,通过容器内的油液
储存吸收电动泵工作时的油压变化,减少ABS工 作时的踏板震动感。
储液器出口处的吼管起减少液体流动时产生 的噪音作用。
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2017年(第39卷)第7期汽车工程Automotive Engineering2017(V〇1.39)N〇.7doi:10.1956^^j.chinasae.qcgc.2017.07.007集成式电子液压制动系统防抱死制动控制$刘天洋,余卓平,熊璐,韩伟,王婧佳(同济大学汽车学院,上海201804)[摘要]基于一种新型集成式电子液压制动系统,利用优化后液压控制单元中仅有的4个电磁阀开发了两种防抱死制动系统的控制策略:安全优先式控制和主缸定频调压式控制。
搭建了硬件在环仿真平台,利用集成式电子液压制动系统硬件,以L ab V IE W作为通信平台,进行M ATLAB/S im ulin k和C arS im的联合仿真。
结果表明,所设计的两种防抱死制动系统均可满足防抱死制动的功能要求。
其中主缸定频调压式控制在缩短制动距离、与电子稳定系统结合方面均优于安全优先式控制。
关键词:集成式电子液压制动系统;防抱死制动系统;硬件在环仿真Anti-lock Braking Control for Integrated Electro-hydraulic Braking SystemLiu Tianyang,Yu Zhuoping,Xiong Lu,Han Wei &Wang JingjiaSchool of Automotive Studies,Tongji University,Shanghai201804[Abstract]T w o co n tro l stra te g ie s fo r a n ti-lo c k b r a k in g sy stem(A B S),sa fety p re fe r e n c e c o n tro l a n d m a ster c y lin d e r c o n sta n t-fre q u e n c y p re ssu re re g u la tio n c o n tr o l,a re d e v e lo p e d b a se d on a n o v e l in te g ra te d e le c tr o-h y d r a u lic b r a k in g sy stem(I-E H B)a n d u tiliz in g fo u r so le n o id v a lv e s in o p tim ize d h y d ra u lic co n tro l u n it.A h a rd w a re-in-th e-lo o p sim u la tio n p la tfo rm is c o n stru c te d a n d u tiliz in g I-E H B h a rd w a re w ith L a b V IE W a s co m m u n ic a tio n p la tfo r m, a c o-s im u la tio n w ith M A T L A B/S im u lin k a n d C a rS im a n d is c o n d u c te d.T h e re su lts sh ow th at tw o A B S d e s ig n e d both m e e t its fu n c tio n a l r e q u ir e m e n ts,in w h ic h m a ster c y lin d e r c o n sta n t-fre q u e n c y p re s su re re g u la tio n co n tro l is su p e rio rto sa fety p re fe r e n c e co n tro l in sh o rte n in g b r a k in g d is ta n c e a n d co m b in a tio n w ith e le c tr o n ic sta b ility c o n tro l.Keywords:integrated electro-hydraulic braking system;ABS;hardware-in-the-loop simulation刖言随着新能源汽车,尤其是电动汽车的推广与普及和车载传感器与控制器技术的发展与完善,汽车对于制动系统的要求也不同以往一为满足电动汽车最大化回收制动能量的需求,除将电源反接由电机拖滞制动提供一部分制动力矩外,还需要另外一种制动力可调节的系统来满足剩余的制动力需求;此外,对于汽车智能化来讲,若能使用电子信号精确控制制动系统作用,即可为自动紧急制动和自适应巡航控制等功能提供更多可能性。
因此,电子液压制动系统(e le c tr o-h y d r a u lic b r a k in g s y s te m,E H B)便应运而生,并逐渐受到汽车零部件供应商和科研院所的重视。
不同于目前应用较多的栗式电子液压制动系统(p u m p-e le c tr o-h y d r a u lic b r a k in g s y s te m,P-E H B),集成式电子液压制动系统(in te g r a te d-e le c tr o-h yd r a u lic b r a k in g s y s t e m,I-E H B) 的主动建压装置与制动主缸集成在一起,电动机的旋转运动通过减速机构直接转化为驱动主缸建压的直线运动,减小了系统的体积、质量,也节省了成本[1]。
例如大陆公司在2013年推出的I-E H B系统M K C1,不仅实现了制动踏板与制动主缸的完全解耦,且拥有体积和质量优势[2]。
防抱死制动系统(a n ti-lo c k b r a k in g s y s te m,*国家自然科学基金(51475333)资助。
原稿收到日期为2016年8月22日,修改稿收到日期为2016年9月22日通信作者:熊璐,教授,E-m ail:xionglu.gm@ 。
• 768 •汽车工程2017年(第39卷)第7期A B S)是汽车纵向动力学控制的研究内容之一。
该系统可阻止车轮在制动力矩较大时出现抱死现象,同时现代的A B S系统还具有将车轮在制动时的滑移率保持在最优值附近的功能。
所以,在A B S系统起作用时,驾驶员不会由于前轮抱死而失去对车辆转向的控制,而且汽车制动距离会比车轮抱死时小[3]。
最常见的A B S控制策略是逻辑门限值法[4]。
这种方法基于轮速传感器检测到的车轮加减速度值与预设的控制阀值进行比较,根据预设算法,控制增减压电磁阀的开闭,从而控制制动轮缸增压、减压或是保压,使车轮免于抱死[5]。
还有一些学者考虑到路面附着系数、车辆制动初速度等因素,进一步探究了基于逻辑的A B S控制策略[6]。
统,经过硬件在环仿真试验,验证了该系统通过电机的正反转可轻松地增高或降低系统的液压力,响应速度快,控制精确;且目前该方案已通过自适应P I D、滑模变结构和摩擦颤振补偿等方法对主缸液压力进行精确控制,误差在2%以内。
因此进一步对结构进行优化,重新设计液压控制单元(h y d ra u lic c o ntrol u n i t,H C U) ,将防抱死制动系统原本需要的 8 个电磁阀缩减至4个,每个制动轮缸对应一个电磁阀,实现对轮缸液压力的控制。
本文中基于优化后只有4个电磁阀的新型H C U,提出了两种A B S控制策略:安全优先式控制和主缸定频调压式控制,并在硬件在环仿真试验台上验证了两种控制策略的可行性,最后对试验结果进行了分析对比,为未来改进提出了建议。
近年来,对于A B S控制策略的研究仍然是一个活跃领域,很多学者尝试并提出了基于车轮滑移率的防抱死控制方法:比如P I D控制[7]、滑膜变结构控制[8]和神经网络与模糊控制[9-|0]等。
文献[11]中针对前期提出了的一种I-E H B系1I-EHB系统结构及工作原理本文中所采用的I-E H B系统的方案简图如图1 所示。
图1 I-E H B系统方案简图当系统正常工作时,驾驶员踩下制动踏板7,踏板位移传感器8将踏板位移转化为电信号输人电子控制单元(E C U)1,由E C U计算得出驾驶员所需制动力矩。
E C U输出信号传送到D C/A C,控制电机 4 通电运转,经蜗轮蜗杆减速机构5减速后转变为推动主缸推杆的直线运动,从而产生制动液压力。
与此同时,电磁阀29上电关闭,制动踏板的位移推动次级主缸9中的制动液进人踏板感觉模拟器14模拟踏板感觉;电磁阀28上电开启,通过解耦缸11实现制动踏板7与制动主缸12运动解耦,由电机控制制动主缸产生的液压力。
当故障诊断系统诊断出故障信息,电控单元立刻令整个系统断电。
电磁阀29和27断电后,次级主缸内的制动液在制动踏板踩下时直接回流到储液2017(V〇1.39)N〇.7刘天洋,等:集成式电子液压制动系统防抱死制动控制• 769 •罐;电磁阀28断电后,切断了解耦缸与储液罐的液压通路。
当驾驶员继续踩下制动踏板,次级主缸活塞会与推杆接触,加上解耦缸内制动液的刚性,制动踏板的运动直接传递到主缸推杆上实现建压制动,由传统液压制动方式实现应急制动功能。
I-E H B系统实物图如图2所示。
图2 I-E H B系统实物图在搭建I-E H B系统样机时主要考虑了电机选型、减速机构设计和一体化壳体设计等方面,其中以电机选型最为关键一电机是该系统的主动力源,其性能的优劣直接关系到制动响应和效果。
本系统选用了日本N i d e c公司额定转矩为 5. 5N•m的电机,其控制精度高、动态性好、体积小,但成本较高,控制复杂。
在减速机构方面,本系统采用蜗轮蜗杆减速机构,并通过有限元仿真对结构进行了改进,减少了模数并进行大变位,从而降低了体积和质量。
液压力传感器选用上海奇士乐公司的K e lle r P A-21Y型传感器。
2 ABS控制器设计作为一个被控对象,I-E H B系统非线性较强,并没有较为合适的线性系统可将其近似拟合等效,从而制定相应的控制算法。
同时由于I-E H B系统涉及电气、机械、液压,其复杂性决定了难以对其建立准确的系统模型应用非线性控制方法[1]。
因此,对I-E H B系统使用基于模型的控制方法实现轮缸液压力精确控制难度较大。
在设计A B S控制器时,首先考虑应用较广泛的逻辑门限值法。
车辆在湿滑路面或发生紧急情况制动时,车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而抱死:若后轮发生抱死,车辆容易发生侧滑失控;若前轮发生抱死,会导致车辆丧失转向能力,从而难以改变行驶方向—这两种情况均极为危险。