系统控制原理.pptx

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1、在制动过程中轮胎经常会受到侧向力而发生侧偏移和侧滑移现象 如在转弯制动的情况下，前轮先抱死时，则汽车的侧向力减小，车轮失去转向能力，汽车将沿轨迹的切向方向抛出，使汽车失控。当后轮抱死时，汽车将产生较大的侧摆力矩导致汽车失稳。在制动状态下要想同时得到最短制动距离和制动稳定性ABS系统可以实现这一目的。第1页/共17页3.ABS系统控制的逻辑门限值方法的基本原系统控制的逻辑门限值方法的基本原理理 将汽车车轮的减速度（或角减速度）和加速度（或角加速度）作为主要控制门限,将汽车车轮的滑移率作为辅助控制门限。仅以固定的滑移率门限作为防抱死控制门限,难以保证在各种路面情况下都能获得最佳的控制效果、如果将车

2、轮的加、减速度控制门限和滑移率控制门限值结和起来就有助于对路面情况的识别,提高系统的自适应控制能力。第2页/共17页 在制动的初始,随着制动压力上升,车轮产生制动减速度当车轮达到某一减速度值时（即A点）说明车轮有抱死倾向，车轮状态已处于不稳定的区域,此时电控单元命令释放行压力。车轮由于惯性大及机械系统滞后仍有一段制动减速度下降,随后制动减速度上升,最终产生车轮角加速度。车轮已恢复到稳定的车轮特性区域内,如继续进行制动压力释放.会导致车轮制动力丧失。而当车轮达到稳定区域时希望汽车尽可能多地停留在这一区域内,这样制动力和侧向力都较大。所以当车轮运动状态达到一定加速度门限值,保压.这时车轮由于惯性的

3、原因加速度会继续上升一段时间然后呈下降的趋势，维持保压,车轮减速度比较小,达不到峰值附着力系数。因此当加速度下降到某一门限时,制动压力要重新开始增加,以使制动状态能长时间地停留在稳定区域内.为此采用交替式的增压保任，获得不同的压力增加速率得到最忧的制动效果。第3页/共17页控制方法 ABS系统的控制效果主要取决于系统所采用的控制方法和控制通道.下面以博世公司研制的ABS系统为例，双说明采用逻辑门限值控制方法进行制动防抱死的控制过程。设定系统的角加速度控制门限值为十a,角减速度控制门限值为一a;滑移率控制下门限值为 Sl,渭移率控制上门限值为 S2。第4页/共17页1.在高附着力系数路面上的防抱

4、死控制过程 在制动初期如果测得车轮的角速度低于角减速度控制门限值一a时,取此刻的车轮速度作为汽车的初始参考车速VREFO.然后汽车参考车速VREF可依据汽车各个车轮的减速度J由关系式VREF VREFO JT确定并可由此计算出车轮在任一时刻的参考滑移率.第5页/共17页高附着力系数路面的防抱死控制过程如图所示 第6页/共17页1.控制过程第一阶段:制动初始阶段，制动压力p增大，车轮的角减速度也增大，直至车轮的角减速度达到设定的角减速度控制门限一a.2.控制过程第二阶段（制动压力保持阶段）:为避免车轮在处于稳定区域的滑移率范围内时，进入防抱死制动压力减小阶段，需对车轮的参考滑移率与设定的滑移率控

5、制下门限值S1进行比较。如果车轮的参考滑移率小于控制下门限值S1，说明车轮的滑移率偏小,保压.第7页/共17页3.控制过程第三阶段（制动压力减小阶段）:当车轮的参考滑移率大于滑移率控制下门限值S1时，说明车轮已进入不稳定区域，制动压力减小.4.控制过程第四阶段（制动压力保持阶段）:由于车轮的制动压力减小，车轮在整个汽车的惯性作用下，开始加速，当车轮的角减速度小于设定的角减速度控制门限值一a时,制动压力保持.第8页/共17页5.控制过程第五阶段 由于整个汽车的惯性作用，车轮仍继续加速，角减速度由负值增加到正值，直到超过设定的角加速度控制门限值十a。为了适应可能出现的高附着力系数突然增加的情况，可

6、以设定第二角加速度控制门限值十Ak。在给定的压力保持时间内，如果车轮的角加速度不能超过第一次设定的控制门限值十a，则判定路面情况为低附着力系数路面，以后的控制过程将按在低附着力系数路面上的控制过程进行；第9页/共17页 如果车轮的角加速度超过了第一控制门限值十a，则继续进行保压，此时可能会出现两种情况，一是车轮的角加速度再次低于控制门限值十a，说明车轮已恢复到稳定区域；二是因附着力系数突然增大，而使车轮的角加速度超过设定的第二角加速度控制门限值十Ak。为适应附着力系数的增大，使制动压力再次增大.第10页/共17页6.控制过程第六阶段 到车轮的角加速度低于控制门限值十Ak，然后进入第六阶段（制动

7、压力保持阶段），使汽车车轮又恢复到稳定区域。7.控制过程第七阶段 当车轮恢复到稳定区域后，为使车轮在更长的时间内处于稳定区域，对制动压力进行增大和保持的快速转换阶段；使制动轮缸的制动压力以较低的速率增加，电磁阀以增压保压的方式不断进行切换.第11页/共17页8.控制过程第八阶段 到车轮的角减速度再次低于控制门限值一a后，开始进入制动压力减小阶段；此时不再考虑参考滑移率是否超过控制门限值Sl，从而进入下一循环的防抱死制动控制，完成了一个防抱死控制循环过程。第12页/共17页 2在低附着力系数路面上的防抱死控制过程 低附着力系数路面上的防抱死控制过程如下图所示。第13页/共17页 其防抱死制动控制

8、过程的第一和第二阶段与在高附着力系数路面上的控制过程相同。在进入第三阶段后，在给定的保压时间内，由于路面的附着力系数比较低，车轮加速会很慢，造成车轮的速度恢复得比较慢，无法达到加速度控制门限值十a，电子控制单元由此判定汽车处于低附着力系数路面，为了使系统稳定，电子控制单元将控制制动压力调节单元以较低的减压梯度进行减压，直到车轮的角加速度超过设定的控制门限值十a，此后就进入第四阶段，进行制动压力保持.第14页/共17页 保压阶段持续到车轮的角加速度再次低于角加速度控制门限值十a以后，进入第五段，以较低的压力升高率使制动压力增大；直到车轮的角减速度低于角减速度控制门限值一a后，开始进入下一循环的防抱死制动控制。第15页/共17页 高、低附着力系数路面的识别，关键在于判断在保压阶段所给的时间段内车轮角加速度是否能达到控制门限值十a，电子控制单元根据识别得出的路面状况，施加不同的防抱死控制逻辑。第16页/共17页