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《汽车系统动力学配套教学课件第2版喻凡 第6章 纵向动力学控制系统.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第六章纵向动力学控制系统第一节防抱死制动控制第二节驱动力控制系统第三节车辆稳定性控制系统□□□第一节防抱死制动控制一概述图6-1所示为车辆在制动行驶时,地面作用于车轮的制动力Fxb和侧向力Fy随车轮制动滑移率sb的变化关系。可以看出,侧向力随滑移率的增加而下降,当滑移率为1时降至为0;而制动力开始随滑移率的增加而迅速增加,当滑移率增至某值sopt时,则随滑移率的增加而逐渐减小。可见,车轮完全抱死拖滑时,不仅制动力减小,制动强度降低,而且车轮侧向附着力也大大减小。如果当前轮抱死滑移时,车辆丧失转向能力;而后轮抱死滑移则属于不稳定工况,易引起车辆急速甩尾的危险。防抱死制动系统(ABS)可通
2、过调节车轮制动压力保证制动过程中的最佳滑移率,以在获得良好侧向力的同时获得较高的制动强度。一概述图6-1制动力Fxb和侧向力Fy随滑移率sb的变化第一节防抱死制动控制第一节防抱死制动控制二控制目标由图6-1所示的制动力与滑移率关系曲线可知,制动力通常在滑移率为某一特定值附近达到最大值,因而将该滑移率值认为是最佳滑移率,并作为ABS的控制目标。但由于车轮的滑移率通常不易直接测得,因此必须采用其他参数作为ABS的控制目标参数。由图6-2所示的制动车轮受力情况,根据力矩平衡方程,可得出车轮制动器制动力矩Mb为:Mb=μFz,wrd-Iw(6-1)二控制目标图6-2制动车轮受力情况第一节防抱死
3、制动控制第一节防抱死制动控制二控制目标由式(6-1)可见,制动过程中,当超出地面最大附着极限时,地面制动力μFz,w和地面制动力矩μFz,wrd将会降低;而当Mb保持恒定时,势必导致车轮角加速度的减少,即增加了车轮角减速度。由于地面提供的制动力矩μFz,wrd比车轮惯性力矩Iw大得多,当地面附着系数μ发生微小变化时,将会引起车轮角速度的显著变化。因此,车轮的角减速度可作为一个主要的ABS控制目标参数。电子控制的防抱死装置通常采用轮速传感器测量车轮转速信号,通过车轮转速信号的微分来获得车轮的角减速度。但若要准确地控制制动强度,还需更多地控制目标参数。二控制目标图6-3轮胎附着率传感器工作
4、原理第一节防抱死制动控制第一节防抱死制动控制三控制过程理论上讲,ABS控制车轮角减速度的过程基本上相同,也就是调整驾驶人施加的过高制动压力,将车轮角减速度控制在要求的上下限之间。但不同类型的ABS保证最佳制动效果和抵抗外界干扰的方法不尽相同。下面以一典型的ABS为例,结合图6-4分析说明系统在一个循环周期不同时间段内的控制过程。第1段:首先,由于驾驶人的作用使制动器管路压力增加,车轮线速度变化比车速变化更快。第2段:当车轮角加速度达到或小于某一门限值(-a)时,附着力接近最大值,制动压力保持在当前值不变。第3段:若车轮转速小于滑移率门限值sb1对应的值时,减小制动压力。第一节防抱死制动
5、控制三控制过程第4段:若车轮角加速度再次达到门限值(-a)时,重新进入保压状态。第5段:尽管此时制动压力保持稳定,但车轮因惯性作用会进一步加速转动。若车轮角加速度越过门限值(+A),则再次升高制动压力。第6段:保持制动系统压力,使车轮角加速度在(+A)~(-a)之间,然后慢慢增压,直至车轮角加速度再次达到门限值(-a)。第7段:本次循环以直接减压结束,然后进入下一个循环。三控制过程图6-4博世公司开发的ABS的控制过程第一节防抱死制动控制第一节防抱死制动控制四控制策略1.单轮控制要使车辆实现最大的制动强度,首先需保证每个车轮都能够最大程度地利用可用的附着系数。要使每个车轮的独立控制策略
6、均可实现这一目标,每个车轮都要有一套传感器用于信号测量及其参数计算,都有各自的制动管路以实现对每个车轮制动压力的独立控制,从而与其他车轮的工作情况无关。2.低选控制所谓低选控制是对同一车轴两侧车轮同时施加制动压力控制,大小由附着系数低的那侧车轮来决定。这种控制策略可通过安装于每个车轮上的传感器或安装于差速器驱动齿轮上的传感器信息来实现。第一节防抱死制动控制四控制策略3.高选控制高选控制是由高附着系数路面上的那侧车轮来决定车桥两侧车轮的制动压力,因此每个车轮上均需分别安装传感器。与低选控制相比,高选控制可获得更高的制动强度。然而,低附着路面上的那个车轮可能会抱死,因而导致车辆丧失转向能力
7、。由于作用于两侧的制动力不等,还会产生横摆力矩。但因高选控制能获得较高的制动强度,这种控制方式通常用于前轴车轮的制动控制。根据上述这些不同的制动力控制原则,若应用于普通的两轴四轮车辆上,可有多种不同的组合形式。表6-1给出了几种形式的比较,其中包括采用传感器及控制管路四控制策略表6-1对于两轴四轮车辆ABS控制策略的不同组合形式及特点比较第一节防抱死制动控制四控制策略表6-1对于两轴四轮车辆ABS控制策略的不同组合形式及特点比较第一节防抱死制动
