圖解:ABS防抱死制動系統的控制原理

2020-12-16 百家號

目前絕大多數ABS都採用「邏輯門限值控制方法」。在這種方法中,通常是將車輪加速度或減速度作為主要控制參數,而將車輪的滑移率作為輔助控制參數。圖4-78所示為汽車在高附著係數路面上ABS控制過程中的一個控制周期。

車輪加、減速度可由電子控制單元ECU根據輪速傳感器輸入的信號經過計算確定,因為實際車速不易測量,所以可設定一個參考車速vref,當制動開始時,若測得角減速度達到設定的角減速度控制門限值時,取此刻車輪速度作為初始參考車速vref0,所以此後的參考車速vref便可由vref=vref0—jt確定,即可確定任一時間的參考車速,再根據滑移率公式定出參考滑移率,將參考滑移率與設定滑移率下限門限值進行比較,便可將滑移率控制在20%附近。

圖4-78 ABS的控制過程

制動開始階段,隨制動壓力p的上升,車輪角減速度增大達到設定門限值—a(第1階段),但為了避免車輪在穩定區域滑移率範圍內,進入防抱死制動壓力減小階段,需要對車輪的參考滑移率與設定的滑移率下限門限值作比較。

若參考滑移率小於設定的下限門限值s1時,說明車輪的滑移率偏小,需再進行一段壓力保持階段(第2階段),使車輪充分地制動,直到車輪的參考滑移率大於s1。

若參考滑移率大於設定的滑移率下限門限值s1時,說明車輪制動已進入不穩定區域,需要減小制動壓力,使參考滑移率減小,使其回到穩定區域,制動過程進入第3階段。

由於制動壓力減小,車輪在慣性作用下加速,當車輪的角減速度小於角減速度門限值時,制動壓力不再減小,需保持一段時間(第4階段)。此後由於汽車慣性作用,車輪仍在加速,會出現下列情況:

①如果在設定的壓力「保持」不變時間內,車輪的加速度未能超過第一加速度+a,電子控制單元ECU則判定路面情況為低附著係數,此時的控制過程將按低附著係數路面上的控制過程進行。如果車輪的加速度超過第一個加速度+a,則繼續「保持」制動壓力。

②如果因路面附著係數突然增大而使車輪加速度超過第二個加速度控制門限值+A時,應使制動壓力再次進入「增大」階段(第5階段),使車輪加速度下降直至低於+A,而後又進入制動壓力保持階段(第6階段),直至車輪加速度又回落到+a以下,表明車輪制動回復到穩定區域,只是制動力稍有不足。

③當車輪制動恢復到穩定區域後,為了使制動車輪在更長的時限內處於穩定區域且靠近滑移率20%附近,利用制動壓力調節器對制動壓力進行「增大」和「保持」的快速轉換(進入第7階段),使制動輪缸的制動壓力以較低的升高率增大,直到車輪的角速度再次低於控制門限值—a後,又開始進入制動壓力減小階段(第8階段),此時不再考慮滑移率是否超過控制門限s1,從而進入下一個防抱死制動壓力調節循環。

ABS控制制動壓力由於保壓、減壓、增壓是在瞬間完成的,所以制動壓力調節循環頻率可達3~20Hz。

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