(强烈推荐)浅谈防抱死系统 - 毕业论文设计(4)

2019-01-26 14:48

图2

2.3.4制动压力增大阶段

随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速,当电控单元根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势以已经完全消除时,电控单元就使右前进液和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵送制动液,由制动主缸输出的制动液和电动泵泵送的制动液都经过处于开启状态的右前进液电磁阀进入右前制动轮缸,使右前制动轮缸的压力迅速增大,右前轮又开始减速运动,如图3所示。

图3

ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复的经历保持-减小-增大过程,而将趋于抱死车轮的滑移率控制在峰值附着力系数滑移率的范围内,直至汽车速度减小到很低或者制动主缸的输出压力不再使车轮趋于抱死时为止,一般制动压力调节循环的频率可达3~20Hz。在四通道ABS系统中对应于每个制动轮缸各有一对进液和出液电磁阀,可由电控单元分别进行控制。因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立的调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

虽然各种ABS系统的结构形式和工作过程并不完全相同,但都是通过对趋于抱死的车轮的制动压力进行自适应循环调节,来防止被控制车轮发生抱死现象。而且各种ABS在以下几方面都是相同的。

(1)ABS只是在汽车的速度超过一定数值后(如10kmh),才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。当汽车速度被制动降低到该数值时,ABS就会自动地中止防抱死制动压力的调节,此后装备有ABS系统的汽车的制动过程与常规制动系统的制动过程相同,车轮仍然可能被制动抱死。这是因为当汽车速度很低时,车轮被制动抱死对汽车制动性能的影响已经很小,而且要使汽车尽快制动停车,就必须使车轮制动抱死。

(2)在制动过程中,只有当被控制车轮趋于抱死时,ABS系统才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱死调节,在被控制车轮还没有趋于抱死时,制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。

(3)所有ABS系统都有自诊断功能,能够对系统的工作情况进行监控,一旦发现存在影响系统正常工作的故障时,会自动关闭ABS系统,并点亮ABS报警灯,向驾驶员发出警示信号,汽车的制动系统仍然可以像常规制动系统一样进行制动。

2.5 汽车防抱死系统的控制原理

现在轿车上所普及的ABS基本上都是电液一体式控制的。也就是把机械的感应装置,控制装置全部变成了电子来控制。总的原理就是通过车轮转速传感器来检测车轮的运转情况,然后把车轮转速传感器测得的转速信号通过放大以后传递给ECU车载电脑(有些车的ABS电脑是跟发动机管理电脑等集成在一起的)。然后电脑通过传感器测得的数据判断车轮是否抱死,如果车轮运转不正常(有可能抱死或已经抱死)那么电脑会立即发出指令给电磁阀,让电磁阀处于减压状态,从而达到降低制动力的目的,直到抱死解除,如果此时驾驶员仍然在大力刹车,那么ABS解除控制后车轮又会回到抱死状态,那么ABS再次接入知道抱死再次解除。这就是为什么我们在驾驶ABS车大力制动的时候刹车踏板会产生强烈的抖动,这就是ABS的三位电磁阀在工作,液压油路时而增压时而减压,所以造成刹车踏板的脉冲抖动现象。

通过电子设备接入以后ABS的控制能够更加精确,而且更加主动。不过即便是电子控制的ABS根据其配置的不同种类也有很多。首先从硬件配置来说主要分为: 1通道1传感器式 ,2通道2传感器式,3通道3传感器式 ,4通道4传感器式等四种。

对于第一种方式,可以说是最早最原始的ABS的控制方式。同样是实现上文说的电脑控制一切,但无论是信息获取渠道(传感器)还是控制渠道(通道数)都只有一条。前文介绍过,对于制动来说最危险的是后轮先抱死的情况。而对于汽车的紧急制动特别是在湿滑路面上的紧急制动,后轮又是最容易抱死的。如果后轮比前轮先抱死,而此时驾驶者又有转向意图的话,整个车会产生侧滑甩尾的危险。所以对于单通道的ABS来说当然要优先后轮来防抱死。所以这种ABS的传感器装在后差速器上,它用来感知后轮的抱死情况;而电磁阀装在后制动液压管上,用来解除抱死危机。

由于只有一个传感器和一个电磁阀来控制后轮的制动力,所以电脑只能针对后轮整体抱死情况来处理危机。如果左右两个后轮所处的路面摩擦系数不一致的话,那么这种系统就很难做到自动调节左右车轮的制动力大小。

对于2通道2传感器的ABS来说情况会好一些。不过这种硬件配置可以分成两种解决方案。第一种解决方案是把两个传感器和两个通道分别分配给前轮和后轮,这样只能防止前轮的整体抱死又能防止后轮的整体抱死,不过对于左右两侧车轮行驶在不同摩擦系数路面上的情况则无能为力;另一种则是针对X配管方式的设置。所谓X配管就是让制动液压成对角线分配。也就是说从制动总泵出来的液压50%分配给左前轮和右后轮,另外50%则分配给右前轮和左后轮。而仅有的两个通道则装配在左右车轮的总管上。所以这种ABS能够在硬件条件有限的情况下部分解决前后车轮抱死和左右车轮抱死的情况。

不过对于3通道3传感器的硬件配备来说情况会好很多,这种ABS在前轮使用两个通道和两个传感器,在后轮使用一个通道和一个传感器(后轮的控制跟单通道单传感器的设计一样),所以它除了可以自动分配前后总体制动力,还能独立调节前轮的制动力。不过这还不是最完美的ABS。最完美的ABS是目前最为广泛采用的4通道4传感器ABS。这种ABS在硬件上真正满足了对每个车轮进行制动力调节的要求。所以无论是前轮先抱死还是后轮先抱死都能得到有效调节,而且即便四个车轮所处的路面摩擦系数都不同,ABS也能自动调节,让每个车轮都不会发生抱死。所以这种4通道4传感器的ABS系统又多了一个附带的功能叫做EBD电子制动力自动分配。其实在购买汽车时,如果厂家宣传此车配备了EBD电子制动力自动分配,那么就说明这个车的ABS为4通道4传感器的设计。不过即便是4通道4传感器的ABS根据其电磁阀的不同性能上也是又差别的。这种ABS的电磁阀主要分成两种:一种是3位电磁阀,另一种是2位电磁阀。同样

是电磁阀,实现的功能却不相同。3位电磁阀能够把制动液压控制成三种状态,分别是:加压状态,减压状态和平衡状态。而2位电磁阀则只能把制动液压控制成:减压状态和平衡状态两种情况。虽然少了一个加压功能但实现的性能则大不相同。

对于配备的是2位电磁阀的ABS来说,它仅仅只能起到防止刹车抱死的作用。因为只能减小或保持制动液压,也就是说只有踩下了制动踏板以后他才能起作用。所以即便是4传感器4个通道,最多也只能实现EBD电子制动力自动分配功能。而对于配备了三位电磁阀的ABS来说,从硬件上它就满足了ESP电子稳定系统,TCS循迹控制系统和EDL电子差速制动的要求。之所以叫3电磁阀,就是跟2位电磁阀相比增加了一个加压功能。也就是说即使驾驶者没有踩下制动踏板,电脑也可以自动控制某一个车轮单独制动。那么这样的硬件配备有什么好处呢?我们先单纯从制动的功能来看。如果电脑能够自动控制液压的增加,那么我们在高速大力制动的时候就会获得更安全的性能。因为汽车在高速制动特别是高速紧急制动的时候,制动系统的负荷是很大的,制动碟由于高温会产生热衰减现象。所谓热衰减其实就是由于刹车碟和刹车蹄片的温度过高,导致表面或局部濒临融化,工程强度降低,所以制动力会减弱。同样的道理,当我们以时速120,甚至160的速度高速行驶是,如果需要紧急的把速度降到20甚至静止刹车系统的负荷是非常大的。由于驾驶者的习惯是保持刹车踏板的形成不变所以卡钳提供的制动力是恒定不变的,那么当到了后阶段刹车由于高温开始衰减时,驾驶员往往很难发现制动力的减弱,所以并不会主动的继续加大刹车力度。那么由于三位电磁阀又控制制动油路加压的功能,所以它能自动增大刹车力度,让高速制动保持线性,即便到了制动末端又热衰减,也能把由于刹车力度不线性的安全风险降低。不过这仅仅只是三位电磁阀对制动方面的贡献,其实三位电磁阀的贡献远不止于此。它最大的作用就是


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