O
现代汽车安全技术(1)
滑移率与附着系数曲线
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ABS的作用
n 1，防止后轮抱死，提高制动时的 行驶稳定性。
n 2，防止前轮抱死，提高制动时的 操纵性。
n 3，最大可能利用车轮与地面的附 着，减少制动距离
n 4，减少轮胎磨损，减轻驾驶员的
紧张程度
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地面制动力、制动器制动力与附着 力之间的关系
行人保护
主动防碰撞
防瞌睡 防酒后驾驶 现代汽车安全技术(1)
汽车安全保障体系
n 哈顿矩阵模型
× 碰撞前，碰撞时，碰撞后 人员， 车辆， 环境
采取干预
安全保障体系的构成： 人，车，路(环境)，法规，管理
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n 简述哈顿矩阵模型，从工作 实际出发，论述如何建立完 善汽车安全保障体系。
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循环式调 压系统
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可 变 容 积 式
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电磁阀 柱塞
不通电
右边
通大电流 左边
较小电流 中间
活塞 单向阀
通回油 打开—增压
通储能器 关闭—减压
不通
关闭—保压
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n 液压式制动主要由供能装置（液压泵、 储液器等）、电磁阀和调压缸等组成。 从布置方式上看，有将压力调节装置独 立于制动主缸、助力器的分离式布置型 式，它具有布置灵活、成本低但管路复 杂的特点；也有将压力调节装置以螺栓 与主缸和助力器相连的组合式布置型式， 它具有结构较紧凑、成本较低的优点； 也还有将压力调节装置与主缸和助力器 制成一体的整体式布置方式，其结构更 加紧凑、管路少、更加安全可靠。
预测控制技术的实用化
n 1）制动装置的滞后性 n 2）驱动轴的振动
学习控制算法
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制动防抱装置(ABS)的基本结构
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ABS构造1
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ABS构造2
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轮速传感器
n 电磁感应式利用电磁感应 原理，将车轮转动的位移 信号转化为电压信号，由 随车轮旋转的齿盘和固定 的感应元件组成。此类传 感器的不足之处在于，传 感器输出信号幅值随转速 而变，低速时检测难，频 响低，高速时易产生误信 号，抗干扰能力差。
逻辑门限值的控制过程
车轮的减速度 Y
车轮的角减速度 低于门限值-a
车轮速度 汽车的减速度
参考车速
制动压力保持
N
N
滑移率s
s大于门限值 Y
制动压力增加
车轮角加速 回到+a
制动压力增加
制动压力保持
车轮角加速 回到+Ak
车轮因惯性加速 越过+a越过+Ak
制动压力减小
车轮的角减 速度减小到-a
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已知：某车整车质量为2t，制动器最大制动力为1500Nm， 车轮半径为0.25m。求该车的72km/h初速度制动的有 ABS作用和无ABS作用时的最短制动距离。
n 该车车速为20m/s，有ABS作用时，附着系数取0.9
n 制动时间为 20m/s / 0.9*10=2.2s
n 制动距离为 2.2s*20m/s/2=22m
ABS控制滑移率区域
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车轮与发动机的转动惯 量对ABS控制的影响
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ABS控制的基本思想
车轮运动状态 的重要参数
单独使用时， 不能充分的利 用附着条件
角速度
角减（加）速度
滑移率
单独使用时，不 能适应各种变化
的路况
ABS逻辑门限值控制
滑移率在峰值 获得较大的纵向 附着系数附近波动 和横向力
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第二章 汽车主动安全技术
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2.1 ABS-防抱制动系统
n 车轮的三种运动状态：滚动，滑动， 边滑边滚
n 发展历史： n 火车/飞机－－中高档轿车－－大
型客车－－汽车标准配置 n ABS是目前世界上最成功的汽车电
子产品
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滑移率与附着系数
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2.1.2.5 ABS控制技术
制动开始
车轮制动 趋于抱死
部分制动液流出 减小制动压力
车轮抱死 增大制动压力 趋势消除
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2.1.2.5 ABS控制技术
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控制策略
ABS控制策略
逻辑门限 滑模控制 模糊控制 最优控制
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n 3）输出级电路
n 利用微机产生的电磁阀控制参数信号，控 制大功率三极管向电磁阀线圈提供控制电 流。
n 4）安全保护电路
n 将汽车12 V电源电压改变并稳定为ECU作 所需的5 V标准电压，监控这种工作电压的 稳定性。同时监控输人放大电路、ECU运 算电路和输出电路的故障信号。当系统出 现故障时，控制继动电动机和继动阀门， 使ABS停止工作，转人常规制动状态，点 亮ABS警示灯，将故障以故障码的形式存 储在ECU内存中。
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1．常规制动 ABS不介入控制，各进液调压电磁间断电导通，各回 液电磁阀断电关闭，电动泵不通电运转，各制动轮缸与 储液器隔绝，系统处于正常制动状态。 2．调节制动 制动压力调节过程由制动保压、制动减压和制动增压 组成。 l）制动保压 进液调压电磁阀通电关闭，回液调压电磁阀仍断电关 闭，实现制动保压； 2）制动减压 回液调压电磁间也通电导通，轮缸制动液回流储液器 ，实现制动减压； 3）制动增压 进液调压阀导通，回液调压阀关闭，电动泵运转，与
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2020/11/23
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第一章 绪论
n 现代汽车的三大主题：
节能，环保，安全
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1.1 汽车交通事故概述
n 联合国世界卫生组织（WHO）向安南秘书 长提交的最新报告显示，近几年全球每年 因交通事故造成死亡的人数多达约120 万．另外还有数百万人在汽车事故中受伤 致残。
事故避免系统 驾驶操纵性提
高： ABS,ASR,VS C,CCS,AT,4 WS,4WD 现代汽车安全技术(1)
碰撞安 全技术
安全气囊 安全带 行人保护 吸能车体
被动安全技术
抑制安 全技术
阻燃
自动灭火
自动报警
安全门锁
汽车黑匣子
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先进安全汽车ASV—21世纪的汽车
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n l）输入级电路 n 以完成波形转换整形、抑制干扰和放大信
号为目的，将车轮转速传感器输人的正弦 波信号转换成为脉冲方波，经过整形放大 后，输给运算电路。 n 2）运算电路（微型计算机） n 根据输入信号运算电磁阀控制参数。主要 根据车轮转速传感器输人信号进行车轮线 速度、开始控制的初速度、参考滑动率、 加速度和减速度等运算，调节电磁阀控制 参数的运算和监控运算，并将计算出的电 磁阀控制参数输送给输出级。
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空气压力式调节器 n 隔离阀，排气阀排列组合，三
种工作状态
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ABS试验
n 高附着路面 n 低附着路面 n 对开路面 n 对接路面
n 国家强制性标准GB一1 2 67 6《汽 车制动系统结构、性能和试验方法》
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/23
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制动时车轮动力学方程
-------ABS的控制原理基础
ua m
ω Tb
r
FXb W ABS单轮模型
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理论曲线
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实际附着系数-滑移率曲线
各种路面上的附着系数 与滑移率的关系曲线
车速对附着系数与滑移 率的关系曲线的影响
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n 霍尔式利用霍尔半导体元件的霍尔效 应工作。当电流Iv流过位于磁场中的 霍尔半导体层时。电子向垂直于磁场 和电流的方向转移，在半导体横断面 上出现霍尔电压UH，这种现象称之为 霍尔效应。
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传感器安装位置
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ECU （电子控制单元）
n ABS的ECU接受由设于各车轮上的传感器 传来的转速信号，经过电路对信号的整形、 放大和计算机的比较、分析、判别处理， 向ABS执行器发出控制指令。一般来说， ABS电控单元还具有初始检测、故障排除、 速度传感器检测和系统失效保护等功能。
n 需要制动器提供最大制动力为：
0.9*10*2000=18000N
n 制动器能产生的制动力最大为： 1500/0.25*4=24000N 满足要求 n 无ABS作用时，附着系数取0.7 20m/s / 0.7*10=2.86s 2.86s*20m/s/2=28.6m
如果整车 重量为3t? 如果车速 为100km/h
n 制动力受到地面附着力的限制
n
当左右制动力不一致时会产生偏转力矩 现代汽车安全技术(1)
制动跑偏情况
问题： 是不是有了 制动力不平 衡就一定会 产生制动跑 偏？
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前轴侧滑受力图
Fj
B uB C
A α
uA
O
Fj 离心力
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后轴侧滑受力图