能要求高的轿车前轮制动器。
本系统前后轮均采用钳盘式制动器。
钳盘式车轮制动器分固定式制动钳制动器与浮动式制动钳制动器,本系统选用浮动式制动钳制动器,图为浮动式制动器的示意图。
它的特点是制动钳体在轴向处于浮动状态,轮缸布置在制动钳的内侧,且数目只有固定式的半,为单向轮缸。
制动时利用内摩擦片的反作用力推动制动钳体移动,使外侧的摩擦片也继而压紧制动盘,以产生制动力。
它的外侧无液压件,不会产生气阻,且占据的空间也小,还可以利用内侧活塞附装驻车制动机构。
但是,其内外摩擦片的磨损速度不致,内片磨损快于外片。
根据浮动式制动钳在其支架上滑动支乘面的形式,又可分为滑销式和滑面式两种。
因滑销式制动钳易实现密封润滑,蹄盘间隙的回位能力稳定,故本系统采用滑销式。
图浮动式制动钳示意图摩擦块密封圈钳体活塞滑销支架制动盘防抱死制动系统软件设计汽车防抱死制动系统具有其自身的特点,除汽车本身环境差要求系统抗干扰能力及可靠性高以外,个重要的特点是控制过程要求快速,大部分系统的循环都要求毫秒量级,这样对控制算法有很大的限制,复杂的算法将无法实现。
或实用系统的硬件成本太高,而太简单的算法不能满足控制质量要求。
高性能的必须确保汽车在各种路况下制动时,均能使车轮获得尽可能大的纵向制动力和防侧滑力,同时使车轮的制动力矩变化幅度尽可能小。
经典控制理论主要以单输入单输出的线性系统作为研究对象,以频率法或根轨迹法作为系统的分析和设计方法。
控制系统中的被控制对象是汽车的制动过程,它是个非线性的多输入输出系统,很难采用以经典控制理论为基础的控制方法。
年德国公司在系统所采用的控制方法是种基于经验和逻辑的控制方法,其基本原理是,首先观察车轮的运动状态和控制车轮制动的控制量如油压等之间的经验关系,制订出能够使车轮处于最佳运动状态的控制规则,在制动过程中,以车轮的加减速度值和参考滑移率值及其门限值来代表车轮的运动状态,并根据所制订的经验控制规则来确定控制车轮制动的控制量的大小,达到控制车轮运动状态的目的。
除了基于车轮加减速度门限值的控制方法外,还有种基于经典控制理论的控制方法。
用于控制系统的控制方法并不是通过建立被控对象的数学模型来进行控制的,它也是种基于经验的控制方式。
控制方法以滑移率作为控制目标,直接得出控制量和控制目标的偏差之间的关系。
但控制方法在控制中需要得到实际的车速信号,车速信号的获得从目前看还是比较困难的。
现代控制理论能够利用状态空间方法,通过建立被控对象模型来解决复杂的多输入多输出系统控制问题。
控制方法也出现了基于建立制动过程模型的现代理论控制方法。
最具有代表性的是最优控制方法。
基本原理是,给出制动过程的数学模型和个最优性能指标,找出个最优控制函数使系统由初始状态到终止状态的过程中性能指标为最小。
现代控制理论对被控对象进行控制,要求建立精确的线性数学模型。
而汽车的制动过程是个非线性的系统。
应用最优控制方法等现代控制理论方法作为控制方法,描述制动过程精确的数学模型难于建立,并且控制算法复杂,应用起来有定的局限性。
滑模控制是变结构系统的特殊情况,变结构控制是状态变量在不同的控制区域中采用不同的控制率,滑模控制方式则是将控制切换开关定义在滑模表面上,是状态到达滑模表面上,状态将保持在它上面二是滑向状态的平衡零点,引入开关函数,滑模在滑模表面上切换,这时与系统的干扰系统参数不确定性无关。
根据现代控制理论对汽车电子防抱制动的控制,可以提出多种先进的优化控制方案,如“控制方式”“最优化控制方式”和“滑模变结构控制方式”等。
根据对其控制模型的计算分析表明,这些控制方式来实现系统,将具有极其优异的防抱制动性能。
然而,为了获取数学模型中所需的相关控制参数及状态变量,均需准确实时地确定车体的运动速度。
汽车在运动过程中,车速与轮速并不相等,通过轮速间接求取车速,在准确性和实时性上都不能满足这些控制方式的要求。
目前,能够满足要求的车速传感器如多卜勒雷达等由于成本太高而不能采用。
另外,实现这些控制方案的电伺服机构也比较复杂。
因而,产品实际应用上述方案的不多。
.控制方案和控制参数的选取防抱死制动系统发展至今,大多数产品都采用加减速度门限控制,并附加些辅助门限,并不涉及具体系统的数学模型。
这对非线性系统的控制,是种有效的方法,但系统的控制逻辑比较复杂,波动大。
考虑到控制精度实时性设计成本等要求,本设计方案拟采用门限控制方法。
在门限控制方案中,比较量的选择极为重要,也就是根据什么参数来控制车轮的滑移率在左右。
但是直接以滑移率作为比较对象时的汽车防抱系统是个时变调节系统,其处理难度较大,不适于工程应用。
经大量试验表明在制动过程中,车轮抱死总是出现在相当大的的时刻,因此预选个角减速度门限值,当实测的角减速度超过此门限值时,控制器发出指令,开始释放制动轮缸压力,使车轮得以加速旋转。
再预选个角加速度门限值,当实测的角加速度超过此门限值时,控制器发出指令,开始增加制动轮缸压力,使车轮减速旋转,以达到控制滑移率的目的。
本设计方案中,防抱死门限选择加减速度作为主要门限,以滑移率作为辅助门限。
因为单独的加减速度门限有很大的局限性,在初始和高速紧急制动情况下,有可能使防抱控制逻辑在后继的控制中失效。
对于非驱动轮,也可能产生过早抱死而使防抱控制逻辑失效。
但如果只以滑移率作为单独的防抱制动门限,则对于不同的路况,很难求得个最佳的控制效果。
因此需要将角速度和滑移率这两个门限结合起来,以识别不同路况进行自适应控制。
这种控制系统在制动时,能将车轮的速度限制在定范围之内,使车轮的速度围绕最佳值上下波动。
控制器根据车轮转速传感器信号计算得到角减速度和角加速度比较容易,但要得到实际的滑移率,
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(其他)
[定稿]ABS汽车防抱死制动系统设计说明书.doc
(图纸)
CAD-ABS总电路图A0.dwg
(图纸)
CAD-ABS总装图A0.dwg
(图纸)
CAD-制动盘A3.dwg
(图纸)
CAD-制动器安装图A1.dwg
(图纸)
CAD-制动液压系统A1.dwg
(图纸)
CAD-制动主缸与真空助力器A1.dwg






