淺析ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制原理
目前絕大多數(shù)ABS都采用“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(shù),而將車輪的滑移率作為輔助控制參數(shù)。汽車在高附著系數(shù)路面上ABS控制過程中的一個(gè)控制周期。
車輪加、減速度可由電子控制單元ECU根據(jù)輪速傳感器輸入的信號(hào)經(jīng)過計(jì)算確定,因?yàn)閷?shí)際車速不易測量,所以可設(shè)定一個(gè)參考車速vref,當(dāng)制動(dòng)開始時(shí),若測得角減速度達(dá)到設(shè)定的角減速度控制門限值時(shí),取此刻車輪速度作為初始參考車速vref0,所以此后的參考車速vref便可由vref=vref0—jt確定,即可確定任一時(shí)間的參考車速,再根據(jù)滑移率公式定出參考滑移率,將參考滑移率與設(shè)定滑移率下限門限值進(jìn)行比較,便可將滑移率控制在20%附近。
制動(dòng)開始階段,隨制動(dòng)壓力p的上升,車輪角減速度增大達(dá)到設(shè)定門限值—a(第1階段),但為了避免車輪在穩(wěn)定區(qū)域滑移率范圍內(nèi),進(jìn)入防抱死制動(dòng)壓力減小階段,需要對(duì)車輪的參考滑移率與設(shè)定的滑移率下限門限值作比較。
若參考滑移率小于設(shè)定的下限門限值s1時(shí),說明車輪的滑移率偏小,需再進(jìn)行一段壓力保持階段(第2階段),使車輪充分地制動(dòng),直到車輪的參考滑移率大于s1。若參考滑移率大于設(shè)定的滑移率下限門限值s1時(shí),說明車輪制動(dòng)已進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)域,需要減小制動(dòng)壓力,使參考滑移率減小,使其回到穩(wěn)定區(qū)域,制動(dòng)過程進(jìn)入第3階段。
由于制動(dòng)壓力減小,車輪在慣性作用下加速,當(dāng)車輪的角減速度小于角減速度門限值時(shí),制動(dòng)壓力不再減小,需保持一段時(shí)間(第4階段)。此后由于汽車慣性作用,車輪仍在加速,會(huì)出現(xiàn)下列情況:
①如果在設(shè)定的壓力“保持”不變時(shí)間內(nèi),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系數(shù),此時(shí)的控制過程將按低附著系數(shù)路面上的控制過程進(jìn)行。如果車輪的加速度超過第一個(gè)加速度+a,則繼續(xù)“保持”制動(dòng)壓力。
②如果因路面附著系數(shù)突然增大而使車輪加速度超過第二個(gè)加速度控制門限值+A時(shí),應(yīng)使制動(dòng)壓力再次進(jìn)入“增大”階段(第5階段),使車輪加速度下降直至低于+A,而后又進(jìn)入制動(dòng)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(dòng)回復(fù)到穩(wěn)定區(qū)域,只是制動(dòng)力稍有不足。
③當(dāng)車輪制動(dòng)恢復(fù)到穩(wěn)定區(qū)域后,為了使制動(dòng)車輪在更長的時(shí)限內(nèi)處于穩(wěn)定區(qū)域且靠近滑移率20%附近,利用制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行“增大”和“保持”的快速轉(zhuǎn)換(進(jìn)入第7階段),使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力以較低的升高率增大,直到車輪的角速度再次低于控制門限值—a后,又開始進(jìn)入制動(dòng)壓力減小階段(第8階段),此時(shí)不再考慮滑移率是否超過控制門限s1,從而進(jìn)入下一個(gè)防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)循環(huán)。
ABS控制制動(dòng)壓力由于保壓、減壓、增壓是在瞬間完成的,所以制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)循環(huán)頻率可達(dá)3~20Hz。