汽车液压防抱死制动系统
汽车液压防抱死制动系统
简介
汽车制动防抱死系统（Anti-lock Braling System,简称ABS）是在传统的制动系统的基础上采用电子控制技术，在制动时防止车轮抱死的一种机电一体化系统。它是由电子控制单元（Electronic Control U-nit,简称ECU）、电磁阀或称压力调节器和轮速传感器三部分组成。在车辆紧急制动时，驾驶员脚踩制动踏板的制动压力过大时，轮速传感器及电子控制单元ECU可以检测到车轮有抱死的倾向，此时电子控制单元ECU控制电磁阀动作以减小制动压力。当车轮轮速恢复并且轮胎与地面摩擦力有减小趋势时，电控单元控制电磁阀增加控制压力。这样能够使车轮一直处于最佳的制动状态，最有效地利用地面附着力，得到最佳的制动距离和制动稳定性。
ABS的发展史
在1920年以前，绝大部分汽车仅后轴装用制动器，一方面由于当时车速低，仅后轴装用制动器即可满足要求，另一方面可能与当时汽车结构有关，人们为防止制动时汽车侧倾，故前轴不使用制动器，当然仅后轴使用制动器也易于设计及安装，且价格要低些。1900年人们已通过试验，证明四轮装用制动器是安全的，有利于汽车制动性能的改善，但真正在四轮上均安装制动器是1920年以后的事。为保证车辆在山区行使时，有好的转向性能，制动力分配系数比较小（所谓制动力系数即前轴制动器周缘力与后轴制动器周缘力之比）。这种设计思想一直持续到上个世纪五、六十年代。这与道路差、车速低的现状有关。
防抱死制动技术属于制动力控制调节技术。制动力的调节从汽车诞生的那一天就一直为人们所关注。
1908年，英国工程师J.E.Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论。随着车速的提高，制动时后轴先于前轴抱死拖滑的危险愈来愈大，为防止这一现象的发生，进入七十年代，制动力分配系数向大的方向发展，ECE R13中对此有明确的规定。ABS的运作原理看起来简单，但从无到有的过程却经历过不少挫折（中间缺乏关键技术）！1908年英国工程师J.E.Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论，但却无法将它实用化。接下来的30年中，包括Karl Wessel的“刹车力控制器”、Werner M?hl的“液压刹车安全装置”与Richard Trappe的“车轮抱死防止器”等尝试都宣告失败。在1941年出版的《汽车科技手册》中写到：“到现在为止，任何通过机械装置防止车轮抱死危险的
尝试皆尚未成功，当这项装置成功的那一天，即是交通安全史上的一个重要里程碑”，可惜该书的作者恐怕没想到这一天竟还要再等30年之久。当时开发刹车防抱死装置的技术瓶颈是什么？首先该装置需要一套系统实时监测轮胎速度变化量并立即通过液压系统调整刹车压力大小，在那个没有集成电路与计算机的年代，没有任何机械装置能够达成如此敏捷的反应！
1964年，第一次出现ABS（Antilock Braking System）的名词。等到ABS
系统的诞生露出一线曙光时，已经是半导体技术有了初步规模的1960年代早期。精于汽车电子系统的德国公司Bosch（博世）研发ABS系统的起源要追溯到1936年，当年Bosch申请“机动车辆防止刹车抱死装置”的专利。1964年（也是集成电路诞生的一年）Bosch公司再度开始ABS的研发计划，最后有了“通过电子装置控制来防止车轮抱死是可行的”结论，这是ABS（Antilock Braking System）名词在历史上第一次出现！
ABS系统的分类与组成
按实现制动防抱功能的结构和控制方法的不同，ABS可分为以下二种类型：
（1）机械式ABS：这种类型的ABS是在车轮轮毂附近安装一个惯性式车轮角减速度传感器，传感器主要由飞轮和随车轮减速自动产生轴向
位移的机构所组成。该机构的轴向位移用来控制制动管路的压力。
（2）电子控制的ABS：目前应用最为广泛同时也是发展得比较成熟的是电子控制式ABS产品，其中又包括液压制动ABS和气压制动ABS，
液压制动ABS通常应用于整备质量小于3.5t的轿车、越野车和轻
型客、货车上；气压制动ABS通常用于整备质量大于3.5t的客车
和载重卡车上。
电子控制的ABS主要包括以下几个组成部分;
1.电控单元（Electronic Control Unit,简称ECU）。它通常由16位单片
机构成，它的功能之一是检测车轮速度信息，在进行计算后按控制参数适时发出指令，调节制动压力，防范车轮抱死；功能之二是对ABS系统进行故障诊断和报警，保证系统一旦发生严重故障，立刻向驾驶员报警并恢复常规制动，使制动功能不会失效。
2.轮速传感器。它通常采用磁电式或霍尔式传感器，由它获得车轮速度信号，
给ECU提供制动过程车轮的运动状态信息。
3.电磁阀执行机构（又称压力调节器）。它是控制制动压力的主要部件。其
响应速度一般要求12-15Hz。
4.系统外围电路和管路。它们是电源供给，报警灯显示和制动管路。
(3)自适应控制ABS：自适应控制是根据最佳控制理论构成轮速的伺服控
制，从而实现高精度的控制。它的基本出发点是利用路面峰值附着系数（即最大制动力）处的滑移率来伺服控制汽车的制动，从而达到最佳的制动稳定性和最短制动距离。但由于路面附着系数和瞬时车速的测量等一系列难题有待克服，故自适应式ABS尚处于研究中。日本、德国已经在进行此项课题的研究。
ABS的工作原理
在制动时，ABS根据每个车轮速度传感器传来的速度信号，可迅速判断出车轮的抱死状态，关闭开始抱死车轮上面的常开输入电磁阀，让制动力不变，如果车轮继续抱死，则打开常闭输出电磁阀，这个车轮上的制动压力由于出现直通制动液贮油箱的管路而迅速下移，防止了因制动力过大而将车轮完全抱死。在让制动状态始终处于最佳点（滑移率S为20%），制动效果达到最好，行车最安全。
在制动总泵前面腔内的制动液是动态压力制动液，它推动反应套筒向右移动，反应套筒又推动助力活塞从而使制动踏板推杆向右移。因此，在ABS工作地时候，驾驶员可以感觉到脚上踏板地颤动，听到一些噪音。
汽车减速后，一旦ABS电脑检测到车轮抱死状态消失，它就会让主控制阀关闭，从而使系统转入普通的制动状态下进行工作。如果蓄压器的压力下降到安全极限以下，红色制动故障指示灯和琥珀色ABS故障指示灯亮。在这种情况下，驾驶员要用较大的力进行深踩踏板式的制动方式才能对前后轮进行有效的制动。
ABS的工作过程以及功用
在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成，电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。
ABS的工作过程可以分为常规制动，制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态，各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态，电动泵也不通电运转，制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化，此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同
在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如，电子控制装置判定右前轮趋于抱死时，电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电，使右前进液电磁阀转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸，此时，右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也不会流出，右前制动轮缸的刮动压力就保持一定，而其它末趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大；如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除，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；当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时，电子控制装置就使右前进液电磁阀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，向制动轮缸泵输送制动液，由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的制动压力迅速增大，右前轮又开抬减速转动。
ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率
控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。
尽管各种ABS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制动抱死。
而对于功用来说，有以下几点：
①充分发挥制动器的效能，缩短制动时间和距离。
②可有效防止紧急制动时车辆侧滑和甩尾，具有良好的行驶稳定性。
③可在紧急制动时转向，具有良好的转向操纵性。
④可避免轮胎与地面的剧烈摩擦，减少轮胎的磨损
ABS的优点与局限性
优点
当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60~120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹”。因此，ABS防抱死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%—90%、10%—30%、15%—20%。
局限性
ABS系统本身也有局限性，它仍然摆脱不了一定的物理规律。在两种情况下，ABS系统不能提供最短的制动距离。一种是在平滑的干路上，由有经验的驾驶员直接进行制动。另一种情况是在松散的砾石路面、松土路面或积雪很深的路面上制动
另外，通常在干路面上，最新的ABS系统能将滑移率控制在5%—20%的范围内，但并不是所有的ABS都以相同的速率或相同的程度来进行制动。尽管四轮防抱制动系统能使汽车在尽可能短的距离内进行制动，但如果制动进行得太迟，使之在与障碍物碰撞前不能完全停下来，仍不能阻止事故的发生。
未来ABS的发展前景与结论
ABS技术在20世纪90年代初期就已成熟，近十年来没有突破性的发展，但在ABS 技术进行的扩展，将ABS的内涵给予了很大的提升。ABS最初的扩展是防滑控制系统，它分为制动防滑(EDS)和驱动防滑(TCS)两部分，有时统称为ASR。在此基础上扩展了后轴制动力感载控制，即EBD功能，以及电子助力制动EBA，这些扩展仍是以ABS为主。90年代中期，ABS进入了一个全新的发展，ABS只是作为全
新系统的一个子系统，而不是一个主要的系统，但它仍把ABS作为一个重要组成部分。
气动ABS演化为EBS，即电子制动系统，在此基础上发展为稳定性控制系统ESP，稳定性控制系统主要利用车辆加速度传感器和横摆角速度传感器，对车辆横向稳定性进行控制，如对过度转向及不足转向进行纠正，防止车辆失去稳定性。还有一些系统将倾翻警告集成到这类系统中，这种系统的控制主要以制动为主，所以ABS是其重要的组成部分。
液压ABS目前演化成稳定性控制，即ESP系统。它是控制操作过程中的横向稳定性，通用制动成驱动力的调节来调整整车的横向稳定性，目前这种系统已批量装车，国内中高档轿车已开始装车，在此基础进行扩展的功能有：将助力转向系统与ESP相结合，更好地控制车辆稳定性。下一代产品已进行了批量生产，即电子制动系统，将传统的制动液压传动部分改为电传动，但制动力仍靠液压及主缸分泵产生，这样可以提高制动的响应速度，减小制动距离，同时可以实现
Brake-by-wire的功能。未来液压ABS系统将向全电子系统过渡，但可靠性及成本是一个非常大的障碍，全电子制动要求制动电机有足够的制动力，但目前的12伏电源很难满足要求，要求未来的42伏电源系统的实施后才可能变成现实。
总之，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统而占据下一代制动控制系统统治地位。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在较少的ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。
参考文献：
（1）《汽车ABS原理与结构》2011 周志力徐立友机械工业出版社
（2）《汽车液压防抱制动系统的理论与实践》2005 张新中南大学出版社
（3）《汽车ABS系统结构与维修》2008 柴慧理电子工业出版社（4）《现代汽车电子技术》1998 潘旭峰北京理工大学出版社
（5）《汽车防滑控制系统》1997 司利增人民交通出版社
（6）《汽车防抱死制动系统结构与原理》2008 张预南北京物质出版社
叮叮小文库
ABS防抱死制动系统原理及组成图文讲解
● ABS简介 ABS是 Anti_lock Braking System 的缩写，是在制动期间控制和监视车辆速度的电子系统。 它通过常规制动系统起作用，可提高车辆的主动安全性。ABS失效时，常规制动系统仍然起作用。 优点：在紧急制动时保持了车辆方向的可操纵性；缩短和优化了制动距离。在低附着路面上，制动距离缩短10%以上；在正常路面上，保持了最优的路面附着系数利用率-即最佳的制动距离。减少了交通事故的同时减轻了司机精神负担及轮胎磨损和维修费用等。 系统部件
ABS组成部件：ECU；4~6个电磁阀；4~6个齿圈；4~6个传感器；驾驶室线束、底盘线束；ABS指示灯、 ASR灯；挂车ABS指示灯；开关、ASR开关；差动阀；双通单向阀； ISO7638电源线；电源螺旋线等。 ● ABS控制原理
卡车 ABS/ASR ABS控制原理可以简单描述为： 在车轮接近抱死的情况下，相应车轮的制动压力将被释放并在要求或测得车轮重新加速期间保持恒定，在重新加速之后逐步增加制动压力。 ABS齿圈 ABS齿圈能够随车轮转动切割传感器磁场，由铁磁性材料组成，表面采用镀锌或镀铬，齿数一般有80齿、100齿或120齿。 齿圈安装：将齿圈装入在轮毂上加工的平台，采用H8/s7过盈配合，轴向综合公差<0.2mm。装配方式有加热装配和压力装配两种方式。加热装配的方法是加热至2000°C，保温10分 钟左右装入；压力装配即用工具沿齿圈周边用力装入。 ABS 传感器
ABS传感器的作用是车轮转动时与齿圈相对运动产生交流电信号。其阻值在1100欧姆和1250欧姆之间，与环境温度有关。感应电压约110mV，与齿圈的间隙为0.7mm时的工作频率为100HZ，工作电压与传感器和齿圈之间的间隙成反比，与齿圈直径成正比，与轮速成正比。
制动系统发展历史与趋势
现代汽车制动系统的发展历史与趋势 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。 一.制动控制系统的历史 最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装臵向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装臵对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装臵。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装臵。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。 随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克
莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。 20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装臵一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装臵，控制装臵进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装臵专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS 制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装臵。这些早期的ABS装臵性能有限，可靠性不够理想，且成本高。 1979年，默〃本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装臵。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装臵。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技
详解四大驻车制动装置
现代汽车对于电子化的运用越来越广泛，驾校教练口中的“踩刹车、踩离合、脱空档、拉手刹”等等一些列各种组合与连续的动作，在高科技的参与下简化为了踩刹车和踩油门。这里面有很大一部分由自动变速器负责简化，剩下的就是小编今天要讲的刹车系统中的手刹、P 挡、电子手刹与自动驻车，来看看它们有啥区别? ●传统手刹 其实我们通常说的手刹专业称呼应该叫驻车制动器。与行车制动器(我们常说的脚刹)有所不同，从名字就能分辨出来，行车制动是在车辆行驶过程中短时间制动使车辆停稳或者减速的，而驻车制动是在车辆停稳后用于稳定车辆，避免车辆在斜坡路面停车时由于溜车造成事故。 工作原理及结构 手刹属于辅助制动系统，主要借助人力，一般在停车的时候，为了防止车辆自行溜车而设立的。手刹(驻车制动器)主要由制动杆，拉线，制动机构以及回位弹簧组成。是用来锁死传动轴从而使驱动轮锁死的，有些是锁死两只后轮。对于制动杆，其实就利用了杠杆原理，拉到固定位置通过锁止牙进行锁止。 而另一种是在变速器的后方，传动轴的前方，这种又叫做中央驻车制动器。制动原理大体相似，只是安装部位不同。 现在大多数乘用车都是采用四轮盘式制动器，其制动机构就集成在后轮的盘式制动器上。有些超级跑车的后制动盘上有两个卡钳，现在你知道为什么了吧。 如何使用手刹？ 进行驻车制动时，踩下行车制动踏板，向上全部拉出驻车制动杆。欲松开驻车制动，同样踩下制动器踏板，将驻车制动杆向上稍微提起，用拇指按下手柄端上的按钮，然后将驻车制动杆放低到最低的位置。 优缺点 与手刹配套使用的还有回位弹簧。拉起手刹制动时，弹簧被拉长；手刹松开，弹簧回复原长。长期使用手刹时，弹簧也会产生相应变形。手刹拉线也同样会产生相应变形会变长。任何零件在长期、频繁使用时，都存在效用降低的现象。 不过这种手刹相对于后面要说到的几种驻车制动结构相对简单，成本低廉。 小结：传统的手刹驻车制动由于结构简单，成本低廉，在目前的汽车市场上还有很大一
汽车行驶转向制动系统技术与维修
《汽车行驶转向制动系统技术与维修》课程教学大纲 课程名称:汽车行驶转向制动系统技术与维修 课程编号： 英文名称： 一、课程说明 1. 课程类别专业课程 汽车工程系、汽车运用专业必修 2. 课程性质和任务 （1）本课是汽车运用技术专业的重要专业课之一，是属知识类应用型、操纵性很强的课程，是学好后续专业课程的基础， （2）本课程是汽车运用技术专业的职业技术技能课，为培养维修技术人才提供必备的理论知识和专业技能。学生通过本课程的学习，使掌握汽车行驶转向制动系统各零部件的安装位置、结构和工作原理；能够正确选择、规范使用工具、仪器设备和技术资料；能按要求拆装、分解、检查、装配和调整汽车行驶转向制动系统零部件；能根据故障现象分析故障原因、确定故障区域、明确故障部位、制定维修方案、排除故障，并保证维修质量； （3）通过理论、实训一体化教学的实践，培养学生用所学知识解决实际技术问题的方法能力、社会适应能力和相互沟通的团队合作能力。 3. 建议先修课程 《机械制图》、《汽车机械基础》、《汽车材料》、《汽车电工电子技术》、《液压传动》等 4. 教学方法与手段 （1）采用理实一体化的教学方式，将讲授、实物展示、视频演示、示范操作和巡回指导等多种方法相结合。 （2）实训操作教学组织应保证每个学生有动手操作机会，根据实际条件，把每个实训项目分成若干小组进行，采用项目工单教学法。 （3）理论教学在理论实训一体化教室进行，实训教学在实训室进行分组训练。 5. 考核及成绩评定 考核方式：理论采用闭卷考试方式实训采用口试提交实训报告考核方式 成绩评定： 总评成绩=平时成绩20% (考勤、作业、课堂表现)+ 实训成绩30%（考勤、实训报告、口试）+期末成绩50% （闭卷考试） 6. 课外自学要求 （1）通读所学教材内容，记下疑难问题向教师提问。 （2）看教材独立完成课外作业。 二、课程教学基本内容,学时分配及要求 模块一、汽车行驶跑偏故障检修学时： 10
汽车防抱死制动系统设计论文1
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 摘要 防抱死制动控制系统（ABS）是在传统制动系统的基础上采用智能控制技术，在制动时自动调节制动力防止车轮抱死，充分利用道路附着力，提高制动方向稳定性和操纵稳定性，从而获得最大制动力且缩短制动距离，尽可能地避免交通事故发生的机电一体化安全装置。 本文根据防抱死制动控制系统的工作原理，应用汽车单轮运动的力学模型,分析了制动过程中的运动情况。采用基于车轮滑移率的防抱控制理论，根据车速、轮速来计算车轮滑移率。以MSP430F149单片机为核心，完成了输入电路、输出驱动电路及故障诊断等电路设计，阐述了ABS系统软件各功能模块的设计思想和实现方法，完成了ABS检测软件、控制软件的设计。 课题所完成的汽车防抱死制动控制系统己通过模拟试验台的基本性能试验，结果表明：汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行，软件所采用的控制策略正确、有效，系统运行稳定可靠，改善了汽车制动系统性能，基本能够满足汽车安全制动的需要。 本文对汽车防抱死制动系统进行了数学建模，并在Matlab/Simulink 的环境下，对汽车常规制动系统和基于 PID 控制器的防抱死制动系统的制动过程进行了仿真，通过对比分析，验证了基于PID 控制器的汽车防抱死制动系统具有良好的制动性能和方向操纵性。 关键词：防抱死制动系统（ABS）；滑移率；控制策略；单片机；建模；仿真； 第一章绪论 1.1 防抱死制动系统概述 1.1.1 防抱死制动系统的产生
当汽车以较高的车速在表面潮湿或有冰雪的路面上紧急制动时，很可能会出现这样一些危险的情况：车尾在制动的过程中偏离行进的方向，严重的时候会出现汽车旋转掉头，汽车失去方向稳定性，这种现象称为侧滑；另一种情况是在制动过程中驾驶员控制不了汽车的行驶方向，即汽车失去方向可操纵性，若在弯道制动，汽车会沿路边滑出或闯入对面车道，即便是直线制动，也会因为失去对方向的控制而无法避让对面的障碍物。产生这些危险状况的原因在于汽车的车轮在制动过程中产生抱死现象，此时，车轮相对于路面的运动不再是滚动，而是滑动，路面作用在轮胎上的侧滑摩擦力和纵向制动力变得很小，路面越滑，车轮越容易出现抱死现象；同时汽车制动的初速度越高，车轮抱死所产生的危险性也越大。这将导致汽车可能会出现下面三种情况： ① 制动距离变长 ②方向稳定性变差，出现侧滑现象，严重时出现旋转掉头 ③ 方向操纵性丧失，驾驶员不能控制汽车的行驶方向 防抱死制动系统ABS（Anti-lock Braking System）是一种主动安全装置，它在制动过程中根据“车辆一路面”状况，采用电子控制方式自动调节车轮的制动力矩来达到防止车轮抱死的目的。即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，防止车轮抱死滑拖，提高制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使制动更为安全有效。 随着汽车行驶速度的提高、道路行车密度的增大、以及人们对汽车行驶安全性的要求越来越高，汽车行驶的安全性理所当然是最应受到关注的问题。影响汽车安全性的因素很多，诸如汽车的制动性、操纵性、行驶的稳定性、抵御外界影响（碰撞、擦挂等）的能力等都影响汽车的安全性。统计资料显示，在道路交通事故中，大约10%的事故是由于车辆在制动瞬间偏离预定轨道或甩尾造成的.因此完善制动性能是减少交通事故的重要措施。 汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性还应包括汽车能在一定坡度的坡道上长时间停车不动的性能. 汽车的制动性主要由下列三个方面来评价： １．制动效能 在一定车速行驶时，采取制动措施后能使之停下的距离己相应的制动减速制动距离
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电子驻车制动系统的开发及应用 作者：见下文来源：上海汽车日期：2011年10月刊 辛登岭张建明 上海大众汽车有限公司 【摘要】介绍电子驻车制动（EPB）系统的架构及组成部件、系统的网络结构以及它们之间的信息通信，EPB 的主要功能及试验评价。最后探讨了EPB系统的发展和应用前景。 关键词：电子驻车制动系统电子稳定程序起步辅助Autohold自动停车紧急制动 0 引言 随着汽车在中国的普及，汽车公司更加关注提高顾客驾驶的舒适性和安全性，目前电子驻车制动（EPB）系统在B级车得到普遍应用。EPB系统的应用可以使汽车内部空间的利用和中央通道/脚部空间的设计具有更大的灵活性；可以为顾客提供有助的舒适性功能；由于取消了手制动手柄和拉索，简化了装配过程；它是机电一体化的产品，系统的功能始终处于监控状态。本文主要介绍EPB系统及其主要功能和评价指标。 1 系统架构 图1描述EPB系统的架构，EPB系统主要由电子稳定程序（ESP）控制器、EPB控制器，带有执行电机的后制动钳总成、EPB/自动停车开关，离合器传感器（仅用于手动档）等组成。 它们通过驱动总线与发动机控制器、变速器控制器、安全气囊控制器、组合仪表、网关、门传感器进行通信。
1.1 ESP控制器 ESP控制器是EPB系统的关键部分之一，它集成了纵向和横向加速度传感器。它不但向EPB系统提供车速信号、纵向加速度信号、坡度信号，还提供自动停车和紧急制动功能的控制。 有些ESP和EPB的组合系统，纵向和横向加速度传感器集成在EPB控制器内，如果ESP控制器需要这些信号则通过总线从EPB控制器中取得。 相对于没有EPB装备的ESP控制器，除了软件的不同外，硬件也需要更改。需要多使用两个Pin角，一个与自动停车的开关相连，另一个用于控制自动停车功能的指示灯。 1.2 EPB控制器 EPB控制器是EPB系统的控制核心部件。和ESP控制器一样，它可以集成纵向和横向加速度传感器，也可以从ESP控制器中取得这些信号。两者之间通过总线通信。 它由蓄电池直接供电，与执行电机、EPB开关、离合器传感器之间通过硬线连接，与其它控制器的信息通信通过总线。图2为EPB控制器的Pin角定义图。
汽车液压防抱死制动系统
汽车液压防抱死制动系统 简介 汽车制动防抱死系统（Anti-lock Braling System,简称ABS）是在传统的制动系统的基础上采用电子控制技术，在制动时防止车轮抱死的一种机电一体化系统。它是由电子控制单元（Electronic Control U-nit,简称ECU）、电磁阀或称压力调节器和轮速传感器三部分组成。在车辆紧急制动时，驾驶员脚踩制动踏板的制动压力过大时，轮速传感器及电子控制单元ECU可以检测到车轮有抱死的倾向，此时电子控制单元ECU控制电磁阀动作以减小制动压力。当车轮轮速恢复并且轮胎与地面摩擦力有减小趋势时，电控单元控制电磁阀增加控制压力。这样能够使车轮一直处于最佳的制动状态，最有效地利用地面附着力，得到最佳的制动距离和制动稳定性。 ABS的发展史 在1920年以前，绝大部分汽车仅后轴装用制动器，一方面由于当时车速低，仅后轴装用制动器即可满足要求，另一方面可能与当时汽车结构有关，人们为防止制动时汽车侧倾，故前轴不使用制动器，当然仅后轴使用制动器也易于设计及安装，且价格要低些。1900年人们已通过试验，证明四轮装用制动器是安全的，有利于汽车制动性能的改善，但真正在四轮上均安装制动器是1920年以后的事。为保证车辆在山区行使时，有好的转向性能，制动力分配系数比较小（所谓制动力系数即前轴制动器周缘力与后轴制动器周缘力之比）。这种设计思想一直持续到上个世纪五、六十年代。这与道路差、车速低的现状有关。 防抱死制动技术属于制动力控制调节技术。制动力的调节从汽车诞生的那一天就一直为人们所关注。 1908年，英国工程师J.E.Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论。随着车速的提高，制动时后轴先于前轴抱死拖滑的危险愈来愈大，为防止这一现象的发生，进入七十年代，制动力分配系数向大的方向发展，ECE R13中对此有明确的规定。ABS的运作原理看起来简单，但从无到有的过程却经历过不少挫折（中间缺乏关键技术）！1908年英国工程师J.E.Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论，但却无法将它实用化。接下来的30年中，包括Karl Wessel的“刹车力控制器”、Werner M?hl的“液压刹车安全装置”与Richard Trappe的“车轮抱死防止器”等尝试都宣告失败。在1941年出版的《汽车科技手册》中写到：“到现在为止，任何通过机械装置防止车轮抱死危险的
城市轨道车辆制动系统原理分析
2014届毕业设计说明书课题名称：城轨车辆制动系统分析 二级院校铁道牵引与动力学院 班级宁波检修11级 学生姓名周旺 指导老师左继红 完成日期 2013.12
2014届毕业设计任务书 一、课题名称：城轨车辆制动系统的原理分析 二、指导老师：左继红 三、设计内容与要求 1.课题概要 城市轨道交通运输是我国交通运输网络的重要组成部分，它的发展与城市经济的发展息息相关。目前，世界各地的主要政治、经济、文化等中心城市都兴建了不同形式的轨道交通运输网，有些还成为所在城市的重要景观和标志性建筑。我国北京、上海、广州、南京等城市的地下铁道已经开通，成为这些城市市内交通运输的支柱。另外还有许多其他的城市交通网也在筹建和建设之中。城市轨道交通运输的发展必将为我国经济的发展插上腾飞的翅膀。 地铁车辆制动系统用于保证地铁车辆的运行安全，具有多种操作模式，与传统列车制动系统相比，结构和工作原理更为复杂。 通过对此课题的学习和设计，使学生能更好的理解地铁车辆制动和空气管路系统的工作原理，培养学生运用所学的基础知识和专业知识的能力，提高学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分析解决本专业相应问题的能力，使学生树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练。 2.设计内容与要求 1、熟悉地铁制动在铁路运输中的作用。 2、简单介绍地铁车辆制动系统的组成。 3、详细分析地铁车辆及列车制动系统的工作原理和工作过程。 4分析现有制动系统存在的不足之处，利用自己所学的专业知识，提出改进设计意见和具体实施方案。 四、设计参考书 1.《城市轨道交通车辆制动技术》殳企平编著水利水电出版社 2.《列车制动》侥忠主编中国铁道出版社 3.《电力机车制动机》那利和主编中国铁道出版社 4. https://www.360docs.net/doc/895375668.html,/ec/C356/kcms-2.htm 5 .https://www.360docs.net/doc/895375668.html, 6. https://www.360docs.net/doc/895375668.html, 7. https://www.360docs.net/doc/895375668.html, 五、设计说明书内容 1.封面 2.目录 3.内容摘要（200—400字左右，中英文）
电子驻车制动系统
电子驻车制动系统 由控制单元控制的电子驻车制动系统简称为EPB 系统。EPB 系统去掉了普通机械式驻车制动系统的手柄或是踏板等机械装置，通过一个 EPB 开关对驻车制动器进行控制，该系统不仅实现了驻车制动的电子化控制，同时 EPB控制单元通过数据总线与 ESP 系统链接，可以实现车辆的自动停止固定功能和动态的应急制动。现代车辆上装配的电子驻车制动系统有两种形式，一种是通过驻车制动执行电机驱动制动拉线使驻车制动系统工作的鼓式电子驻车制动系统。另外一种是将驻车制动执行电机安装于后轮两侧的制动卡钳上，由驻车制动执行电机控制制动卡钳的活塞。前者装配于宝马 7 系的 E65/E66 车型和韩国现代的新雅科仕车型上，后者多见于奥迪车系，而韩国现代于 2011 年中上市的新雅尊HG 车型也装配了类似的 EPB 系统。这两种电子驻车制动系统虽然在结构上有很大的区别，但是其基本的功能和控制方式却是很相像的，现就这两种系统的结构和工作原理做一简要分析。 一、基本功能 1. 静态驻车制动：车辆在停止时，按下 EPB 开关（无论点火开关是ON 或 OFF，以及行车制动的状态），EPB 系统工作制动锁止车辆。释放驻车制动时，点火开关处于 ON 位置（发动机工作或熄火均可），踩下行车制动踏板，拉起 EPB 开关，EPB 系统停止制动锁止。当然如果车辆的发动机盖和后备箱盖以及 4 个车门都是OFF 状态时，变速器杆从 P 位移到 R 位或 D 位时，EPB 系统也会自动释放。 2. 动态应急制动：车辆在行驶过程中，驾驶员按下 EPB 开关，EPB控制单元收到开关信号后通过数据总线要求 ESP 系统控制行车制动，如果行车制动系统或是 ESP 系统故障，由EPB 控制单元直接控制驻车制动系统工作（仅限于后轮）来应对这种紧急情况。EPB 系统的动态制动控制是持续进行的，直到松开 EPB 开关为止。在动态制动工作期间，驻车制动警告灯将会一直闪烁。 3. 自动车辆固定（AVH）功能：也称制动力自动保持，由 ESP 系统实现该功能的控制。主要是为了应对车辆由于路面交通信号使车辆在 D 挡停止时对车轮进行液压制动的控制。也同时是为了保证车辆在上坡起步时车辆不会后移，在部分欧洲车上该功能可以通过操作显示器的菜单或是使用诊断仪激活或是取消该功能。但是在韩国现代汽车上则专门设计有这样一个被称为 AVH 的开关，操作这个开关就可以随时的激活或取消该功能。当自动车辆固定功能被激活时，车辆在遇到路面交通信号灯停止后，即使驾驶员不踩制动踏板，车辆也会被 ESP 控制单元的控制而制动，同时制动灯继电器被闭合，制动灯点亮。在自动车辆固定控制期间，如果踩下加速踏板时，制动系统会释放，车辆就可以行驶。如果车辆在自动车辆固定控制期间发动机 OFF，发动机盖 ON，后备箱盖 ON 或车门 ON时，系统将自动从自动车辆固定模式转变为 EPB 控制单元控制的驻车制动模式。或者在当前驾驶周期内自动车辆固定的模式持续工作 5min 以上，以及在当前的驾驶周期内累计工作 30min 以上，或是车辆停止的坡度超过 21°时，系统也会从自动车辆固定控制模式转换为 EPB 系统控制的驻车制动模式。这样的目的主要是为了防止 ESP 模块中的电磁阀因长时间工作而过载（在韩现雅科仕轿车和新雅尊 HG 轿车上，当按下自动车辆固定的 AVH 开关时，仪表上会有一个白色的 AUTO HOLD 的指示灯点亮，表示系统进入车辆自动固定的准备阶段，在系统工作期间，一个绿色的 AUTO HOLD 灯就会点亮，表示自动车辆固定模式当前处于工作状态，如果自动车辆固定
汽车行驶转向制动系统检修电子教案1-1
电电 子子 教教 案案 学习领域：汽车行驶转向制动系统检修 学习情境：汽车行驶跑偏故障检修 工作任务 车架的检查与校正 课时 2 能 力 目 标 专业能力 会检查车架变形 能熟练拆装车桥和检查车桥的技术状况及性能 能熟练使用仪器校正车架 会检查、调整车轮定位 会诊断汽车行驶跑偏的故障 社会能力 通过分组活动，培养团队协作能力 通过规范文明操作，培养良好的职业道德和安全环保意识 通过小组讨论、上台演讲评述，培养与客户的沟通能力 方法能力 通过查阅资料、文献，培养个人自学能力和获取信息能力 通过情境化的任务单元活动，掌握解决实际问题的能力 填写任务工作单，制订工作计划，培养工作方法能力 能独立使用各种媒体完成学习任务 教学方法 课堂对话、角色扮演、引导文法、教师讲授、多媒体教学、网络教学 教 学 过 程 资讯 一、引入情境 教师向学生展示车辆故障现象：一辆上海大众桑塔纳轿车，驾驶员反映汽车行驶时经常发生跑偏现象 二、体验故障 实驾汽车在公路上行驶，保持一定的车速，感觉汽车确实会产生向左跑偏的现象。 三、学习内容 行驶系概述 1、汽车行驶系的组成
行驶系主要由车架、车桥、悬架与车轮组成。 2、行驶系的功能 接受传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力； 承受汽车的总重量，传递并承受路面作用于车轮上的各个方向的反力及转矩； 缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性； 与转向系统协调配合工作，控制汽车的行驶方向。 车架概述 车架是跨接在各车桥之间的桥梁式结构，是整个汽车的安装基础。 2、车架作用 （1）安装汽车的各总成和部件，并使它们保持正确的相对位置； （2）承受来自车上和地面的各种静、动载荷。 车架类型 按结构形式可分为边梁式、中梁式和综合式几种类型。 1、边梁式车架 由两根位于两边的纵梁和若干道横梁组成，用铆接和焊接的方法将纵横梁连接成坚固的刚性构架。
防抱死制动系统
防抱死制动系统 听一听！ 了解防抱死制动系统的发展历史； 掌握防抱死制动系统的基本原理； 掌握防抱死制动系统的基本组成以及各部件的结构和功能； 了解其它几种先进的制动系统。 通过本章的学习，使读者对日益受到关注的ABS系统有一个全面的认识。 从汽车如何制动、该怎样制动、如何充分利用地面的附着条件等问题出发，理解防抱死制动系 统的控制内容、控制过程以及最终的控制目标。对于ABS的基本原理要有充分的理解，可参阅有 关介绍ABS的书籍；对于ABS的基本结构，掌握各元件的功能以及如何实现这些功能；了解其它 先进的制动系统。建议读者对实际的汽车制动系统进行观察，了解其布置及各部件的结构功能。 发展历史 基本原理 滑动率与附着系数的关系 ABS控制及布置方式 ABS的工作过程 基本结构 轮速传感器 液压调节器 电子控制单 元 其它先进的制动系统
汽车的制动过程 全电子制动系统 智能制动控制系统 当汽车制动前轮抱死时，汽车会失去转向能力，后轮抱死时会造成汽车急转甩尾。 制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高制动减速度、缩短制动距离，能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽车的行驶安全。ABS 系统对汽车性能的影响主要表现在减少制动距离、保持转向操纵能力、提高行驶方向稳定性以及减少轮胎的磨损方面。 显示视频
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滑动率与附着系数的关 系 汽车在制动时，车速与轮速之间产生速度差，车轮发生滑动现象。滑动率的定义为： 在非制动状态（滑动率为0）下，制动附着系数等于0；在制动状态下，滑动率达到最优滑动率时，制动附着系数最大，在此之前的区域为稳定区域；之后，随着滑动率的增大制动附着系数反而减少，侧向附着系数也下降很快，汽车进入不稳定区域，特别是当滑动率为100%时，侧向附着系数接近于0，也就是汽车不能承受侧向力，这是很危险的。所以应将制动滑动率控制在稳定区域内。附着系数的大小取决于道路的材料、状况以及轮胎的结构、胎面花纹和车速等因素。 上一页下一页
汽车制动发展简史
l绪论硕」论文 1.3.3制动系统的基本工作原理 制动系统基本工作原理可以用图1.3.2所示的简单的液压制动系统工作原理示意 图来说明。在汽车行驶过程中,当驾驶员踩下制动踏板时,通过主缸推杆推动主缸活塞,使得制动主缸内部的制动液在一定的压力作用下流入制动轮缸,制动轮缸内部的 液压迫使摩制动器的擦衬片与制动盘接触,从而产生一个阻碍车轮旋转的摩擦力矩, 同时在车轮与路面的附着力作用下,产生了阻碍车轮运动的外力,此外力称之为地而 制动力。车轮在制动器与路面的双重作用下,最终使得汽车减速甚至停车。 摩擦衬片 制动踏板 制动盘 图1.3.2液压制动系统工作原理示意图 1.3.4汽车制动性能评价 汽车的制动性能主要从以下三个方面进行评价「`2】: (1)制动效能 汽车的制动效能是指汽车迅速减速直至停车的能力,主要的评价指标是汽车的制 动距离和制动减速度。制动距离将直接影响到汽车行驶的安全性,同时制动距离又取决于制动减速度,所以对汽车制动系统设计的关键是在路面附着条件下,尽可能的提 高汽车的制动减速度。 (2)制动效能的恒定性 制动效能的恒定性是指汽车在高速行驶或者长时间连续制动的情况下,制动效能 保持的程度,主要表现在制动器的抗热率性和抗水衰性。制动器在制动过程中,由于 摩擦作用温度将升高,在长时间的高温下,制动器的摩擦力矩通常会显著的下降;汽 车在涉水行驶时,水进入了制动器后,短时间内制动器的效能也会发生显著的降低。(3)制动时的方向稳定性 制动时一的方向稳定性是指汽车在制动过程中,不发生制动跑偏、侧滑以及失去转 向能力的性能。汽车制动时的方向稳定性与汽车前、后轴间制动力分配有着密切的关4 硕士论文汽车制动系统性能分析及优化设计 本世纪开始逐步发展,这个阶段的主要特点是汽车的制动系统完全依赖于电力进行传递,使得汽车的制动系统越来越智能化。因此,汽车制动技术和制动器产品将会是未 来汽车电子技术应用领域中的重要发展目标。 1.3.2制动系统的组成与分类 制动系统是由制动器和制动驱动机构组成t`。l。其中制动器是基于材料的摩擦理论而产生阻碍车轮运动或者运动趋势的力的部件,有鼓式和盘式之分。制动系统的控制机构是为了提供汽车所需的制动力而进行供能、控制、传动、调节制动能量的部件, 具体包括了助力器、制动踏板、制动主缸、制动轮缸、压力调节阀等。典型的液压制动系统组成如图1.3.1所示 l`纂巍 1一前制动盘,2一前制动盘总成,3一右前制动管路,4一制动主缸,5一压力调节阀, 6一左前制动赶路,7一制度真空助力器,8一驻车制动操纵杆,9一后制动管路, 10一驻车制动拉丝,11一后制动器总成 图1.3.1制动系统基本结构组成 制动系统按照制动能量传输方式,可分为:机械式、液压式、气压式、电磁式。
电子自动驻车系统(AUTOHOLD)
电子自动驻车系统(AUTOHOLD) 文字和图片部分摘自陈新亚编著“陈总编爱车热线书系” 自动驻车系统（AUTO HOLD）是一种汽车运行中可以实现自动手刹的技术应用。这项技术使驾驶者在车辆停下时不需要长时间刹车，以及在启动自动电子驻车制动的情况下，能够避免车辆不必要的滑行。 简单讲，自动驻车功能技术的作用就是使车辆不会溜后，特别适用于上下坡以及频繁起步停车时。自动驻车系统与电子手刹（EPB: Electrical Park Brake，学名：电控机械式驻车制动器）能够共同构成一套智能的刹车控制系统，从而将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起,并且由电子控制方式实现停车制动。 自动驻车工作原理 自动驻车系统功能的实现，并不是简单使用电子手刹来完成的。人们在上下坡或者红绿
灯前停车时，会使用手刹来驻车，此时如果单纯使用电子手刹，响应速度会比较慢。人用手来拉放手刹的时间大概不超过0.3秒，而且人控比电控更灵活一些，而启动电子手刹需要有一个踩刹车的前提动作，和按键的响应时间（避免误操作），而且电机运行的时间也偏长，约0.5秒。即便是踩油门时，电子手刹自动解除，这个动作也未免有些突兀，所以自动驻车系统的功能实现是另外一种原理。 自动驻车系统的工作原理在于：刹车管理系统通过电子手刹（EPB）的扩展功能来实现的对四轮刹车的控制。或者说，自动驻车系统是电子手刹（EPB）的一种扩展功能，由ESP 部件控制。 当车辆临时停驻，并且在很短一段时间之后就需要重新起动时，驻车就交由ESP控制的刹车来完成，电脑会通过一系列传感器来测量车身的水平度和车轮的扭矩，对车辆溜动趋势做一个判定，并对车轮实施一个适当的刹车力度，使车辆静止。这个刹车力度刚好可以阻止车辆移动，并不会太大，以便再次踩油门前行时，不会有太严重的前窜动作。而在临时驻车超过一定时限后，刹车系统会转为后轮机械驻车（打开电子手刹），来代替之前的四轮液压制动。当车辆欲将前行时，电子系统会检测油门的踩踏力度，以及手动挡车型的离合器踏板的行程，来判定刹车是否解除。 自动驻车功能 目前很多中高档轿车都有这个功能，只是各厂家的名称叫法不同，作用都是一样的。这个系统的功能主要体现在以下三方面： 一，行驶过程中遇红灯等需要短停的情况。系统会在车辆停稳后自动将车轮刹停，以防止溜车。这样就不用驾驶员老是想着拉手刹了。绿灯时直接加油门起步，系统会自动放开车轮。 二，上坡起步。作用和上一点差不多，上车起步的时候系统会自动刹住防止倒滑，等起步的前牵引力达到可以往坡上走的程度，系统会自动放开车轮直接前行。 三，停车落锁不用拉手刹。系统此时会自动刹住车轮，不过第三种功能在某些车型上没有，停车还要人工手刹。
制动系统设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告
1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 在全球面临着能源和环境双重危机的严峻挑战下世界各国汽车企业都在寻求新的解决方案一一如开发新能源技术，发展新能源汽车等等然而. 新能源汽车在研发过程中已出现!群雄争霸的局面在能源领域. 有压缩天然气，液化石油气，煤炼乙醇，植物乙醇，生物乙醇，，生物柴油，甲醇，二甲醚，合成油等等新能源动力汽车在转换能源方面有燃料电池汽车氢燃料汽车纯电动汽车轮毅电机车等等。选择哪种新能源技术作为未来汽车产业发展的主要方向是摆在中国汽车行业面前的重要课题。据有关专家分析进入新世纪以来，以汽车动力电气化为主要特征的新能源电动汽车技术突飞猛进。其中油电混合动力技术逐步进入产业化锂动力电池技术取得重大突破。新能源电动汽车技术的变革为我国车用能源转型和汽车产业化振兴提供了历史机遇[1]。 作为 21 世纪最清洁的能源———电能，既是无污染又是可再生资源，因此电动汽车应运而生，随着人民生活水平和环保觉悟的提高电动汽车越来越受到广泛关注[2]。传统车辆的转向、驱动和制动都通过机械部件连接来操纵，而在电动汽车中，这些系统操纵机构中的机械部件（包括液压件）有被更紧凑、反应更敏捷的电子控制元件系统所取代的趋势。加上四轮能实现± 90°偏转的四轮转向技术，车辆可实现任意角度的平移，绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。线控和四轮转向的有机结合，是当今汽车新技术领域的一大亮点，其突出特点就是操纵灵活和行驶稳定[3]。轮毂电机驱动电动车以其节能环保高效的特点顺应了当今时代的潮流，全方位移动车辆是解决日益突出的城市停车难问题的重要技术途径，因此，全方位移动的线控转向轮毂电机驱动电动车是未来先进车辆发展的主流方向之一。全方位移动车辆可实现常规行驶、沿任意方向的平移、绕任意设定点、零半径原地转向等转向功能[4]。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 电动汽车的出现得益于19世纪末电池技术和电机技术的发展较内燃机成熟，而此时石油的运用还没有普及，电动车辆最早出现在英国，1834年Thomas Davenport 在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电池车，此车的出现比世界上第一部内燃机型的汽车(1885年)早了半个世纪。1873年英国人Robert Davidson制造的一辆三轮车，它由一块铁锌电池向电机提供电力，这被认为是电动汽车的诞生，这也比第一部内燃机型的汽车早出现了13年。到了1881年，法国人Gustave Trouve 使用铅酸电池制造了第一辆能反复充电的电动汽车。此后三四十年间，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置，据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有
汽车制动系统
汽车制动系统 摘要：本文主要介绍汽车防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理分析，同时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理；并能进行控制电路的分析。 关键词：ABS系统组成原理控制电路 一、前言 ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS 既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。 ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。 ABS系统各组成部件的功能 传感器 1.车速传感器 检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式。 2.轮速传感器 检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用。 3.减速传感器
检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动。控制系统 执行器 制动压力调节器 接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低。 液压泵 受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。 ABS警告灯 ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU 控制闪烁显示故障代码。 ECU 接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作。 二、电子控制系统 2．1传感器的结构型式与工作原理 (一) 转速传感器 齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到ABS电脑，提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。 轮速传感器在车轮上的安装位置 轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。
制动系统的发展历史和现状
汽车制动系统如何发展 d 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。 一.制动控制系统的历史 最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装置。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16 车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。 随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机
械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20 世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。 20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技 术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是 机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安 全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规 定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进 了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助 力的ABS制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想， 且成本高。 1979年，默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助 力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发 出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁 阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路
汽车制动系统的研究
汽车制动系统的研究 汽车制动系统的研究 【摘要】汽车的制动性是汽车的主要性能之一，制动系统对汽车的安全性起着至关重要的作用，本文就汽车制动系统中的鼓式刹车、碟式刹车和防抱死刹车系统进行简单的阐述与研究。 【关键词】制动系统、鼓式刹车、碟式刹车、防抱死刹车系统 中图分类号： U463.5 文献标识码： A 文章编号： 简述 汽车制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。 制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。 在种类汽车制动系统中，制动器是汽车制动系中用以产生阻止车辆运动或运动趋势的力的部件。目前，种类汽车所使用的制动器都是摩擦制动器，也就是阻止汽车运动的制动力矩来源于固定元件和旋转工作表面之间的摩擦。 制动系统的分类 鼓式刹车 鼓式刹车（图1）是在车的轮毂里面装设两个半圆形的刹车片，利用杠杆原理推动刹车片与轮毂内表面接触发生摩擦，利用摩擦力矩实现轮毂的转速下降，从而实现制动。原理很简单，就像在我们的日常生活中，用一个水杯表示轮毂，手指表示刹车片，当杯子旋转时，手指紧贴水杯内壁，水杯就会停止旋转，汽车的鼓式刹车原理和这个原理是一样的。 鼓式刹车原理简单，当司机踩下刹车板时，通过杠杆机构推动液压泵，利用液压将刹车片推出，从而实现刹车。鼓式刹车在汽车制动上面已经应用了进一个世纪的历史，在同样的刹车力矩的的情况下，
鼓式刹车的车毂的直径可以比碟式刹车小得多，所以重载汽车要获得较大的刹车力矩，就采用鼓式刹车。 碟式刹车 碟式刹车（图2）的工作原理在日常生活中也经常见到，就如同我们旋转一个盘子，然后用手指去捏盘子，盘子就会慢慢停止旋转。汽车碟式刹车是由一个刹车油泵，一个与车轮相连的刹车圆盘和刹车卡钳组成。刹车时，高压刹车油推动卡钳内的活塞运动，将制动卡片压向刹车盘，从而实现刹车效果。碟式刹车系统在我们的日常生活中也经常见到，有的山地车就采用碟式刹车系统。 鼓式刹车系统（图1）盘式刹车系统（图2） 防抱死制动系统（ABS） 防抱死制动系统（ABS）（如图3）是一个闭环的制动控制系统，通常是有电子控制模块（ECU），液压控制单元（液压调节器）和车轮速度传感器等组成。它可以随时感知汽车制动轮在每一时刻的运动状态，并根据其运动状态相应的调节制动器制动力矩的大小，以避免车轮出现抱死现象，从而使得汽车在制动时能够有效地缩短制动距离并维持方向的稳定性，进而提高汽车的安全性。 防抱死制动系统（ABS）的作用就是让车轮在制动时处在转动与不转动之间，靠摩擦与制动鼓之间的摩擦力使汽车减速，同时汽车在转动时仍具有转向能力，摩擦片与制动鼓间的摩擦力随着发热而下降的速度要比轮胎与地面间的摩擦力下降缓慢一些，从而增加制动安全性。当在汽车需要全力制动时，通过控制所有车轮的滑移率，以获得轮胎与路面之间的最大纵向附着力，有效缩短制动距离，并保持一定的横向附着力，有效克制紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾等情况的，防止车身失控，提高车辆的制动稳定性。 ABS依靠装在车轮上的转速传感器以及车身上的车速传感器，采集各个车轮的转速等信号，然后传送到电子控制模块（ECU）计算出每个车轮的转速等数据，进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率，ABS电子控制模块根据计算出参数，通过液压制动单元调节控制过程的制动力。在车辆紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即
汽车防抱死制动系统的原理与发展
收稿日期:2005-12-13 作者简介:卞化梅(1969-),女,山西矿业学院机械制造工艺与设备专业毕业,北京工商大学机械制造自动化专业在读硕士,讲师。 汽车防抱死制动系统的原理与发展 卞化梅 (北京工业职业技术学院,北京100042) 摘 要:汽车用制动防抱死制动系统(简称ABS )是汽车主动安全性能的一项重要技术,目前在国内外已经得到广泛应用,介绍了ABS 的工作原理、发展历史、现状以及发展趋势,并着重介绍了国内ABS 的现状及发展趋势。 关键词:汽车;制动防抱死系统;滑移率;附着系数中图分类号:U463.52+6 文献标识码:A 文章编号:1671-6588(2006)01-21-04 Concept and Development of the Anti -lock Braking System Bian Huamei (Beijing Vocational &Technical Institute of Industry ,Beijing 100042,China ) Abstract :The Anti 2lock Braking System (ABS ),which is a great importance to active safety of vehicles ,has been widely used in home and abroad.This paper introduces the control concept ,the history of development ,the status in quo and the trend of development of ABS.It emphasizes the domestic status and trend of ABS.Key words :automobile ;Anti 2Lock Braking System ;slip ratio ;adhesion coefficient 0引言 随着汽车工业的飞速发展和道路交通设施的不断完善,汽车己逐渐成为人们的代步工具,人们在享受汽车带来舒适、便捷的同时,也对汽车行驶的安全性能提出了更高的要求,改善汽车的制动性能始终是汽车设计、制造部门的重要任务。 制动性能是汽车主要的安全性能之一。评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。制动时方向的稳定性,是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动(尤其是高速行驶时)而使车轮完全抱死,那是非常危险的。若前轮抱死,将使汽车失去转向能力;若后轮抱死,将 会出现甩尾或调头(跑偏、侧滑),尤其在路面湿滑的情况下,对行车安全造成极大的危害。 汽车防抱死制动系统(Anti -lock Braking Sys 2tem )简称ABS ,是一种机电液一体化装置,它在传统制动系统的基础上,采用电子控制技术,以实现制动力的自动调节,防止制动车轮抱死,以期获得最有效的制动效果,并大大提高车辆主动安全性。ABS 能够利用轮胎和路面之间的峰值附着性能,提高汽车抗侧滑性能,充分发挥制动效能,同时增加汽车制动过程中的可控性,从而减少事故发生的可能性,是一种具有防滑、防锁死等优点的安全刹车控制系统。1控制原理1.1滑移率的定义 第5卷 第1期2006年1月 北京工业职业技术学院学报 JOURNAL OF BEIJ ING VOCATIONAL &TECHNICAL INSTITU TE OF INDUSTRY №.1Vol.5 Jan. 2006