汽车防抱死控制系统设计
《汽车防抱死制动系统》 教学设计

《汽车防抱死制动系统》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解汽车防抱死制动系统(ABS)的工作原理。
(2)学生能够掌握 ABS 的主要组成部件及其功能。
(3)学生能够识别常见的 ABS 故障,并了解基本的诊断和排除方法。
2、过程与方法目标(1)通过实验和案例分析,培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
(2)通过小组讨论和交流,提高学生的合作学习能力和语言表达能力。
3、情感态度与价值观目标(1)激发学生对汽车技术的兴趣和学习热情。
(2)培养学生的安全意识和责任意识,认识到 ABS 在行车安全中的重要性。
二、教学重难点1、教学重点(1)汽车防抱死制动系统的工作原理。
(2)ABS 的主要组成部件及其功能。
2、教学难点(1)理解 ABS 工作过程中的控制逻辑和算法。
(2)掌握 ABS 故障的诊断和排除方法。
三、教学方法1、讲授法讲解汽车防抱死制动系统的基本概念、工作原理和组成部件等理论知识。
2、实验法通过实际操作汽车制动实验台,让学生直观感受ABS 的工作效果,加深对其工作原理的理解。
3、案例分析法结合实际的汽车故障案例,分析 ABS 故障的原因和诊断方法,提高学生解决实际问题的能力。
4、小组讨论法组织学生进行小组讨论,交流对 ABS 相关问题的看法和见解,培养学生的合作学习能力和思维能力。
四、教学资源1、多媒体教学设备,如投影仪、电脑等。
2、汽车制动实验台。
3、教学课件、视频资料。
4、相关的汽车维修手册和教材。
五、教学过程1、导入新课(5 分钟)通过播放一段汽车紧急制动时车轮抱死导致失控的视频,引发学生对汽车制动安全的关注,从而引出汽车防抱死制动系统的话题。
提问:在视频中,汽车制动时出现了什么问题?如何避免这种情况的发生?2、知识讲解(30 分钟)(1)介绍 ABS 的定义和作用定义:汽车防抱死制动系统是一种在汽车制动时能自动控制车轮制动力,防止车轮抱死,以获得最佳制动效果的制动系统。
汽车防抱死制动系统(ABS)知识

车辆工程技术58车辆技术0 前言 防抱死制动系统是汽车中的重要系统,其肩负着汽车的安全性,同时伴随着社会经济的不断变化,人们生活条件也在发生改变,对汽车的需求量也在逐年的递增,这更加需要确保汽车的内部结构稳定性,这样才可以确保人们安全出行。
因此笔者结合自身多年工作经验,就汽车防抱死制动系统(ABS)知识进行研究,希望可以为相关工作人员提供参考依据,当然其最终的目的也是为了避免安全事故等问题的发生,进而大幅度提高制动时的安全性。
1 汽车防抱死制动系统的构成1.1 车轮速度传感器 汽车防抱死制动系统的构成包含很多系统,主要具体我们从以下几方面深入分析。
第一点,车轮速度传感器,通常情况下车轮的左右前轮,或者是左右后轮内部都安装相应的传感器,他主要是为了检测各个车轮的转速以及车轮打滑出现的几率,而汽车制动能否安全稳定直接关乎人民生命财产安全,所以为了降低不必要事故问题的发生,我们必须要选择正确的传感器进行安装,也要确保汽车防抱死制动系统零件的完整性[1]。
第二点,很多汽车在行驶过程中会因传感器失灵而致使问题的出现,所以我们通常情况下可以采用多个车轮速度推定计算车身速度的方法,来检测汽车在行驶过程中每一个车轮的转速。
1.2 防抱制动系统执行元件 防抱制动系统执行原件,也是该系统中的重要组成部分,关乎汽车能否安全运行,具体我们做好以下分析。
首先,工作人员在配管中安装设主泵和车轮分泵的过程中,他能够发挥很大的作用,目的是为了调节通向各车油轮油缸的制动油压,以此来实现控制制动力的目标,确保汽车能够安全稳定行驶。
同时为了监视整个汽车系统的工作状况,相关工作人员也要相将相应的制动油压控制在合理的范围内,并借助控制指令第一时间传送到ABS执行原件中去,且发挥援建的最大化作用。
其次 ECU往往是根据汽车车轮速度传感器的车轮速度信号,进一步去推算当前汽车行驶过程中整个车身的速度,当然我们也可以借助其他方式监测各个车轮的运转状况,这样才能够确保汽车制动的安全稳定性。
ABS系统电控单元

(2)计算电路
计算电路的功用是:根据轮速传感器 信号,计算出车轮瞬时速度而后求知加 (减)速度、初始速度、参考车速及滑 移率。最后根据车轮加(减)速度和滑 移率形成相应的控制指令,向电磁阀控 制电路输出制动压力增大、保持、减小 的控制信号。
计算电路由两个完全相同的微处理器组成:
其主要目的是:两个微处理器计算结果相同时, 输出指令ABS工作。计算结果不同时,关闭ABS, 防止出现错误控制。
1、电子控制单元的功用
接收轮速传感器及其它开关信号,并进行放大、 整形、计算、比较,按照特定的控制逻辑,分析、 判断后输出指令,控制制动压力调节器执行制动 压力调节任务。
2、ABS ECU的组成
目前,尽管各车用ABS ECU内部控制程序、 参数不同,但一般均由以下几个基本电路组成。
输入电路 计算电路 输出电路 安全保护电路
3.制动防抱死控制过程 (1)车速超过8Km/h ,需要制动踩下踏制动 踏板时,制动开关闭合 ,蓄电池电压送至ECU 端子25,ECU获知汽车 进入制动状态。ECU将 根据各轮速传感器输入 的电压信号对车轮运动 状态进行监测。
(2)制动中,各车轮 滑移率均小于20%时, ECU端子2、35、18均 开路,每个电磁阀线圈 中均无电流通过,各制 动分泵制动液压力将随 制动总泵输出制动液压 力的变化而变化-增压。 。
输出电磁阀 输出电磁阀通常切断制动轮泵和阻尼器
间的油路,ABS控制减压模式时打开油路让轮 泵里的油压通过阻尼器回到制动总泵。
一、液压控制单元
高压蓄能器 储存高压制动液。 储液器又起缓冲的作用,通过容器内的油液
储存吸收电动泵工作时的油压变化,减少ABS工 作时的踏板震动感。
储液器出口处的吼管起减少液体流动时产生 的噪音作用。
车辆工程毕业设计2ABS汽车防抱死制动系统设计

1 防抱死制动系统概述1.1 ABS的功能汽车ABS在高速制动时用来防止车轮抱死,ABS是英文Anti-lock Brake Syetem的缩写,全文的意思是防抱死制动系统,简称ABS。
凡驾驶过汽车的人都有这样的经历:在积水的柏油路上或在冰雪路面紧急制动时,汽车轻者会发生侧滑,严重时会掉头、甩尾,甚至产生剧烈旋转。
制动力过大,将使车轮抱死,汽车方向失去控制后,若是弯道就有可能从路边滑出或闯入对面车道,即使不是弯道也无法躲避障碍物,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。
总之,汽车制动时车轮如果抱死将产生以下不良影响:方向失去控制,出现侧滑、甩尾,甚至翻车;制动效率下降,延长了制动距离;轮胎过度磨损,产生“小平面”,甚至爆胎。
ABS防抱死制动装置就是为了防止上述缺陷的发生而研制的装置,它有以下几点好处:增加制动稳定性,防止方向失控、侧滑和甩尾;提高制动效率,缩短制动距离(松软的沙石路面除外);减少轮胎磨损,防止爆胎。
现代轿车的ABS由输入传感器、控制电脑、输出调制器及连接线等组成。
输入传感器通常包括死个车轮的轮速信号、刹车信号,个别车型还有减速度信号、手刹车或车油面信号。
ABS的第一个优点是增加了汽车制动时候的稳定性。
汽车制动时,四个轮子上的制动力是不一样的,如果汽车的前轮抱死,驾驶员就无法控制汽车的行驶方向,这是非常危险的;倘若汽车的后轮先抱死,则会出现侧滑、甩尾,甚至使汽车整个掉头等严重事故。
ABS可以防止四个轮子制动时被完全抱死,提高了汽车行驶的稳定性。
汽车生产厂家的研究数据表明,装有ABS的车辆,可使因车论侧滑引起的事故比例下降8%左右。
ABS的第二个优点是能缩短制动距离。
这是因为在同样紧急制动的情况下,ABS可以将滑移率(汽车华东距离与行驶的比)控制在20%左右,即可获得最大的纵向制动力的结果。
防抱死制动系统

发展历史
ABS系统的发展可追溯到20世纪初期。进入20世纪70年代后期,数字式电子技术和大规模集成电路迅速发展, 为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础,许多家公司相继研制了形式多样的ABS系统。自20世纪80年代中期以来, ABS系统向高性价比的方向发展。有的公司对ABS进行了结构简化和系统优化,推出了经济型的ABS装置;有的企 业推出了适用于轻型货车和客货两用汽车的后轮ABS或四轮ABS系统。这些努力都为ABS的迅速普及创造了条件。 ABS系统被认为是汽车上采用安全带以来在安全性方面所取得的最为重要的技术成就。 百科x混知:图解ABS
分类
防抱死制动系统一是按生产厂家分类,二是按控制通道分类。以下主要介绍按通道分类的方法。
在ABS中,对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。
ABS装置的控制通道分为四通道式、三通道式、二通道式和一通道式。
(1)四通道式 四通道ABS有四个轮速传感器,在通往四个车轮制动分泵的管路中,各设一个制动压力调节器 装置,进行独立控制,构成四通道控制形式。但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大(如路面部分积水或 结冰),制动时两个车轮的地面制动力就相差较大,因此会产生横摆力矩,使车身向制动力较大的一侧跑偏,不能 保持汽车按预定方向行驶,会影响汽车的制动方向稳定性。因此,驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时, 应降低车速,不可盲目迷信ABS装置。
性能特点
ABS系统的作用是什么?防抱死刹车系统可以提高行车时,车辆紧急制动的安全系数。换句话说,没有ABS的 车,汽车在遇紧急情况采取紧急刹车时,容易出现轮胎抱死,也就是方向盘不能转动,这样危险系数就会随之增 加,很容易造成严重后果。
单通道ABS一般都是对两后轮按低选原则进行一同控制。单通道ABS不能使两后轮的附着力得到充分利用,因 此制动距离不一定会明显缩短。另外前轮制动未进行控制,制动时前轮仍会出现制动抱死,因而转向操纵能力也 未得到改善,但由于制动时两后轮不会抱死,能够显著的提高制动时的方向稳定性,在安全上是一大优点,同时 结构简单,成本低等优点,所以在轻型载货车上广泛应用。
ABS汽车防抱死制动系统设计

ABS汽车防抱死制动系统设计优秀设计摘要ABS系统可以显著提高或改善汽车紧急制动时的操控性和稳定性,缩短了制动距离,是一种新型的汽车电子控制产品,并得到了越来越广泛的应用。
本文以轿车为研究对象,展开对汽车ABS的研究。
主要完成了以下的工作:通过对单个车轮时的受力分析确定了影响车轮附着系数的主要因素;通过比较电磁感应式轮速传感器和霍尔效应传感器的性能优缺点,采用并设计了霍尔效应式轮速传感器;通过对控制结构的分析设计了以INTEL公司生产的80C196KC单片机为核心的实时控制系统,包括信号输入电路、控制输出电路、驱动电路等硬件部分;经比较各种控制方案,确定了“逻辑门限制法”作为控制方案,并选用加速度和滑移率的组合作为控制参数。
采用事件门限来计算车轮的转速。
本文通过学习比较根据所学只是设计了ABS控制系统。
从理论上实现了ABS 的控制功能,完成了设计要求。
在设计过程中对汽车制动理论和制动装置有了较为深入的了解,扩大了自己的知识面,自己解决问题的能力也得到了提高。
关键词:防抱死制动系统电子控制单元门限值滑移率轮速传感器ABSTRCTAnti-lock Braking System (ABS) is an important device to improve the active safety of vehicle. ABS can greatly improve steering control ability during the brake maneuver and shorten stopping distance. Today with the improvement of the vehicle speed, ABS is applied widely.With the car as the research object, the research on ABS hasbeen carried on. And a series of work were finished:The dynamic situation of wheel was analyzed. Then, the model of hydraulic ABS was built and assured main complication affect the wheeler appendiculate coefficient.By comparing the capability of electromagnetism rotate speed sensor with Houer rotate speed sensor, we chose the later, and have designed a sensor of this kind.Via analyse the control system structure, we have designed a real-time system with the singlechip 80c196kc produced by Intel company .It comprises with signal input, singlechip system, output, drive electro circuit and otherwise parts of hardware segment.After comparing the different projects of the controllers, the method of logic rate has been comfirmed, and the combination of acceleration and slippage rate as been chose as control parameters. The time gate method to calculate the wheel rotate speed was adopted.In this paper, based on the knowledge I have mastered, I designed a ABS system and realized the control function in theory, accomplished my assignment. I have gotten a in-depth understand of motorcar trig theory and equipment. It widen my knowledge scope, improved my ability of solving problems.Kyewords: ABS electronic control slippage gate rotate speed sensor目录1 防抱死制动系统概述 (1)1.1 ABS的功能 (1)1.2 防抱死制动系统的发展历史 (2)1.3 防抱死制动系统的发展趋势 (3)1.4 国内ABS系统研究的理论状态和具有代表的ABS产品公司 (5)2.1 制动时汽车的运动 (7)2.1.1 制动时汽车受力分析 (7)2.1.2 车轮抱死时汽车运动情况 (8)2.2 滑移率定义 (10)2.3 滑移率与附着系数关系 (10)2.4 制动时车轮运动方程 (12)2.5 采用防抱死制动的必要性 (13)2.6 防抱死制动系统的基本工作原理 (14)3 防抱死制动系统硬件设计 (18)3.1 防抱死制动系统的布置形式与组成 (18) 3.1.1防抱死制动系统的布置形式 (18) 3.1.2防抱死制动系统的基本组成 (21) 3.2 80C196KC最小系统 (23)3.2.1 CPU简介 (24)3.2.2 时钟电路设计 (28)3.3 防抱死制动系统轮速传感器选择 (29) 3.3.1霍尔传感器的设计 (32)3.3.2霍尔开关电路的选择 (32)3.3.3传感器齿盘的设计 (34)3.4 防抱死制动调压系统工作过程9 (35) 3.5 电源设计 (39)3.6 信号输入电路设计 (39)3.7 电磁阀驱动电路的设计 (40)3.8 泵电机驱动电路的设计 (43)3.9 ABS系统报警LED灯设计 (44)3.10 EPROM和RAM的扩展 (45)3.11故障诊断硬件电路设计 (47)3.12硬件抗干扰设计 (48)3.13车轮制动器的选择 (52)4.1 控制方案和控制参数的选取 (55)4.2 控制参数及其计算 (56)4.2.1门限减速度的求取 (56)4.2.2门限加速度的求取 (58)4.2.3路面识别技术 (58)4.2.4车身参考速度的确定 (58)4.3 控制过程 (62)4.4 程序设计 (65)5 结论与展望 (67)5.1 研究工作总结 (67)5.2 防抱死制动系统发展方向 (67)参考文献 (70)英文翻译 (68)附录 (77)致谢 (84)1 防抱死制动系统概述1.1 ABS的功能汽车ABS在高速制动时用来防止车轮抱死,ABS是英文Anti-lock Brake Syetem的缩写,全文的意思是防抱死制动系统,简称ABS。
汽车防抱死制动系统(ABS)

目录
1. 概述 2. ABS的理论基础 3. ABS的构造与工作原理 4. ABS的控制技术 5. 典型ABS举例
2
防抱死制动系统及其功能
简称:ABS (Antilock Braking System )
车辆制动效果的评价指标
制动距离短:车轮与路面之间的制动力尽可 能大
-侧偏角:车轮滚动方向与 车辆的行驶方向之间的夹角
v-vRcosα Δv
绝对滑移率
Sa
v
vR v
纵向滑移率
v
vRsinα
Sbx
v
vR cos
v
侧向滑移率
Sby
vR
sin
v
13
制动滑移率 与车轮运动状态的关系
S=0
纯滚动
0﹤S﹤1 边滚动边滑动
S=1
纯滑动
结论:滑移率描述了制动过程中车 轮滑移的程度,滑移率值越大,表 明滑移越严重。
14
制动时轮胎与路面之间的制动力系数与滑移率有着密
切的关系,这种函数关系通常用滑移率—制动力系数 特性曲线来描述
制动力系数特性曲线
制动力系数
1.2 fm
A
1 fs
B
0.8
0.6
0.4
0.2
O
Sm
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
了制动过程中车轮滑移的程度,滑移率值 越大,表明滑移越严重。
12
以上讨论的是汽车在直线路面上行驶的情形。当汽车转向或行驶在弯曲
的道路上时,由于惯性等因素的作用,车轮受到侧向力的作用。此时车
轮的滚动方向与汽车的行驶方向不一致,两者之间的夹角称为侧偏角。
ABS+EBD+ESP

ABS的应用ABS(Anti-lock Brake System)即“防抱死制动系统”,能有效控制车轮保持在转动状态,提高制动时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。
ABS通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器不断检测各车轮的转速,由计算机算出当时的车轮滑移率,并与理想的滑移率相比较,做出增大或减小制动器制动压力的决定,命令执行机构及时调整制动压力,以保持车轮处于理想制动状态。
1906年ABS首次被授予专利,1936年博世注册了一项防止机动车辆车轮抱死的“机械”专利。
所有的早期设计都有着同样的问题:因过于复杂而容易导致失败,并且它们运作太慢。
1947年世界上第一套ABS系统首次应用于B-47轰炸机上。
Teldix公司在1964年开始研究这个项目,其ABS研究很快被博世全部接管。
两年内,首批ABS测试车辆已具有缩短制动距离的功能。
转弯时车辆转向性和稳定性也被保证,但当时应用的大约1000个模拟部件和安全开关,这意味着被称为ABS 1系统的电子控制单元的可靠性和耐久性还不能够满足大规模生产的要求,需要改进。
博世在电子发动机管理的发展过程中获得的技术,数字技术和集成电路(ICs)的到来使电子部件的数量降低到140个。
1968年ABS开始研究应用于汽车上。
1975年由于美国联邦机动车安全标准121款的通过,许多重型卡车和公共汽车装备了ABS,但由于制动系统的许多技术问题和卡车行业的反对,在1978年撤消了这一标准。
同年博世作为世界上首家推出电子控制功能的ABS系统的公司,将这套ABS 2的系统开始安装作为选配配置,并装配在梅赛德斯-奔驰S级车上,然后很快又配备在了宝马7系列豪华轿车上。
在这一时期之后美国对ABS的进一步研究和设计工作减少了,可是欧洲和日本的制造厂家继续精心研制ABS。
进入20世纪80年代以后,由于进口美国的汽车装备有ABS,美国汽车制造厂对美国汽车市场上的ABS显示出新的兴趣。
随着微电子技术的飞速发展和人们对汽车行车安全的强烈要求,ABS 装置在世界汽车行业进一步得到广泛应用。
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武汉纺织大学毕业设计(论文)任务书课题名称:汽车悬架的建模与仿真完成期限: 2015 年01 月10 日至 2015年 05月31日学院名称机械工程与自动化专业班级学生姓名学号指导教师指导教师职称副教授学院领导小组组长签字武汉纺织大学毕业设计(论文)开题报告3目录1. 绪论 (VII)1.1 防抱死制动系统概述 (1)1.1.1 防抱死制动系统的产生 (1)1.1.2 防抱死制动系统的优点 ..............................错误!未定义书签。
1.2 防抱死制动系统的发展历史 (3)1.3 防抱死制动系统的发展趋势 (4)1.4 国内防抱死制动系统的研究和应用概况 (6)2. 汽车防抱死控制系统设计 (7)2.1 防抱死制动系统(ABS)的基本组成 (7)2.1.1 ABS的组成 (7)2.2 防抱死制动系统(ABS)的工作原理 (9)2.2.1 ABS控制原理.................... (9)2.3 ABS控制器主要硬件部分 (10)2.4 汽车车速传感器的工作原理 (15)2.5 轮速处理算法 (16)2.6 防抱死制动系统软件设计 (17)3. ABS的使用与检修 (18)3.1 ABS故障检修基础 (18)3.2 防抱死制动系统使用与检修注意事项 (19)3.3 防抱死制动系统故障自诊断20 3.4 防抱死制动系统主要部件的故障检修 (21)4. 系统软件设计 (27)5. 结束语 (30)参考文献 (31)附录I系统硬件原理图 (32)附录ⅡABS在整车上的布置 (40)附录Ⅲ系统程序...... . (41)致谢 (50)1. 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[1]。
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越短,越有利于避免交通事故的发生,它是制动性最基本的评价指标2.制动时汽车的方向稳定性汽车制动时,维持原有的行驶方向,不发生跑偏,侧滑,性能。
汽车制动过程中,失去方向稳定性和失去转向控制能力。
3.制动效能的恒定性汽车在连续多次制动或涉水后仍具备必要的制动功能的能力,即抗衰退性。
抗衰退性是指汽车在繁重工作条件下制动时(如下长坡时长时间连续制动),制动器温度升高后,其制动效能的保持程度。
它是设计制动器及选材中必须认真考虑的一个重要问题。
以上三项指标中,前两项指标采用 ABS装置后,其性能都会有明显的改善和提高,对避免交通事故的发生能起到很好的作用,因此 ABS是汽车上十分重要的主动安全装置[2]。
1.1.2 防抱死制动系统的优点ABS与常规制动系统相比,有以下优点:1.改善制动效能.这是因为在同样紧急制动情况下,ABS系统可以将滑移率控制在20%左右,充分利用纵向峰值附着系数和较大的侧向附着系数,使车轮和地面间产生最大的地面制动力,缩短了制动距离。
2.改善汽车制动时的方向稳定性。
汽车制动时,四个轮子的制动力是不一样的。
如果汽车的前轮抱死滑拖,驾驶员就无法控制汽车的行驶方向,汽车就失去了转向操纵能力,只能按惯性力的方向运行,无法避开行人和障碍物:若后轮先抱死,则会出现侧滑、甩尾,甚至使汽车整个调头等严重事故。
3.改善汽车制动时的横向稳定性.如果车轮抱死,横向附着系数(也称侧向附着系数)就非常小,汽车极易侧滑。
ABS把滑移率控制在8%~25%之间,横向附着系数较大,有足够的抵抗横向千扰的能力。
4.改善车轮的磨损状况。
汽车车轮抱死滑拖会造成轮胎局部杯型磨损,轮胎面磨损也会不均匀,使轮胎磨损消耗增加。
经测定,汽车在紧急制动时,车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费,己超过一套防抱死制动系统的造价,缩短轮胎的使用寿命,ABS系统可以防止这种情况出现。
5.减轻驾驶员的劳动强度,减少驾驶员紧张情绪,提高了乘客的乘坐舒适性和安全性。
6.使用方便,工作可靠,维修简便。
制动时只要把脚踏在制动踏板上,ABS 系统就会根据情况自动进入工作状态,如遇雨雪路滑,驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动,ABS系统会使制动状态保持在最佳点。
如果发现系统有故障,就会自动恢复为常规制动状态。
1.2 防抱死制动系统的发展历史ABS发展至今,其发展史大致可划分为三个阶段。
20世纪30年代至50年代,这一时期是 ABS诞生和初步发展的时期。
制动防抱死系统最初不是用在汽车上,而是首先用在铁路机车上,以防止火车车轮制动抱死后在钢轨上滑行使制动距离延长,同时造成局部摩擦,致使车轮、钢轨早期损坏和车轮不能平稳旋转而产生噪声和振动。
随后又应用于飞机上,以防止飞机着陆后制动跑偏、甩尾和轮胎剧烈磨损,缩短滑行距离。
在30年代机械式防抱死制动系统就开始在飞机上获得应用。
由于飞机对制动时的方向稳定性要求高,而 ABS的价格占飞机总价格比例较小,机场的场面条件简单,尾部机轮可以精确测量机速,从而可获得正确的滑移率,实现精确控制等一系列有利条件,使 ABS 在飞机上的应用取得成功,普及率很快上升,并很快成为飞机上的标准装备[3]。
汽车上使用 ABS始于20世纪50年代,福特汽车公司首先将它装配在汽车上,这开创了汽车使用 ABS的先河。
1969年,林肯大陆牌III型汽车安装了由凯。
海斯研制成功的奥托一林纳防抱死装置。
装在后轮上的传感器能发送讯号到杂物箱后面的计算机,当传感器向计算机发出制动器将要抱死讯号时,计算机便控制制动管路上的真空操纵阀,以降低后制动器的油压。
装用 ABS的轿车在光滑路面制动时确实提高了其稳定性,但在不好路面上制动,其制动距离较一般制动系的汽车长,加上ABS的体积、质量大,价格高,销路很有限。
制动厂家终于在70代中期停止了ABS汽车的生产。
由于科学技术的发展,欧洲随后研制成由数字计算机组成的较为现代型的 ABS。
数字计算机不易受干扰,速度快,可以把降低增加制动液压循环的次数增加到每秒十余次。
其速度完全可以与数字计算机处理数据的速度相匹配。
这种较为现代的ABS体积小、质量轻、动作更快、更准确。
波许公司在 20世纪 60年代初就开始ABS的开发工作,于 1978年正式生产出ABS1型汽车防抱死制动系统,以后相继开发出将汽车防抱死制动系统与驱动力自动调节装置有机结合的ABS/ASR系统。
该公司于 1975年研制出部分集成模拟信号处理的第一代 ABS产品,以后又相继研制出全数字化和高度集成化的ABS 产品,并将微机控制用于制动系统中。
德国的坦威斯公司(TEVES)于1984 年首次推出了整体式 ABS—坦威斯MK11 ,该系统将防抱死制动压力调节装置与制动主缸和液压制动助力器组合为一个整体,而在该系统出现以前,所有的ABS 都是将制动压力调节装置作为一个单独的整体,附加在常规的制动系统中,即采用的都是分离式结构。
20世纪30-50年代,西方国家研制出纯机械式的ABS并少量装备于汽车。
到了60年代,模拟电子技术在 ABS上开始使用,但因成本太高,可靠性也不稳定,未能在汽车上广泛使用。
70年代后期出现了数字式电子控制的ABS,从而揭开了现代ABS大发展的序幕。
通过数字化和集成化,使ABS的组件数目大大减少,降低了成本,提高了可靠性,欧、美、日的汽车公司逐步在汽车上装备了ABS。
进入70年代后,随着电子技术的进步,数字电子技术、大规模集成电路的发展和微机的运用,电子控制式ABS日趋成熟,成本不断降低,并且体积小、质量轻、控制精度高,其安全效能十分显著,普遍受到人们的欢迎和认可,为其迅速普及创造了条件。
20世纪80年代ABS向着提高效能成本比的方向发展,是汽车ABS研制生产应用迅速发展的阶段,加之法规的推动作用,ABS已成为汽车上标准装备或选择装备。
1.3 防抱死制动系统的发展趋势1. ABS本身控制技术的提高。
现代制动防抱死装置多是电子计算机控制,这也反映了现代汽车制动系向电子化方向发展。
基于滑移率的控制算法容易实现连续控制,且有十分明确的理论加以指导,但目前制约其发展的瓶颈主要是实现的成本问题。
随着体积更小、价格更便宜、可靠性更高的车速传感器的出现,ABS 系统中增加车速传感器成为可能,确定车轮滑移率将变得准确而快速。
全电制动控制系统BBW(Brake-By-Wire)是未来制动控制系统的发展方向之一。
它不同于传统的制动系统,其传递的是电,而不是液压油或压缩空气,可以省略许多管路和传感器,缩短制动反应时间,维护简单,易于改进,为未来的车辆智能控制提供条件。
但是,它还有不少问题需要解决,如驱动能源问题,控制系统失效处理,抗干扰处理等。
目前电制动系统首先用在混合动力制动系统车辆上,采用液压制动和电制动两种制动系统。