汽车ABS综述论文

汽车ABS综述绪论ABS四大优点1、加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。2、减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。3、有效缩短制动距离。在紧急制动状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况，拖动的比例占20％左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。4、减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆，而装备了ABS的车辆，只会留下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。第一章：汽车制动与转向特性简介1.1汽车制动与侧滑1.1.1汽车制动性能的评价指标1.1.2车轮制动时受力分析1.2驱动与侧滑第二章：防抱死制动系统概述2.1ABS系统的基本功能2.2ABS系统的种类2.3abs的控制方案与布置形式2.3.1四通道制动防抱死系统2.3.2三通道制动防抱死系统2.3.3双通道制动防抱死系统2.3.4单通道制动防抱死系统第三章：三通道制动防抱死系统的结构与工作原理3.1控制方法3.2控制过程3.3ABS系统的结构3.3.1车轮转速传感器3.3.2汽车制动防抱死系统的ECU3.3.2执行器一、制动压力调节器1.结构形式2.调压方式3.工作过程常规制动阶段制动压力降低阶段制动压力保持阶段制动压力升高阶段3.3电控单元3.4ABS系统的其他相关元件第四章：“防抱死刹车系统”英文译为“ABS”（Anti-lockedBrakingSystem），它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。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。普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死。制动无ABS有ABS行驶方向障碍物制动无ABS有ABS行驶方向障碍物近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将ABS列为标准配备。如果没有ABS，紧急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使行车方向变得无法控制。所以，ABS系统通过电子或机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。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。ABS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。制动防抱死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。22..汽汽车车制制动动时时车车轮轮受受力力分分析析（（11））制制动动器器制制动动力力制制动动蹄蹄与与制制动动鼓鼓（（盘盘））压压紧紧时时形形成成的的摩摩擦擦力力矩矩MMμμ通通过过车车轮轮作作用用于于地地面面的的切切向向力力————FFμμ（（22））地地面面制制动动力力制制动动时时地地面面对对车车轮轮的的切切向向反反作作用用力力————FFXX(3)附着力地面对轮胎切向反作用力的极限值Fφ。•地面制动力Fμ、制动器制动力FX及附着力Fφ之间的关系附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系汽汽车车的的制制动动性性汽汽车车在在行行驶驶过过程程中中，，强强制制地地减减速速以以至至停停车车且且维维持持行行驶驶方方向向稳稳定定性性的的能能力力称称为为汽汽车车的的制制动动性性。。评评价价制制动动性性能能的的指指标标主主要要有有：：（（11））制制动动效效能能————汽汽车车在在行行驶驶中中，，强强制制减减速速以以至至停停车车的的能能力力称称为为制制动动效效能能。。即即汽汽车车以以一一定定的的初初速速度度制制动动到到停停车车所所产产生生的的：：★★制制动动距距离离Ｖ——车速ω——车轮旋转角速度Ｍｊ——惯性力矩Ｍμ——制动阻力矩Ｗ——车轮法向载荷Ｆｚ——地面法向反力Ｔ——车轴对车轮的推力Ｆｘ——地面制动力ｒ——车轮半径ｒω——车轮切向速度，简称轮速★★制制动动时时间间★★制制动动减减速速度度（（22））制制动动时时的的方方向向稳稳定定性性————汽汽车车在在制制动动时时仍仍能能按按指指定定方方向向的的轨轨迹迹行行驶驶，，即即不不发发生生跑跑偏偏、、侧侧滑滑、、以以及及失失去去转转向向能能力力称称为为制制动动时时的的方方向向稳稳定定性性33..硬硬路路面面上上附附着着系系数数φφ与与滑滑移移率率ss的的关关系系（（11））制制动动过过程程中中车车轮轮的的三三种种运运动动状状态态第第一一阶阶段段：：纯纯滚滚动动，，路路面面印印痕痕与与胎胎面面花花纹纹基基本本一一致致车车速速VV==轮轮速速VVωω第第二二阶阶段段：：边边滚滚边边滑滑，，路路面面印印痕痕可可以以辨辨认认出出轮轮胎胎花花纹纹，，但但花花纹纹逐逐渐渐模模糊糊。。车车速速VV＞＞轮轮速速VVωω第第三三阶阶段段：：抱抱死死拖拖滑滑，，路路面面印印痕痕粗粗黑黑。。轮轮速速VVωω==00若若需需增增大大FFxx，，必必须须增增大大FF。。FF取取决决于于附附着着系系数数φφ，，φφ又又受受滑滑移移率率SS的的影影响响。。（（22））滑滑移移率率SS定定义义：：SS==[[((VV－－VVωω))//VV]]××110000%%==[[((VV－－rrωω))//VV]]××110000%%（（33））附附着着系系数数φφ与与滑滑移移率率ss的的关关系系分分析析结结论论：：SS＜＜2200%%为为制制动动稳稳定定区区域域；；SS＞＞2200%%为为制制动动非非稳稳定定区区域域；；将将车车轮轮滑滑移移率率SS控控制制在在2200%%左左右右，，便便可可获获取取最最大大的的纵纵向向附附着着系系数数和和较较大大的的横横向向附附着着系系数数，，是是最最理理想想的的控控制制效效果果。。44..理理想想的的制制动动控控制制过过程程（（11））制制动动开开始始时时，，让让制制动动压压力力迅迅速速增增大大，，使使SS上上升升至至2200%%所所需需时时间间最最短短，，以以便便获获取取最最短短的的制制动动距距离离和和方方向向稳稳定定性性。。（（２２））制制动动过过程程中中：：当当SS上上升升稍稍大大于于2200%%时时，，对对制制动动轮轮迅迅速速而而适适当当降降低低制制动动压压力力，，使使SS迅迅速速下下降降到到2200%%；；当当SS下下降降稍稍小小于于2200%%时时，，对对制制动动轮轮迅迅速速而而适适当当增增大大制制动动压压力力，，使使SS迅迅速速上上升升到到2200%%。。三三、、AABBSS控控制制参参数数11..以以车车轮轮滑滑移移率率为为控控制制参参数数根根据据车车速速和和车车速速传传感感器器的的信信号号计计算算车车轮轮的的滑滑移移率率作作为为控控制制制制动动力力的的依依据据。。SS高高于于设设定定值值，，EECCUU就就会会输输出出减减小小制制动动力力信信号号，，并并通通过过制制动动压压力力调调节节器器减减小小制制动动压压力力；；SS低低于于设设定定值值时时，，EECCUU就就会会输输出出增增大大制制动动力力信信号号，，并并通通过过制制动动压压力力调调节节器器增增大大制制动动压压力力，，控控制制滑滑移移率率在在设设定定的的范范围围内内。。已已有有用用多多普普勒勒雷雷达达测测量量车车速速的的AABBSS。。2.以车轮角加速度为控制参数ECU根据车轮的车速传感器信号计算车轮的角加速度作为控制制动力的依据。ECU中设置合理的角加速度、角减速度门限值。制动时，当车轮角减速度达到门限值时，ECU输出减小制动力信号；当车轮转速升高至角加速度门限值，ECU输出增加制动力信号。ABS的工作原理汽车制动时由于车轮速度与汽车速度之间存在着差异，因而会导致车轮与路面之间产生滑移，当车轮以纯滚动方式与路面接触时，其滑移率为零；当车轮抱死时其滑移率为100％。当滑移率在8％～35％之间时，能传递最大的制动力。制动防抱死的基本原理就是依据上述的研究成果，通过控制调节制动力，使制动过程中车轮滑移率控制在合适的范围内，以取得最佳的制动效果。ABS系统硬件构成主要由传感器（包括轮速传感器、减速度传感器和车速传感器）、电子控制装置、制动压力调节器三大部分组成，形成一个以滑移率为目标的自动控制系统。传感器测量车轮转速并将这一数据传送至电子控制装置上，控制装置是一个微处理器，它根据车轮转速传感器信号来计算车速。在制动过程中，车轮转速可与控制装置中预先编制的理想减速度的特性曲线相比较。如果控制装置判断出车轮减速度太快和车轮即将抱死时，它就发出信号给液压调节器，液压调节器可根据来自控制装置的信号对制动器的卡钳或轮泵的油压进行控制（作用、保持、释放、重新作用）。这一动作，每秒钟能出现10次以上。遇到紧急状况，驾驶员只要尽可能地用力踩下刹车踏板即可，其他的事情交给ABS来处理，因此驾驶者可此专心地处理紧急状况汽车在制动时，车速与轮速之间产生速度差，车轮发生滑动现象。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。汽车的制动过程在制动时车轮由于制动力矩的作用，地面给车轮一个制动力。随着制动力矩的增大，制动压力增大，车轮速度开始降低，滑动率和车轮转矩增大。可以认为在最优滑动率之前，车轮转矩和制动力矩同步增长，这就是说，在该阶段车轮减速度和制动力矩增大速度成正比且在该区域制动主要是滑转。但是，继续增大制动力矩，滑动率超过最优滑动率后进入不稳定区域，车轮的滑转程度不断增加，制动附着系数将减少，侧向附着系数将迅速降低。最终使车轮速度大幅度减少直至车轮抱死，这期间的车轮减速度非常大。轮胎印迹的变化经历了车轮自由滚动、制动和抱死三个过程。制动防抱死系统（ABS）的类型及布置形式1按生产厂家分类：德国的波许（Bosch）ABS系统和坦孚（Teves）ABS系统。目前欧、美、日、韩等国汽车采用最多；美国的达科（Delco）ABS系统；美国的本迪克斯（Bendix）ABS系统2按汽车制动系统分类（1）液压制动系统ABS；（2）气压制动系统ABS；（3）气顶液制动系统ABS。3按ABS中控制管路(通道)数和传感器数量，又可分为以下6种布置形式ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，这种控制方式称为独立控制；如果对两个(或两个以上)车轮的制动压力一同进行调节，则称这种控制方式为一同控制。在两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则