汽车abs技术及发展趋势研究专科论文

汽车abs技术及发展趋势研究专科论文内容摘要：

电子技术的发展， ABS 进入电子控制时代。 20 世纪 60 年代后期到 70年代初期，凯尔塞海伊斯公司研制生产的两轮制动的 ABS、克莱斯勒公司与BENDIX 公司合作研制的四轮制动的 ABS、 BOSCH 和 TEVES 公司研制的 ABS、 WABCO公司与 BENZ 公司合作研制的装备在气压制动的载货汽车上的 ABS，都是由模拟式电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制，直接对各制动轮以电子控制压力进行调节。 由于模拟式电子控制装置反应速度慢、控制精度低、易受干扰，致使各种 ABS 均未达到预期的控制效果。 黄冈职业技术学院毕业论文 3 目前，国际上 ABS 在汽车上的应用越来越广泛，已成为绝大多数汽车 的标准装备，北美和西欧的各类客车和轻型载货汽车， ABS 的装备率已达 90%以上，轿车 ABS 的装备率在 60%左右，运送危险品的载货汽车 ABS 的装备率为 100%。 仅依靠调节发动机输出转矩不能解决汽车在对开路面上很好地起步加速的问题。 为了解决这一问题，需要对附着不好的一侧驱动轮施加部分制动，以充分发挥附着条件较好的一侧的地面驱动力。 随着 ABS 技术的不断发展和成熟，利用ABS压力调节系统可实现这一目标。 采用制动干预控制的 ASR系统通常都是同 ABS集成在一起的，形成 ABS/ASR 系统。 1986 年 12 月， BOSCH 公司 第一次将 ABS 与ASR 结合起来，率先推出了具有防抱死制动和驱动防滑转功能的防滑控制系统ABS/ASR 2U 装置。 同期， BENZ 公司与 WABCO 公司也联合开发出了应用在载货汽车上的 ABS/ASR 系统。 此后，各大汽车公司纷纷开始应用 ABS/ASR 系统，使其成为顶级豪华车的标准配置。 随着各大公司不断开发出结构更紧凑、成本更低、可靠性更强、功能更全面的 ABS/ASR 系统， ABS/ASR 系统也逐渐应用于中、低档汽车上。 到 1997 年时，已经有 23 家汽车厂商的近 50 种车型使用了 ABS/ASR 系统。 国内发展概 况 国内研究开发 ABS 起步较晚，约始于 20 世纪 80 年代中期。 但我国对 ABS的系统开发十分重视，制定相应的法规力促 ABS 的发展。 1993 年 4 月 1 日开始实施的 GB 1359492《汽车防抱死制动系统性能要求和试验方法》，为 ABS 成为标准装备提供了试验方法和依据。 1999 年 10 月 1 日实施的 GB 12676— 1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》规定： 2020 年 10 月 1 日以后，大型客车和大型载货汽车必须安装符合 GB 13594 中规定的一类 ABS。 估计 2020 年我国新生产的中、重型载货汽车，大、中型客车 ABS 的装车率为 100%，而小、微型客车 ABS 的装车率为 20％ ，轿车 ABS 装车率为 50%。 黄冈职业技术学院毕业论文 4 3 ABS 的基础知识 ABS 的概述 在汽车制动时，如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。 如果只是前轮 (转向轮 )制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力。 如果只是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将产生侧滑 (甩尾 )现象。 这些都极易造成严重的交通事故。 因此，汽车在制动 时不希望车轮制动到抱死滑 移 [7]，而是希望车轮制动到边滚边滑的状态。 由试验得知，汽车 车轮的滑动率在 15％～ 20％ 时，轮胎与路面间有最大的附着系数。 所以为了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在的附着能力，目前在大多数车辆上都装备了防抱死制动系统 (Antilock Brake System)，简称 ABS。 “ ABS” 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。 为了对采用 ABS 的必要性有所了解，现介绍以下有关制动基础知识。 汽车制动性能的主要评价指标 对汽车的制动性能有多方面的要求，因而有多方面的评价指标，一般常提到以下三个方面。 它们是： 制动效能 黄冈职业技术学院毕业论文 5 制动效能主要指制动距离与制动减速度，通常实用中多指制动距离。 制动距离是指驾驶员开始踩制动踏板到汽车完全停车所行驶的距离。 制动距离越短，越有利于避免交通事故的发生，它是制动性能最基本的评价指标 [5]。 制动时汽车的方向稳定性 制动时汽车的方向稳定性，一般是指制 动过程中维持汽车直线行驶和按预定弯道行驶的能力。 如果汽车制动时发生侧滑、甩尾、严重时出现调头，都不可能维持原行驶方向，会使汽车失去方向稳定性；如果汽车在弯道行驶中制动时，汽车不再按原来弯道行驶，出现冲入其它车道或冲出路面，或者即使是直线行驶，也无法避开障碍物，操纵转向盘也不起作用，则为汽车失去转向控制能力（转向操纵性）。 汽车制动过程中，失去方向稳定性和失去转向控制能力，都是造成交通事故的重要原因。 制动效能的恒定性 制动效能的恒定性，主要指抗热衰退性能。 抗热衰退性能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 [14]。 ABS 的基本组成 现代 ABS 尽管采用的控制方式、方法以及结构形式各不相同，但除原有的传统的常规制动装置外，一般 ABS 系统主要由传感器（车速传感器、轮速传感器、减速传感器）、电子控制装置（电子控制器 ECU、 ABS 控制模 块、 ABS 计算机等）和执行器（制动压力调节器、液压泵、 ABS 警告灯 、 ECU）三个部分组成。 如下图： 黄冈职业技术学院毕业论文 6 其中传感器主要是车轮转速传感器，执行器主要指制动压力调节器。 车轮转速传感器 车轮转速传感器是 ABS 中最主要的一个传感器。 车轮转速传感器常简称为轮速传感器，其作用是对车轮的运动状态进行检测，获得车轮转速（速度）信号。 电子控制器 ABS 的电子控制器（ Electronic Control Unit），常用 ECU 表示，简称 ABS电脑。 它的主要作用是接收轮速传感器等输入信号，计算出轮速、参考 车速、车轮减速度功、滑移率等，并进行判断、输出控制指令，控制制动压力调节器等进行工作。 另外， ABS 电脑还有监测等功能，如有故障时会使 ABS 停止工作并将 ABS警示灯点 亮 [7]。 制动压力调节器 制动压力调节器是 ABS 中的主要执行器。 其作用是接受 ABS 电脑的指令，驱动调节器中的电磁阀动作（或电机转动等），调节制动系的压力，使之增大、保持或减小，实现制动系压力的控制功能。 黄冈职业技术学院毕业论文 7 通常， ABS 只有在汽车速度达到一定程度（如 5 km/h 或 8 km/h）时，才会对制动过程中趋于抱死的车轮的制动压力进行调节。 当汽车速 度降到一定程度时，因为车速很低，车轮制动抱死对汽车制动性能的不利影响很小，为了使汽车尽快制动停车， ABS 就会自动终止防抱死制动压力调节 [3]，其车轮仍可能被制动抱死。 在制动过程中，如果常规制动系统发生故障， ABS 会随之失去控制作用。 若只是 ABS 发生故障、常规制动系统正常时，汽车制动过程仍像常规制动过程一样照常进行，只是失去防抱死控制作用。 现代 ABS 一般都能对系统的工作情况进行监测，具有失效保护和自诊断功能，一旦发现影响 ABS 正常工作的故障时，将自动关掉 ABS，恢复常规制动，并将 ABS 警示灯点亮，向驾驶员发 出警示信号，提醒驾驶员及时进行修理。 制动压力调节器串接在制动主缸与轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。 通常，把电磁阀直接控制轮缸制动压力的制动压力调节器称作循环式调节器，把间接控制制动压力的制动压力调节器称作可变容积式调节器。 ABS 的工作原理 当点火开关接通（ ON）时， ABS 保护继电器的电磁线圈中就会有电流流过，系统进入自检状态。 经过短暂的自检后，如果发现系统中存在影响其正常工作的故障，会保持其自检时的工作状态，即关闭 ABS 系统。 此时压力调节器中各电磁阀的电磁线圈均不通电，各 电磁阀均保持在制动压力增大状态，汽车恢复常规制动状态工作。 经过自检，未发现影响系统正常工作的故障， ABS 就进入等待工作状态。 汽车行驶过程中，各轮速传感器连续地向 ABS 电脑输入各车轮的轮速信号。 当车速超过 8km/h 后，如果驾驶员踩下制动踏板进行制动时，制动灯开。