制动防抱死控制原理与方法

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1、制动防抱死控制原理与方法作者：王伸伸专业班级：车辆一班摘要制动防抱死装置也就是防抱死制动系统（anti-lockbrakingsystem，ABS）。ABS的性能除了与其结构有关，还与其控制策略和控制方法相关，汽车制动过程中,汽车防抱死制动系统能自动调节车轮制动力,防止车轮抱死,从而获得最佳制动性能,减少交通事故。本文介绍了汽车防抱死制动系统的基本组成、各组成元件的功能,汽车防抱死制动系统实现制动力增加、保持和降低的控制过程。关键词：轮胎抱死；最佳制动效果；转向操纵性背景：这是一项在80年代末才兴起应用的新技术，但发展得很快，已经成为许多轿车的必

2、装件了。据统计，汽车突然遇到情况制动时，百分之九十以上的驾驶者往往会一脚将制动踏板踩到底来个急刹车，这时候的车子十分容易产生纯粹性滑移并发生侧滑，即人们俗称的“甩尾”，这是一种非常容易造成车祸的现象。造成汽车侧滑的原因很多，例如行驶速度，地面状况，轮胎结构等都会造成侧滑，但最根本的原因是汽车在紧急制动时车轮轮胎与地面的滚动摩擦会突然变为滑动摩擦，轮胎的抓地力几乎丧失，此时此刻驾驶者尽管扭动方向盘也会无济于事。针对这种产生侧滑现象的根本原因，汽车专家早在60年代就研制出车用ABS这样一套防滑制动装置。控制原理：（1）控制器时刻监视着车速传感器。它查

3、找不正常的车轮减速情况。车轮即将抱死之前，其速度将骤减。如果放任不管，那么在汽车停驶之前，车轮就早已停止转动（抱死）了。对于时速达96.6公里的车辆而言，理想状况下需5秒钟才能停下来，而抱死的车轮不到1秒即可停止转动。ABS控制器知道这样急促的减速是不可能的，因此它会不断降低制动系统的压力，直到监测到车轮加速。然后，它将提升压力，直到再次监测到车轮减速。控制器可以在轮胎6实际大幅变速之前非常迅速地完成上述过程。这样，制动系统使轮胎始终保持在接近抱死的边缘状态，最终达成轮胎与汽车的同步减速。制动系统由此可以发挥出最佳制动效果。在ABS系统工作时，您

4、会感觉到制动踏板在不断地抖动。这是由电磁阀的频繁开关造成的。某些ABS系统每秒最多可以开关阀15次。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

5、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。控制方法：（2）防抱死制动系统（ABS）的控制方法有多种，比如PID控制方法、最优控制方法、滑模变结构控制方法、模糊控制方法、鲁棒控制方法等。有文献研究了其中的4中控制方法，对比发现单一的

6、控制系统很难兼顾鲁棒性和控制精度，同时从实施的角度，难易也各不相同。模糊控制可实施性好，鲁棒性强，但控制精度略差。滑模变结构与模糊控制相类似，精度有所提高，但是以系统的高速切换为代价，对作动系统的要求较高。PID简单实用，精度较好，但鲁棒性要差些，实施成本也高些。传统逻辑门限控制需要较多的经验摸索，算法实施复杂，但硬件成本低。所以适当结合不同的控制方法应该可以得到比较好的控制效果，如模糊+PID，结合模糊的鲁棒性和PID的控制精度等。性能特点：6ABS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

7、，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。综上所述，ABS装置虽然具有缩短制动距离、另外，不同类型的ABS装置由于组成结构等原

8、因，价格也相差较大，所以选购汽车时不能只看到价格高低，还应看到装用的是哪种类型的ABS装置。优点：当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的