防抱死制动系统(ABS) 应用原理分析与探讨

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1、X防抱死制动系统(ABS)应用原理分析与探讨谢　莉(内蒙古大学职业技术学院,内蒙古呼和浩特　010023)　　摘　要:随着汽车工业的发展,汽车行驶的安全要求越来越高,防抱死制动系统能够在制动过程中对被车轮的制动压力进行自适应调节,防止被控车轮发生制动抱死。本文主要探讨防抱死制动系统(ABS)系统应用原理。关键词:制动系统;滑移率;制动阻力系数;横向力系数　　中图分类号:U26115　　文献标识码:A　　文章编号:1007—6921(2005)08—0056—02　　在泥泞、沼泽、冰雪等摩擦系数较低的路面上,紧急制动时,容易将车轮抱死而影响车轮的稳定性,并且使制动距离增大。为了

2、避免这种现象出现及提高车辆高速行驶时的可靠性和稳定性,现在一些车辆上安装了制动控制系统。这种系统检测出在紧急制动以及在易打滑路面上制动时各种车轮的滑移状态,通过对制动液压缸的有效控制,确保制动时方向的稳定性和操作安全的可靠性。防抱死制动系统是在常规的制动系统中增设一套能够对被控车轮制动压力防抱死制动系统进行控制,该系统是由电子控制装置作为控制中枢。1　防抱死制动系统功能及组成111　防抱死制动系统(ABS)系统的功能ABS系统具有:①制动时不会抱死车轮,通过控制方向盘正常行驶,发挥转向功能及回避障碍物,保证转向系统的正常工作;②提高了制动性能,利用电子技术对路面与车轮之间的摩

3、擦力实现最佳控制,缩短了制动距离;③保证车辆的稳定性,防止制动时出现车轮被抱死情况及侧滑现象,车轮能保持稳定的直线行驶状态。112　防抱死制动系统(ABS)系统的组成图1　防抱死制动系统11前轮车速传感器;21制动踏板;31ABS执行器41后轮车速传感器;51ABS用微机;61ABS继电器2　ABS系统分析211　影响制动的因素21111　滑移率。车辆制动时,车轮速度就会低于车身速度,车轮与路面之间产生滑移,滑移程度用滑移率表示。滑移率是指车辆的速度与车轮的速度之差。如果车轮完全以滚动状态在路面上行驶时,滑移率为100%。图2　制动阻力系数与滑移率的关系制动有效程度用制动阻力

4、系数来表示,它等于车辆的制动力与车辆质量之比。制动阻力系数越大,制动效果就越好,制动距离就越短。制动阻力系数与滑移率的关系如图2所示。当逐渐踩下制动踏板,制动阻力系数与滑移率均增大,但制动阻力系数(制动力)最大时的滑移率为15～30%左右,通过控制制动阻力使滑移率在此范围内时,制动距离最短,ABS系统的作用就是用来控制滑移率。图3表示几种不同路面状况下的制动距离。21112　车辆转弯时的滑移率。车辆转弯时的滑移率与横向力系数、制动阻力系数的关系,如图4所示。在稳定的区域内,滑移率为20%时,制动阻力系数为0195最大。此时即使加大制动,车轮也不会被抱死,处于稳定状态。在不稳定

5、状态区域内,即滑移率大于20%的范围内,当加大制动作用时,车轮·56·　内蒙古科技与经济　NMGKJYJJX收稿日期:2005年2月18日处于容易抱死的状态。图3　不同路面状况下的制动距离图4　车辆转弯时的滑移率与横向力系数、制动阻力系数的关系当滑移率为0时,横向力系数最大,随着滑移率的增大,横向力系数减小。在车轮被抱死、滑移率为100%时,横向力系数接近于0。通过分析得知,在车轮被抱死的情况下,即使转动方向盘,也无法改变车辆的方向。反之,在滑移率较小时,制动时的横向力系数达到一定值,即能够改变方向。在紧急制动或在摩擦系数μ较低的路面上制动时,ABS系统可以保证方向盘的操纵准

6、确性。212　ABS系统控制思路ABS系统是一种尽可能缩小车身速度与车轮速度之差的控制系统,利用减压、保压、增压控制方式,控制时间随路面状态及控制方式而变化。21211　摩擦系数μ较低的路面上的控制思路。图5所示为摩擦系数μ较低的道路控制周期:在C时间段内,控制油压降低2次,车轮并没有加速;在d时间段内,制动油压为保压状态,但车轮的转速提高,从此可到e时间段内,制动油压连续增压4次,并在增压后进入保压状态;在e时间段内,车轮的速度一直下降,同时制动油压也一直下降。21212　摩擦系数μ较高的路面上的控制思路。图6所示为摩擦系数μ较高的道路控制周期:表现车轮与制动油压的关系。在

7、a时间段内,车轮加速达到临界值-B;在b时间段内,制动油压保持不变,当检测出这时的车轮速度,判断出车速状态之后,在c时间段内,制动油压下降,提高车轮速度,使其接近车身速度;在d时间段内,车轮加速度在-B至+B之间,制动油压为保压状态。此时进行车轮速度的检查,当判断出仍为加速状态时,继续增加油压,在保压状态下,检测车轮速度后再决定增压或减压。(1、7是车轮速度;21是滑移率设定值;31是汽车加速度;41是制动油压;51是车身速度;61是模拟速度)不管路面摩擦系数如何,在ABS系统的控制周期内,都要减小车身