汽车防抱死制动系统ABS研究.doc

目 录 1概述 - 1 - 1.1汽车电子控制技术发展概况 - 1 - 1.2 ABS制动效果评价 - 2 - 1.3 ABS工作原理 - 3 - 1.4 ABS应用进展 - 4 - 1.5 小结 - 5 - 2 ABS理论基础 - 6 - 2.1制动过程中车轮的受力及运动分析 - 6 - 2.2 制动力系数与侧向力系数特性曲线 - 9 - 2.3 最佳滑移率范围 - 12 - 2.4 小结 - 12 - 3 ABS构造与工作原理 - 13 - 3.1 轮速传感器 - 13 - 3.2 ABS执行器 - 14 - 3.2.1执行器的构造 - 15 - 3.2.2执行器的工作原理 - 16 - 3.3 ABS ECU - 19 - 3.4 小结 - 21 - 4 ABS控制技术 - 22 - 4.1 ABS控制通道 - 22 - 4.2 ABS控制方式 - 23 - 4.3 ABS控制方法 - 24 - 4.3.1 逻辑门限值控制 - 24 - 4.3.2 PID控制 - 25 - 4.3.3 模糊控制 - 26 - 4.4 ABS控制过程 - 26 - 4.5 小结 - 29 - 5 典型ABS介绍 - 30 - 6 讨论与总结 - 32 - 参考文献 - 34 - 致谢 - 35 - 1概述 1.1汽车电子控制技术发展概况 随着现代汽车技术的不断发展，以微型计算机和传感器为基础的机电一体化在汽车上获得广泛的应用，汽车中传统的机械系统逐渐被基于微处理器和传感器的机电一体化系统所代替，现代汽车已发展成机械技术、电子技术与信息科学紧密结合的高科技产品。 汽车电子控制技术发展的特征之一是应用范围不断拓宽。据不完全统计，目前汽车上已经使用和正在开发中的机电一体化系统达十种之多，按照应用领域可以分为三方面： 发动机：汽油机燃油喷射控制系统、发动机与变速器联合控制系统、柴油机燃油喷射控制系统、柴油机启动控制系统、泵喷嘴、废气再循环自动控制系统、共轨系统、电子控制消音器、增压器自动控制系统、冷却系自动控制系统。 底盘：变速器自动控制系统、电子控制空气悬架系统、无极变速自动控制系统、防抱死制动系统、离合器自动控制系统、驱动力防滑系统、电子控制力转向系统、车速自动控制系统、主动半主动悬架系统、汽车无人驾驶系统。 其他：刮雨器自动控制、全自动空调、车窗开关自动控制、汽车导航系统、安全气囊。 各种机电一体化系统，特别是电子控制喷油系统、防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子控制悬架系统及自动导航系统等在汽车上的成功应用，明显地提高了汽车的经济性、安全性、可靠性和舒适性，减少了汽车有害尾气的排放，减低了汽车的环境噪声污染。 汽车电子控制技术发展的另一个特征是汽车电子控制装置占整车的成本逐年增加，即纯机械部分所占的比重越来越少，而机电结合的电子控制装置所占的比重越来越大。图1.1所示为从1976年到2000年电子控制装置占整车成本变化趋势图，从图中可以看出，汽车电子控制装置所占的比重逐年增加，到2000年电子控制装置占整车成本到7%以上。这还不包括电子控制装置中的液压系统、电液控制阀、驱动油缸及各类传感器等的成本，如果把这些辅助装置的成本计算在内，则电子控制装置占整车的成本比图中所示的比例还要高一些。必威体育精装版资料分析表明，汽车电子产品占现代轿车的成本已经达到30%。 图1.1电子控制装置占整车成本 1.2 ABS制动效果评价 汽车防抱死制动系统是汽车上应用最为广泛和成功的机电一体化系统之一，其英文名称为Antilock Braking System，简称ABS，它是汽车上的一种主动安全装置，用于防止汽车制动时车轮抱死，以获得最佳效果。 根据汽车制动动力学理论，汽车的制动效果主要用下列二个指标评价： （1）制动效果，即制动距离与制动减速度； （2）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。 制动距离是指汽车以一定的速度行驶时，从驾驶员开始操作制动控制装置（踩制动踏板）到汽车完全停住为止所驶过的距离。制动距离与制动踏板力、路面附着条件、汽车载荷、汽车行驶初速度等因素有关。从力学的观点来看，车轮与路面之间制动力的大小对制动距离的长短有着决定性的影响。制动时，特别是紧急制动尽可能短，即车轮与路面之间的制动力尽可能大。 制动时汽车的方向稳定性是指汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力。制动时车轮自动向左或向右偏驶称为制动跑偏。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。前轮失去转向能力是指弯道制动时，汽车不在按原来弯道行驶，而是沿弯道切线方向驶出，或者在直线行驶制动时，转动方向盘后汽车仍然按直线方向行驶的现象。国内外的统计分析表明，制动跑偏，侧滑和失去转向能力是造成交通事故的主要原因之一。造成制动跑偏、侧滑和失去转