汽车ABS测试原理和检测方法的研究毕业论文

天津工程师范学院2009届本科生毕业论文

动力矩比车轮转矩增长的略快）。到达λ％后,车轮转矩随滑移率上升而减小，制动力矩继续增大，车轮转矩同制动力矩之差急剧增大，使车轮速度迅速下降，直至抱死。 3.1.3 汽车制动时运动分析结论

（1）滑移率到达λ％之前，能够通过制动力矩即制动压力来控制车轮稳定旋转。当滑移率超过λ％后，车轮转速对制动力矩很不敏感，不能通过制动压力来控制车轮的旋转，车轮很容易报死。

（2）通过图 3－3可以看出，把制动过程的滑移率控制在λ％处，则制动附着系数可以保持较大，制动距离最短。

（3）滑移率保持λ％时，侧向附着系数也可以保持较大值，能够保持汽车的稳定性和操纵性。

3.2 汽车道路试验ABS工作过程分析

3.2.1 ABS基本作用

从上述分析中可以看出，如果将车辆滑移率控制在λ％附近，车辆不仅可以获得较高的纵向制动附着系数，还可以获得较高的稳定性和操纵性。但实际过程中，把滑移率控制在λ％不动，不可能做到，为此，将滑移率控制在λ％附近，这样同样可以使车辆获得较大的制动力、行驶稳定性以及操纵性。ABS制动防抱死系统实现了上述目的：

（1）汽车滑移率刚刚超过时，对车轮迅速而适当的降低制动压力，使制动力矩略小于车轮转矩，恢复到滑移率以前的运动区域内。

（2）再次把制动压力提高到稍微超出滑移率处，控制在稳定的滑移率点处，尽可能长时间保持车轮最佳运动状态。 3.2.2 ABS基本组成及其工作原理

汽车制动防报死系统，简称ABS( Anti－Lock Brake System)，是在汽车制动时，可以自动调节制动压力大小，防止车轮抱死，以获得最佳制动性能（包括最佳方向稳定性、正常转向能力和最小制动距离）的装置[5]。

（1） 双参数控制的ABS

双参数控制的ABS直接以车速、轮角速度作为参数，保证滑移率在最佳范围内，调整制动器制动力，防抱性能好。但是整个系统成本较高，结构复杂，因此现在已经较少使用，这里不作研究分析。

（2）单参数控制的ABS

它是通过控制车轮角速度，间接调整制动时的滑移率，实现制动防抱死功能。这

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种形式的ABS结构简单，成本较低，目前得到广泛应用。

①基本组成

ABS通常由电子控制模块（电脑）、执行器和车轮速度传感器等组成[8]。

图3-4

a）轮速传感器

它是用来检测车轮的旋转速度，通常为电磁感应式，有传感头和齿圈组成。前轮速度传感器的传感头装在转向节上，后轮速度传感器的传感头装在后轴座上，齿圈分别装在前轮鼓上和后驱动轴上，与车轮同速旋转。传感头极轴端与齿圈之间间隙为1mm。由于电磁感应作用，在传感头感应线圈中，当齿圈随车轮转动时，会产生相应的脉冲电压（正比关系），并且被送到电子控制元件输入端进行放大和数据处理。

b）电子控制模块

电子控制模块多采用数字式控制，由运算电路、控制电路、信号输入输出电路、保护电路和稳定检测记忆电路组成。它的任务是储存设定工况及程序，接收传感器传送来的信号，进行数据处理，比较判别，由其输出端输出指令信号并予以放大，驱动压力调节器，完成制动调节任务，并且对系统具有故障自诊断、稳压保护的功能。如果系统失效，则可以通过仪表板上的警示灯的闪烁来告知司机，并使制动回复到常规的状态[9]。

c）执行器

执行器也就是制动压力调节器，它主要由控制单元—电磁阀来完成指令，减压单

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元—储液室、电泵配合工作。对于四通道制动系统，每个车轮有一个电磁阀；而对于三通道的制动系统，每个前轮有一个电磁阀，两个后轮有一个电磁阀。电磁阀有三个液压孔，分别与制动主缸和车轮制动分缸相连，并能实施压力升高、保持、降低的调压功能。下图是ABS2s3/3 电磁阀

[10]

。

图3－5 ABS2s3/3 电磁阀

1. 回油路接口 2 .过滤器 3.无磁支撑环 4 .卸荷阀 5 .进油阀 6 .支架 7 .电磁线圈 8 .检查阀 9 .阀体 10 .车轮制动器分缸接口 11 .承接盘 12 .副弹簧 13.主弹簧 14.凹槽台阶 15 .制动主缸接口 a .工作间隙

电磁阀的工作： a）压力升高

在电磁阀不工作时，制动主缸接口和制动分缸接口直通，由于主动弹簧强度大，使进油阀开启，制动器制动力矩增加。

b）压力保持

当车轮的制动分缸中压力增长到一定值时，进油阀关闭。支架就保持在中间状态，三个空间互相密封，制动压力保持。

c）压力下降

当电磁阀工作时，支架克服两个弹簧的弹力，打开卸荷阀使制动分缸压力降低。压力降低，电磁阀就转换到保持状态，或升压的保持状态[11]。

②ABS基本工作原理

a）滑移率与附着系数之间的关系

滑移率同附着系数之间的关系基本如图3－6所示。

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图 3－6

由图3－6可以看出，为了保证汽车在制动时具有较高的制动性能和较高的方向稳定性，必须将滑移率控制在λ％（一般取值为20％）附近，ABS正是通过控制滑移率来提高汽车制动时的制动性能和方向稳定性。

b）ABS的工作过程

汽车在制动时，驾驶员踏下制动踏板，液压缸开始动作，制动蹄开始抱紧制动鼓，车轮速度下降。车轮速度传感器开始采集车轮线速度信号，并且将其传输到电子控制模块中，电子控制模块通过分析输入的数据，确定车轮的减速度大小，并且将其与标准的数据进行比较分析确定是否减小或增加制动压力，并将决定信息传输给液压控制单元来执行。

当车轮减速度小于标准值时，即滑移率小于λ％，电子控制模块向液压控制元件发出指令继续增加制动压力，使制动力矩增大，车轮减速度增大。当车轮传感器传输的数据经电子控制模块分析得出大于标准值时，即滑移率大于λ％时，电子控制模块向液压控制元件发出减小制动压力的指令，使制动力矩减小，车轮减速度减小，车轮不被抱死，使滑移率保持在λ％附近。

这样通过ABS反复作用，使滑移率保持在λ％附近，进而使汽车获得较大的纵向制动附着系数和行驶稳定性以及操纵性。

③控制参数的选择

汽车制动时，车辆滑移率是依据S＝1—（ωR/v）这个公式计算的，要精确测量滑移率，必须精确测量车轮转动角速度ω、有效半径R及车辆速度v。为此必须要有测量车轮转速和车辆速度的专用设备。

成本和可靠性一直是ABS发展的两大障碍，为了降低成本，现代ABS均由车轮转速传感器、控制器和压力调节器组成，而没有车辆速度测试的设备，这是为了降低成

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