2910.汽车防抱死系统（ABS）研究.doc

毕 业 论 文（设计）题目： 汽车防抱死系统（ABS）研究 学 生： 学 号： 系 部： 电子信息工程系 专 业： 通信技术 指导教师： 2008 年 11 月 30 日 目 录第一章 概述………………………………………………….....1第二章 发展历程.............................................3第三章 工作原理.............................................10第四章 汽车 ABS 机械动力学模型...................................121. 汽车 ABS 仿真模型建立的要求…………………………….122. 模型建立……………………………………………………..13第五章 制 动防抱死系统 ABS 的控制模型……………………………..16第六章 ABS 联合仿真控制规律结果与分析……………………………..181. 确定车轮加速度和参考滑移率的门限值…………………..182. ABS 的控制周期……………………………………………..193. ABS 的联合仿真……………………………………………..20第七章 结论………………………………………………………………..22参考文献.....................................................23摘要：利用机械动力学仿真软件 ADAMS 建立汽车 ABS 的机械动力学模型，在MATLAB/SIMULINK 环境下建立 Jetta GTX 轿车的 ABS 控制模型，构成了 ABS 机电液一体化联合仿真的动力学控制模型。

利用 MATLAB 确定了 ABS 的控制参数的门限值，进行了仿真结果数据处理和分析，与大量的 ABS 实车道路试验数据对比，改进模型准确度，获得了正确和可行的 ABS 仿真控制模型，为加速开发 ABS 的控制算法奠定了基础 关键词：ABS 动力学控制模型 联合仿真 ADAMS MATLAB/SIMULINK第一章 概述“ABS”（ Anti-lockedBrakingSystem） 中 文 译 为 “防 抱 死 刹 车 系 统 ”.它 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 。

普 通 制 动 系 统 在 湿 滑 路 面 上 制 动 ， 或 在 紧 急 制 动 的 时 候 ， 车 轮 容 易 因 制 动 力 超过 轮 胎 与 地 面 的 摩 擦 力 而 安 全 抱 死 近 年 来 由 于 汽 车 消 费 者 对 安 全 的 日 益 重 视 ， 大 部 分 的 车 都 已 将 ABS 列 为 标 准配 备 如 果 没 有 ABS， 紧 急 制 动 通 常 会 造 成 轮 胎 抱 死 ， 这 时 ， 滚 动 摩 擦 变 成 滑 动 摩擦 ， 制 动 力 大 大 下 降 而 且 如 果 前 轮 抱 死 ， 车 辆 就 失 去 了 转 向 能 力 ； 如 果 后 轮 先 抱死 ， 车 辆 容 易 产 生 侧 滑 ， 使 车 行 方 向 变 得 无 法 控 制 所 以 ， ABS 系 统 通 过 电 子 机械 的 控 制 ， 以 非 常 快 的 速 度 精 密 的 控 制 制 动 液 压 力 的 收 放 ， 来 达 到 防 止 车 轮 抱 死 ，确 保 轮 胎 的 最 大 制 动 力 以 及 制 动 过 程 中 的 转 向 能 力 ， 使 车 辆 在 紧 急 制 动 时 也 具 有 躲避 障 碍 的 能 力 。

随 着 世 界 汽 车 工 业 的 迅 猛 发 展 ， 安 全 性 日 益 成 为 人 们 选 购 汽 车 的 重 要 依 据 目前 广 泛 采 用 的 防 抱 制 动 系 统 （ ABS） 使 人 们 对 安 全 性 要 求 得 以 充 分 的 满 足 汽 车 制 动 防 抱 系 统 ， 简 称 为 ABS， 是 提 高 汽 车 被 动 安 全 性 的 一 个 重 要 装 置 有人 说 制 动 防 抱 系 统 是 汽 车 安 全 措 施 中 继 安 全 带 之 后 的 又 一 重 大 进 展 汽 车 制 动 系 统是 汽 车 上 关 系 到 乘 客 安 全 性 最 重 要 的 二 个 系 统 之 一 随 着 世 界 汽 车 工 业 的 迅 猛 发 展 ，汽 车 的 安 全 性 越 来 越 为 人 们 重 视 汽 车 制 动 防 抱 系 统 ， 是 提 高 汽 车 制 动 安 全 性 的 又一 重 大 进 步 ABS 防 抱 制 动 系 统 由 汽 车 微 电 脑 控 制 ， 当 车 辆 制 动 时 ， 它 能 使 车 轮 保 持 转 动 ，从 而 帮 助 驾 驶 员 控 制 车 辆 达 到 安 全 的 停 车 。

这 种 防 抱 制 动 系 统 是 用 速 度 传 感 器 检 测车 轮 速 度 ， 然 后 把 车 轮 速 度 信 号 传 送 到 微 电 脑 里 ， 微 电 脑 根 据 输 入 车 轮 速 度 ， 通 过重 复 地 减 少 或 增 加 在 轮 子 上 的 制 动 压 力 来 控 制 车 轮 的 打 滑 率 ， 保 持 车 轮 转 动 在 制动 过 程 中 保 持 车 轮 转 动 ， 不 但 可 保 证 控 制 行 驶 方 向 的 能 力 ， 而 且 ， 在 大 部 分 路 面 情况 下 ， 与 抱 死 〔 锁 死 〕 车 轮 相 比 ， 能 提 供 更 高 的 制 动 力 量 第二章 发展历程ABS 系 统 的 发 展 可 以 追 溯 到 本 世 纪 初 期 ， 早 在 1928 年 制 动 防 抱 理 论 就 被 提 出 ，在 30 年 代 机 械 式 制 动 防 抱 系 统 就 开 始 在 火 车 和 飞 机 上 获 得 应 用 ， 博 世 （ BOSCH）公 司 在 1936 年 第 一 个 获 得 了 用 电 磁 式 车 轮 转 速 传 感 器 获 取 车 轮 转 速 的 制 动 防 抱 系统 的 专 利 权 。

进 入 50 年 代 ， 汽 车 制 动 防 抱 系 统 开 始 受 到 较 为 广 泛 的 关 注 福 特 （ FORD） 公司 曾 于 1954 年 将 飞 机 的 制 动 防 抱 系 统 移 置 在 林 肯 （ LINCOIN） 轿 车 上 ， 凯 尔塞 ·海 伊 斯 （ KELSEHAYES） 公 司 在 1957 年 对 称 为 “AUTOMATIC”的 制 动 防 抱 系 统进 行 了 试 验 研 究 ， 研 究 结 果 表 明 制 动 防 抱 系 统 确 实 可 以 在 制 动 过 程 中 防 止 汽 车 失 去方 向 控 制 ， 并 且 能 够 缩 短 制 动 距 离 ； 克 莱 斯 （ CHRYSLER） 公 司 在 这 一 时 期 也 对 称为 “SKIDCONTROL”的 制 动 防 抱 系 统 进 行 了 试 验 研 究 由 于 这 一 时 期 的 各 种 制 动 防抱 系 统 采 用 的 都 是 机 械 式 车 轮 转 速 传 感 器 的 机 械 式 制 动 压 力 调 节 装 置 ， 因 此 ， 获 取的 车 轮 转 速 信 号 不 够 精 确 ， 制 动 压 力 调 节 的 适 时 性 和 精 确 性 也 难 于 保 证 ， 控 制 效 果并 不 理 想 。

随 着 电 子 技 术 的 发 展 ， 电 子 控 制 制 动 防 抱 系 统 的 发 展 成 为 可 能 在 60 年 代 后期 和 70 年 代 初 期 ， 一 些 电 子 控 制 的 制 动 防 抱 系 统 开 始 进 入 产 品 化 阶 段 凯 尔塞 ·海 伊 斯 公 司 在 1968 年 研 制 生 产 了 称 为 “SURETRACK”两 轮 制 动 防 抱 系 统 ， 该系 统 由 电 子 控 制 装 置 根 据 电 磁 式 转 速 传 感 器 输 入 的 后 轮 转 速 信 号 ， 对 制 动 过 程 中 后轮 的 运 动 状 态 进 行 判 定 ， 通 过 控 制 由 真 空 驱 动 的 制 动 压 力 调 节 装 置 对 后 制 动 轮 缸 的制 动 压 力 进 行 调 节 ， 并 在 1969 年 被 福 特 公 司 装 备 在 雷 鸟 （ THUNDERBIRD） 和 大陆 ·马 克 III（ CONTINENTALMKIII） 轿 车 上 克 莱 斯 勒 公 司 与 本 迪 克 斯 （ BENDIX） 公 司 合 作 研 制 的 称 “SURE-TRACK”的 能防 止 4 个 车 轮 被 制 动 抱 死 的 系 统 ， 在 1971 年 开 始 装 备 帝 国 （ IMPERIAL） 轿 车 ， 其结 构 原 理 与 凯 尔 塞 ·海 伊 斯 的 “SURE-TRACK”基 本 相 同 ， 两 者 不 同 之 处 ， 只 是 在 于两 个 还 是 四 个 车 轮 有 防 抱 制 动 。

博 世 公 司 和 泰 威 （ TEVES） 公 司 在 这 一 时 期 也 都 研制 了 各 自 第 一 代 电 子 控 制 制 动 防 抱 系 统 ， 这 两 种 制 动 防 抱 系 统 都 是 由 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 别 克 （ BUICK） 公 司 在 1971 年 研 制 了 由 电 子 控 制 装 置 自 动 中 断 发 动 机 点 火 ， 以减 小 发 动 机 输 出 转 矩 ， 防 止 驱 动 车 轮 发 生 滑 转 的 驱 动 防 抱 转 系 统 .瓦 布 科 （ WABCO） 公 司 与 奔 驰 （ BENZ） 公 司 合 作 ， 在 1975 年 首 次 将 制 动 防 抱系 统 装 备 在 气 压 制 动 的 载 贷 汽 车 上 第 一 台 防 抱 死 制 动 系 统 ABS(Ant-ilockBrakeSystem)， 在 1950 年 问 世 ， 首 先被 应 用 在 航 空 领 域 的 飞 机 上 ， 1968 年 开 始 研 究 在 汽 车 上 应 用 。

70 年 代 ， 由 于 欧 美七 国 生 产 的 新 型 轿 车 的 前 轮 或 前 后 轮 开 始 采 用 盘 式 制 动 器 ， 促 使 了 ABS 在 汽 车 上的 应 用 1980 年 后 ， 电 脑 控 制 的 ABS 逐 渐 在 欧 洲 、 美 国 及 亚 洲 日 本 的 汽 车 上 迅 速扩 大 到 目 前 为 止 ， 一 些 中 高 级 豪 华 轿 车 ， 如 西 德 的 奔 驰 、 宝 马 、 雅 迪 、 保 时 捷 、欧 宝 等 系 列 ， 英 国 的 劳 斯 来 斯 、 捷 达 、 路 华 、 宾 利 等 系 列。