汽车ABS电控系统设计教案
案例一项目一：汽车制动系统(ABS)构造与工作原理教案
课程管理系（部）：机电工程教研室：汽车检测任课教师：邓家林
2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。
课程管理系（部）：机电工程教研室：汽车检测任课教师：邓家林
注：1、教师每次课需携带教学任务书；
2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。
备课纸
故的发生。
二、汽车ABS系统理论基础
1.汽车的制动性
汽车在行驶过程中，强制地减速以至停车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性。评价制动性能的指标主要有：
（1）制动效能—汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力称为制动效能。即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的：
★制动距离
★制动时间
★制动减速度
（2）制动时的方向稳定性——汽车在制动时仍能按指定方向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力称为制动时的方向稳定性。
2.汽车制动时车轮受力分析
(1) 制动蹄与制动鼓（盘）压紧时形成的摩擦力矩Mμ通过车轮作用于地面的切向力——Fμ
（2）地面制动力制动时地面对车轮的切向反作用力——FX
（3）地面制动力Fμ、制动器制动力FX及附着力Fφ之间的关系
附着力——地面对轮胎切向反作用力的极限值Fφ。附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。
●汽车ABS系统工作原理
一、汽车制动系统（ABS)的基本组成
1.基本组成
传感器——车速传感器、加速度传感器
ECU
执行机构——制动压力调节器
2.工作原理：
制动时ECU接收传感器的信号，当车轮将要被抱死的情况下，ECU发出控制信号，通过执行机构控制制动器的制动力车轮不被抱死。
二、汽车制动系统（ABS)的控制方式
abs电子控制单元硬件电路设计
一.引言
现在越来越多的人开始注意与人身安全密切相关的设备，如ABS、安全气囊等。汽车制动防抱死系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱死系统是汽车安全措施中继安全带之后的最大进展，是提高汽车制动安全性的又一重大进步。
ABS有的四大优点：
1.加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保
持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。
2.减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车
轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。
3.有效缩短制动距离。在紧急制动状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动
的状况，拖动的比例占20％左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。
4.减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎
遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆，而装备了ABS 的车辆，只会留下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。
二.A BS的基本工作原理
ABS通常都由控制装置和ABS警示灯等组成。在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑以及车轮转速传感器、制动压力调节装置都不尽相同。
ABS系统的控制原理教学教案
• 保压阶段持续到车轮的角加速度 再次低于角加速度控制门限值十a以 后，进入第五段，以较低的压力升高 率使制动压力增大；直到车轮的角减 速度低于角减速度控制门限值一a后， 开始进入下一循环的防抱死制动控制。
•
• 高、低附着力系数路面的识别，关键 在于判断在保压阶段所给的时间段内车轮 角加速度是否能达到控制门限值十a，电子 控制单元根据识别得出的路面状况，施加 不同的防抱死控制逻辑。
8.控制过程第八阶段 到车轮的角减速度再次低于控制门限值一a 后，开始进入制动压力减小阶段；此时不再 考虑参考滑移率是否超过控制门限值Sl，从 而进入下一循环的防抱死制动控制，完成了 一个防抱死控制循环过程。
2．在低附着力系数路面上的防抱死控制过程
低附着力系数路面上的防抱死控制过程如下图所示。
• 其防抱死制动控制过程的第一和第二阶段 与在高附着力系数路面上的控制过程相同。在 进入第三阶段后，在给定的保压时间内，由于 路面的附着力系数比较低，车轮加速会很慢， 造成车轮的速度恢复得比较慢，无法达到加速 度控制门限值十a，电子控制单元由此判定汽 车处于低附着力系数路面，为了使系统稳定， 电子控制单元将控制制动压力调节单元以较低 的减压梯度进行减压，直到车轮的角加速度超 过设定的控制门限值十a，此后就进入第四阶 段，进行制动压力保持.
• 仅以固定的滑移率门限作为防抱死控制门 限,难以保证在各种路面情况下都能获得最 佳的控制效果、如果将车轮的加、减速度 控制门限和滑移率控制门限值结和起来就 有助于对路面情况的识别,提高系统的自适 应控制能力。
教案-防抱死制动系统教案
一．复习（10）
柴油机增压器由那几部分组成？
二教学过程（60＇）
第六章电子控制防抱死制动系统
功用：保证汽车在任何路面上进行紧急制动时，自动控制和调节车轮制动力，防止车轮完全抱死，从而得到最佳制动效果。
二、ABS系统的基本工作原理
1．最佳制动效果
(1)、普通制动装置工作时三个阶段：
车轮作纯滚动阶段：滑移率S＝0；
边滚动边滑动阶段：滑移率S介于0和100％之间；
抱死后的滑拖阶段：滑移率S＝100％
从这三个阶段可以看出，随着制动强度的增加，车轮从滚动状态逐步转变成滑动状态。车轮抱死滑拖时，制动力降低，而且无法控制汽车的行驶方向，出现不稳定状态。
(2)、滑移率S在15％-20％之间时，具有最大的付着系数，可获得最佳制动效果。
0＜S＜(15％-20％)称为稳定区域；
(15％-20％)＜S＜100％称为非稳定区域。
2．ABS系统的基本工作原理
四个车轮各有一个传感器，检测车轮速度的变化，并将其信号输送给电控单元，电控单元将送来的信号处理后发出控制指令给液压调节器。
电控单元是ABS系统的控制中心；液压调节器是ABS系统的执行控制装置。
只要制动系统在制动过程中车轮没有被抱死的迹象，ABS系统是不工作的，制动主缸中的制动液可直接通过液压调节器进入制动工作缸产生制动力。
车轮快要抱死------车轮传感器发出的转速信号------ ABS系电控单元判断------向液压调节器发出控制指令------液压调节器控制着制动工作缸中液压力迅速变化-------始终将车轮的滑移率控制在20％左右。
尽量发挥了制动系统的制动力而使车轮又不被完全抱死，最大限度地保证了制动时汽车的安全性，并缩短了制动距离。
ABS汽车防抱死制动系统设计资料
ABS汽车防抱死制动系统设计
1 防抱死制动系统概述
1.1 ABS的功能
汽车ABS在高速制动时用来防止车轮抱死，ABS是英文Anti-lock Brake Syetem的缩写，全文的意思是防抱死制动系统，简称ABS。
凡驾驶过汽车的人都有这样的经历：在积水的柏油路上或在冰雪路面紧急制动时，汽车轻者会发生侧滑，严重时会掉头、甩尾，甚至产生剧烈旋转。制动力过大，将使车轮抱死，汽车方向失去控制后，若是弯道就有可能从路边滑出或闯入对面车道，即使不是弯道也无法躲避障碍物，产生这些危险状况的原因在于汽车的车轮在制动过程中产生抱死现象，此时，车轮相对于路面的运动不再是滚动，而是滑动，路面作用在轮胎上的侧滑摩擦力和纵向制动力变得很小，路面越滑，车轮越容易。总之，汽车制动时车轮如果抱死将产生以下不良影响：方向失去控制，出现侧滑、甩尾，甚至翻车；制动效率下降，延长了制动距离；轮胎过度磨损，产生“小平面”，甚至爆胎。
ABS防抱死制动装置就是为了防止上述缺陷的发生而研制的装置，它有以下几点好处：增加制动稳定性，防止方向失控、侧滑和甩尾；提高制动效率，缩短制动距离（松软的沙石路面除外）；减少轮胎磨损，防止爆胎。
现代轿车的ABS由输入传感器、控制电脑、输出调制器及连接线等组成。输入传感器通常包括死个车轮的轮速信号、刹车信号，个别车型还有减速度信号、手刹车或车油面信号。
ABS的第一个优点是增加了汽车制动时候的稳定性。汽车制动时，四个轮子上的制动力是不一样的，如果汽车的前轮抱死，驾驶员就无法控制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若汽车的后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至使汽车整个掉头等严重事故。ABS可以防止四个轮子制动时被完全抱死，提高了汽车行驶的稳定性。汽车生产厂家的研究数据表明，装有ABS的车辆，可使因车论侧滑引起的事故比例下降8%左右。
ABS制动防抱死系统公开课教案
A B S制动防抱死系统公
开课教案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
课堂教学公开课（示范课、研究课、汇报课）教案
2
3
4
汽车底盘电控教案
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汽车防抱死制动系统工艺设计
汽车防抱死制动系统工艺设计
汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）是一
种用于改善车辆制动性能以及防止车轮抱死的技术。在过去几十年中，ABS已成为新车的标准配置。本文将探讨汽车ABS的工艺设计。
汽车ABS的工艺设计主要包括系统组成、故障检测和自适应控制三个
方面。
首先是系统组成。ABS系统由多个组件组成，包括制动控制单元（ECU）、传感器、液压泵和电磁阀等。ECU是整个系统的控制中心，通
过与传感器通信获取车轮速度、转角和制动力等参数，并根据这些参数实
时计算制动压力控制策略。传感器主要用于测量车轮的转速，通常一辆车
至少需要四个传感器，分别安装在每个车轮上。液压泵负责调节制动压力，电磁阀用于控制液压泵的工作。
其次是故障检测。ABS系统需要具备自己的故障检测机制，一旦发现
故障，需要通过警告灯和声音等方式通知驾驶员。常见的故障检测包括传
感器故障、液压系统故障和控制单元故障等。传感器故障可以通过与其他
传感器进行对比检测来判断，液压系统故障可以通过检测液压泵和电磁阀
的工作状况来判断，控制单元故障则需要进行自检和保护措施。
最后是自适应控制。ABS系统的核心功能是防止车轮抱死，使车辆保
持稳定，提供最佳制动效果。在制动过程中，ECU实时计算车轮转速的变
化情况，通过控制制动压力的分配，使车轮在摩擦力不小于极限附着力的
条件下工作，避免汽车发生滑动和脱离控制。自适应控制可以根据路况和
制动需求调整控制策略，以提供最佳的制动性能。
在实际设计中，工艺设计人员需要考虑多个因素。首先是系统的可靠性和稳定性，ABS是汽车安全性能的重要组成部分，因此必须确保系统正常工作。其次是系统的性能和响应速度，ABS需要快速准确地对车轮转速进行测量和控制，以适应各种路况和制动需求。此外，系统还需要满足成本和制造要求。
ABS汽车防抱死制动系统设计
ABS汽车防抱死制动系统设计
优秀设计
摘要
ABS系统可以显著提高或改善汽车紧急制动时的操控性和稳定性，缩短了制动距离，是一种新型的汽车电子控制产品，并得到了越来越广泛的应用。
本文以轿车为研究对象，展开对汽车ABS的研究。主要完成了以下的工作：通过对单个车轮时的受力分析确定了影响车轮附着系数的主要因素；
通过比较电磁感应式轮速传感器和霍尔效应传感器的性能优缺点，采用并设计了霍尔效应式轮速传感器；
通过对控制结构的分析设计了以INTEL公司生产的80C196KC单片机为核心的实时控制系统，包括信号输入电路、控制输出电路、驱动电路等硬件部分；
经比较各种控制方案，确定了“逻辑门限制法”作为控制方案，并选用加速度和滑移率的组合作为控制参数。采用事件门限来计算车轮的转速。
本文通过学习比较根据所学只是设计了ABS控制系统。从理论上实现了ABS 的控制功能，完成了设计要求。在设计过程中对汽车制动理论和制动装置有了较为深入的了解，扩大了自己的知识面，自己解决问题的能力也得到了提高。
关键词：防抱死制动系统电子控制单元门限值滑移率轮速传感器
ABSTRCT
Anti-lock Braking System (ABS) is an important device to improve the active safety of vehicle. ABS can greatly improve steering control ability during the brake maneuver and shorten stopping distance. Today with the improvement of the vehicle speed, ABS is applied widely.
汽车ABS电控系统设计教案
研究生课程考试答题册
得分：
考试课程汽车电子及电气传动技术
题目汽车ABS电控系统设计
姓名
学号
学院
指导老师
西北工业大学研究生院
汽车ABS电控系统设计
一．汽车要安装ABS的必要性
1.汽车的制动过程
1.1汽车的制动性：
汽车制动性：汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。制动性评价指标：制动效能，制动距离与制动减速度；制动效能的恒定性，抗热衰退性能；制动时汽车的方向稳定性，制动时汽车不发生跑偏、测滑以及失去转向能力的性能。
1.2汽车制动时的运动
1.2.1 制动时汽车受力分析
汽车在制动的过程中主要受到地面给汽车的作用力、风的阻力和自身重力的作用。汽车在直线行驶并受横向外界干扰力作用和汽车转弯时所受到地面给汽车的力如图(1-1)所示。其中Fx为地面作用在每个车轮上的地面制动力，其大小取决于路面的纵向附着系数和车轮所受的载荷。Fy为地面作用在每个车轮上的侧滑摩擦力，侧滑摩擦力的大小取决于侧向附着系数和车轮所受的载荷，当车轮抱死时，侧滑摩擦力将变得很小，几乎为零。汽车直线制动时，若受到横向干扰力的作用，如横向风力或路面不平，汽车将产生侧滑摩擦力来保持汽车的直线行驶方向，如图1-1(a)所示。若汽车在转弯时制动或在制动时转弯，也将产生侧滑摩擦力使汽车能够转向，如图1-1 (b)所示。
图1.1汽车直线和转弯制动时的平面受力简图
汽车单车轮在良好的硬路面上制动时受力状况如图(1-2)所示。图中Tµ是制动器制动盘与制动钳之间的摩擦力矩；Fxb是轮胎与地面之间作用的地面制动力；G是汽车车体作用于车轮的垂直载荷；Ft是车轴作用于车轮的推力；N是地面对车轮的法向反作用力；ν是车体速度；ω是车轮转动角速度；r是车轮半径。
ABS系统认知教案
ABS防抱死制动系统认知
一．导入
通过播放视频，分析车轮出现的移现象，引出：
1.车轮抱死的概念：抱死是在制动过程中，车轮由于制动力矩的作用，停止转动在路面上拖滑的现象。
2.制动时出现车轮抱死的原因及危害（结合生活实例引出附着力与制动力的关系）
（1）前轮发生抱死，失去转向能力,跑偏。
（2）后轮发生抱死，转向能力倒是存在，但极有可能出现后轮侧滑，严重时便出现甩尾。
（3）车轮抱死对轮胎的磨损。
二．正文
1.ABS的概念：
（Anti-lock Braking System）安全控制制动装置，防止车轮制动滑移，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏。
2.ABS的基本组成与工作原理（常规制动与ABS制动的区别）（1）复习常规制动系统的组成和制动路径（学生回答）
（2）ABS是在传统制动基础上，又增设如下装置：
☆车轮轮速传感器
☆电子控制单元ECU
☆制动压力调节器
☆ABS警告灯
3.轮速传感器
拆卸轮速传感器，分析：
（1）传感器的功用：①检测车轮的速度，并输入ECU②ECU计算决定是否进行防抱死制动。
（2）ABS系统的轮速传感器类型：
①电磁式轮速传感器②霍尔式轮速传感器
（3）轮速传感器的检修☆
三．总结
通过本课学习，让学生掌握ABS系统的组成和工作方式，掌握轮速传感器的拆装注意事项、作用、工作原理和检修。
重点：ABS组成、工作方式、轮速传感器检修。
四．作业
完成任务工单，预习制动压力调节器的工作原理。
ABS控制器毕业设计
摘要
随着科学技术的进步和人们物质生活水平的提高，人类社会对汽车的安全性，特别是制动安全性能提出了越来越高的要求。汽车防抱死制动系统(ABS)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。该系统能够有效的缩短制动距离、提高制动时的方向稳定性，对汽车的行驶安全具有重要的意义。
本文首先剖析了防抱死制动系统的控制原理，在此基础上详细介绍了ABS的结构以及各部分的作用和工作原理。同时对ABS控制算法进行了研究，选择了ABS控制器的硬件并设计了ABS控制器的软件。软件核心是单片机。随着功能技术和应用水平的提高，单片机应用研究在ABS领域将进一步深入。本文研究了以高性能单片机为核心的ABS控制器的开发思路和设计方法。
总之，研究结果可以看出逻辑门限值方法用于汽车防抱死制动系统不仅具有理论意义，而且具有实用价值，是一种简单、方便、具有较好操纵性、制动性，并且有较好适应性的方法。进一步的研究工作一定要继续开展下去。
关键词：防抱死系统；单片机；滑移率；逻辑控制；制动性
ABSTRACT
Along with the advancement of science and technology and the improvement of people's living standards, the safety of human society, especially for automobile braking safety performance is put forward higher request.Auto anti-lock braking system (ABS) is a braking can automatically adjust the wheel braking force, prevent to achieve the best wheel lock braking brake system.This system can effectively shorten braking distance, improve the direction of braking stability of road safety in car has an important significance.
汽车防抱死制动系统设计
摘要
防抱死制动控制系统（ABS）是在传统制动系统的基础上采用智能控制技术，在制动时自动调节制动力防止车轮抱死，充分利用道路附着力，提高制动方向稳定性和操纵稳定性，从而获得最大制动力且缩短制动距离，尽可能地避免交通事故发生的机电一体化安全装置。
本文根据防抱死制动控制系统的工作原理，应用汽车单轮运动的力学模型,分析了制动过程中的运动情况。采用基于车轮滑移率的防抱控制理论，根据车速、轮速来计算车轮滑移率。以MSP430F149单片机为核心，完成了输入电路、输出驱动电路及故障诊断等电路设计，阐述了ABS系统软件各功能模块的设计思想和实现方法，完成了ABS检测软件、控制软件的设计。
课题所完成的汽车防抱死制动控制系统己通过模拟试验台的基本性能试验，结果表明：汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行，软件所采用的控制策略正确、有效，系统运行稳定可靠，改善了汽车制动系统性能，基本能够满足汽车安全制动的需要。
本文对汽车防抱死制动系统进行了数学建模，并在Matlab/Simulink 的环境下，对汽车常规制动系统和基于 PID 控制器的防抱死制动系统的制动过程进行了仿真，通过对比分析，验证了基于PID 控制器的汽车防抱死制动系统具有良好的制动性能和方向操纵性。
关键词：防抱死制动系统（ABS）；滑移率；控制策略；单片机；建模；仿真；
一、电控防抱死系统分类
电控防抱死制动系统（ABS）的分类
1）按控制方式分可分为单参数控制和双参数控制（ABS）
（1）单参数控制（ABS）
它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制动，其结构主要由轮速传感器、控制器(电脑)及电磁阀组成。
第六章-第三节ABS防抱死系统 机电一体化系统设计课件
ABS控制方式：智能选择控制
控制方式：一个车桥上的两个车轮由一条通 道控制，即两个轮速传感器对应一个压力控 制阀。 左右轮附着系数相同: 低选择控制 左右轮附着系数不同: 当附着力低的一 侧其附着系数相对较高时，用低选择控制； 而其附着系数相对较低时，选择系统趋向于 高选择控制。
ABS控制方法
第三节 汽车防抱死制动系统
车辆电子控制技术概况(1)
问：
车辆中应用的机电一体化系统 有多少种？ 答： 几十种。
车辆电子控制技术概况(2)
主要的车辆机电一体化系统
电子控制喷油系统 电子控制悬架系统 自动导航系统 防抱死制动系统 驱动防滑控制系统
防抱死制动系统及其功能
简称：ABS （Antilock Braking System ） 车辆制动效果的评价指标
制动距离短：车轮与路面之间的制动力尽可 能大
制动跑偏、侧滑和失去转向能力 ：车辆与路 面之间的侧向力越大越好
车轮抱死的危害 路面制动力减小 侧向力减小
防抱死制动系统的功能：防止车轮抱死
ABS在车辆上的安装
ABS工作原理简介
制动盘
执行器 Actuator
电子控制单元 ECU
制动灯开关
轮速传感器
逻辑门限值控制 PID控制 模糊控制
逻辑门限值控制
dω/dt<an dω/dt>ap dω/dt<<ap
汽车电控技术课程设计
汽车电控技术课程设计
1. 前言
汽车电控技术是以电子技术和控制技术为基础的汽车系统，是现代汽车的重要组成部分。随着科技的不断进步和人们对汽车性能与安全的不断追求，汽车电控技术在汽车行业中的重要性日益凸显。本文将对汽车电控技术进行综述，并设计一门汽车电控技术课程。
2. 汽车电控技术概述
汽车电控技术是由汽车电子控制系统、电动机驱动系统、照明系统、音响系统等多个系统组成的技术。汽车电子控制系统是汽车电控技术的核心，它通过传感器、控制器、执行器等部件实现对汽车系统进行数字化控制。电动机驱动系统则负责将电能转化成机械能，推动车辆运动。照明系统则负责提供汽车行驶和停车过程中需要的照明设施，以增强车辆的安全性和舒适度。音响系统则提供汽车行驶过程中的音乐和信息等服务。
3. 汽车电控技术的应用
汽车电控技术已经广泛应用于现代汽车制造业中，从汽车的发动机管理系统到车身控制系统，再到车辆智能驾驶系统，都离不开汽车电控技术的支持。例如，传感器可以来自于各种各样的资源，包括一个智能手机或者一个车载传感器网络(CSN)。控制器则是中心的电子计算机，它能够控制车辆中系统的运转和管理，实现汽车数字化控制的目的。
4. 汽车电控技术的教育和培训
随着汽车行业的发展，对汽车电控技术的需求也越来越大，越来
越多的学校和教育机构开始设置汽车电控技术相关的课程和培训班。
对于汽车行业从业人员而言，学习汽车电控技术已经成为了必备技能。因此，汽车电控技术课程的设置和设计显得尤为重要。
5. 汽车电控技术课程设计
汽车电控技术课程的目的是让学生能够从理论和实践两个层面去
汽车电子控制技术课程设计--ABS系统的结构组成及工作原理
湖南涉外经济学院汽车电子控制技术课程设计
课题名称：ABS系统的结构组成及工作原理
姓名：鞠远超
学号： 104305251531800
专业班级：汽修1001班
系（院）：机械工程学院
指导老师：杨振东
完成时间： 2012年6月10日
目录
摘要 (2)
关键词 (2)
前言 (2)
正文 (2)
一、 ABS系统的组成 (2)
二、电子控制系统 (3)
三、减速度传感器的类型 (4)
四、ECU的基本结构 (5)
五、安全保护电路 (7)
六、EC的工作原理 (9)
七、液压控制系统 (11)
八、总结 (19)
结束语 (19)
参考文献 (20)
致谢 (20)
摘要：本文主要介绍汽车防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理，同时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理；并能进行控制电路的分析。
关键字：ABS系统组成原理控制电路
前言：
ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，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能转向，保证汽车的制动方向的稳定性，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。
一、ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三部分组成。
表1 ABS系统各组成部件的功能
二、电子控制系统
1.传感器的结构型试与工作原理
(1) .转速传感器
齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器应交流信号，输出到ABD电脑，提供轮速信号。轮速传感器通常安装的差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。
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研究生课程考试答题册
得分：
考试课程汽车电子及电气传动技术
题目汽车ABS电控系统设计
姓名
学号
学院
指导老师
西北工业大学研究生院
汽车ABS电控系统设计
一．汽车要安装ABS的必要性
1.汽车的制动过程
1.1汽车的制动性：
汽车制动性：汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。制动性评价指标：制动效能，制动距离与制动减速度；制动效能的恒定性，抗热衰退性能；制动时汽车的方向稳定性，制动时汽车不发生跑偏、测滑以及失去转向能力的性能。
1.2汽车制动时的运动
1.2.1 制动时汽车受力分析
汽车在制动的过程中主要受到地面给汽车的作用力、风的阻力和自身重力的作用。汽车在直线行驶并受横向外界干扰力作用和汽车转弯时所受到地面给汽车的力如图(1-1)所示。其中Fx为地面作用在每个车轮上的地面制动力，其大小取决于路面的纵向附着系数和车轮所受的载荷。Fy为地面作用在每个车轮上的侧滑摩擦力，侧滑摩擦力的大小取决于侧向附着系数和车轮所受的载荷，当车轮抱死时，侧滑摩擦力将变得很小，几乎为零。汽车直线制动时，若受到横向干扰力的作用，如横向风力或路面不平，汽车将产生侧滑摩擦力来保持汽车的直线行驶方向，如图1-1(a)所示。若汽车在转弯时制动或在制动时转弯，也将产生侧滑摩擦力使汽车能够转向，如图1-1 (b)所示。
图1.1汽车直线和转弯制动时的平面受力简图
汽车单车轮在良好的硬路面上制动时受力状况如图(1-2)所示。图中Tµ是制动器制动盘与制动钳之间的摩擦力矩；Fxb是轮胎与地面之间作用的地面制动力；G是汽车车体作用于车轮的垂直载荷；Ft是车轴作用于车轮的推力；N是地面对车轮的法向反作用力；ν是车体速度；ω是车轮转动角速度；r是车轮半径。
图1-2 单个车轮在制动时的受力分析
Tu车轮制动器中摩擦片与制动鼓相对滑动时的摩擦力矩，单位N.m。
Fxb是地面制动力
W是车轮垂直载荷。
Tp是车轴对车轮的推力。
Fz是地面对车轮的法向反作用力
图1-3 路面制动力、制动器制动力及路面附着力之间的关系
从图中可见，当制动管路压力P或制动踏板力Fp较小，未达到某一极限值时，制动器摩擦力矩不大，路面与轮胎间的摩擦力(路面制动力)足以克服制动器摩擦力矩而使车轮转动，此时路面制动力的值与制动器制动力的值相等，且随制动踏板力的增长成正比地增长。当制动系管路压力P上升到某一足够大的值时，路面制动力达到路面最大附着力，汽车车轮即抱死停转而出现拖滑现象，且路面制动力路面附着力之间的关系动力不再增加，但制动器制动力随着制动踏板力或制动系统压力的增加而继续增大。
由此可知，汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制。只有当汽车具有足够的制动器制动力，同时又能提供高的附着力时，才能获得足够的路面制动力，保证较高的制动效果。
1.2.2 滑移率定义
如果制动系制动力小于轮胎一道路附着力，则汽车制动时会保持稳定状态；反之，如果制动系制动力大于轮胎一道路附着力，则汽车制动时会出现车轮抱死和滑移。由于地面制动力受地面附着系数的制约，当制动器产生的制动系制动力增大到一定值(大于附着力)时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。滑移速度(实际车速与车轮滚动的圆周速度之间的差值)与实际车速的比值，即滑移率。 滑移率S 的定义式为:
V
rw V -1V -V S w ==
（1-1） 式中 S ——滑移率；
V ω——汽车的理论速度或车轮中心的速度(m/s)；
ω——汽车车轮的角速度(rad/s)；
r ——汽车车轮的滚动半径(m)。
由上式可知:当车轮中心的速度(即汽车的实际车速)Vt 等于车轮的角速度ω和车轮滚动半径r 乘积时，滑移率为零(S=0)，车轮为纯滚动；当ω=0时，S=100%，车轮完全抱死而作纯滑动；当0 1.2.3 滑移率与附着系数的关系 图1-4给出车轮与路面纵向附着系数和横向附着系数随滑移率变化的典型曲线。从图中可以看出，如果能将车轮滑移率控制在15%～30%的范围内，则既可以使纵向附着系数接近峰值，同时又可以兼顾到较大的侧向附着系数。这样，汽车就能获得最佳的制动效能和方向稳定性。 图1-4 滑移率与附着系数关系曲线 图1-5 不同路面纵向横向附着系数与滑移率的关系曲线 图(1-5)给出了不同类型路面上滑移率与附着系数之间的关系。由图(1-5)可以看出，各种路面上的变化的总体趋势是一致的。滑移率和附着系数之间的关系曲线随路面类型的不同，出现峰值的滑移率的取值也会不一样，并且对应不同路面类型的滑移率一纵向附着系数曲线在峰值附着系数后曲线下降的速度也不相同，在干燥的路面上下降的快些，在湿滑的路面上略微有些下降。一般干燥洁净的平整水泥、沥青路面纵向峰值附着系数高达0.8～0.9，而冰雪路面的纵向峰值附着系数低至0.1～0.2。如果这种差别随路面类型的不同变化比较明显，则在设计ABS系统控制方法时，就必须考虑到随路面类型的不同而采取不同的控制目标和策略。若汽车在同一种类型路面上制动时的初速度不一样，车轮的纵向附着系数和滑移率之间的关系曲线也会略有不同，制动时的车速越高，车轮的纵向附着系数越低。 1.3 汽车车轮抱死时运动情况 车轮抱死时汽车所受到的侧滑摩擦力将会变的很小，这将使汽车制动时保持方向操纵性和方向稳定性的转弯力和侧向力变的很小，使汽车在制动时出现一些危险的运动情况。对ABS系统来说，就是要防止这些危险情况的出现。下面从汽车在一种路面上直线和转弯制动两方面简单讨论一下当车轮抱死时汽车的运动情况。 图1-6 汽车直线制动车轮抱死时的运动情况