汽车防抱死制动系统分析
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３．２
减少强干扰对系统影响的方法 湿路面对制动系统会产生强干扰，路面附着系数
突然变小，首先反映在附着力矩上，对附着力矩的顺
针对系统特点综合防抱死制动系统
制动效率与控制精度的关系 剖动过程中，随车辆速度的变化，附着系数一滑
馈处理是系统快速从滑移状态中恢复的一条有效途
径、
３，１
通过车轮动念方程，利用便于测量的制动压力和 车轮速度，得到附着力矩的估汁值，在对系统进行补 偿：补偿部分可通过模拟电路或单片机完成 ４
３
ｆｌ＋△。Ｗ１—５Ｐｊ¨＝门一Ｓ１，“
｛３）
由（１）（２）【３）式可得的制动效率不大于唯时车轮速 度相刘误差满足下式：
０≤ｈ≤亡薯（Ｊ＿叫
１．２
ｆ４）
系统处于女斜率区
ｚ，
由图可知正负斜率区直线的斜率满足ｋ。＞一ｋ 该速度下制动效率不低于吼。
则邬一ｓｃ＜ｓ一一ｓＰ。所以，只要式（４）成立，即可保证 由于控制精度是制动系统的稳态指标，因此在设 计中小需要知道每一车速下的５ｒ，只需知道其最小 值即可，即（４）中岛以Ｓ…代入即可。由此即可直接 根据制动效率选择系统参数。
防抱死制动系统的特点
ｌ
几种防抱死制动系统的原理与评述２‘１墓嘉磊裟篙季毒篙刺｝理想状态，如
抗
ｏｑ一２３
。趴’～…“¨…～…１………………¨“‘。 。烈嶝篓燃黧鬻愁磐冀黧灞等鬃答嚣．‘燮瓣量军
度为控制量，系统对制动器给压或放压为开关式．制
收穑日期：！ｏｏｌ 第一作者：王琦．男，Ｉ ９６３年生．高级工程师：
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恶化的原冈，并提出ｒ改善措施．州叫提出了防抱死 制动系统稳定胜的含义。找到了控制精度与制动精度 ’ｊ制功效率的关系＝提出ｒ解除混合路面上车轮打滑
的一种力法，
系统处于正斜率区
定义滑移率的相对精唛、车轮速度相对误差分
别为
万方数据
第３期
王琦等：汽车防抱死制动系统分析 【２］许希儒
５７
电子防滑刹车系统ｆＭ］中国航空科技文献ｆＩＪＢ８８０６２０
速度变化率加压力偏调控制防抱死制动系统，控 制量仍为减速度，因用压力偏凋，使制动效牢大幅度 提高、工作、乎稳，悬挂系统受力状态明显改善÷ 滑动模态变结构控制防抱死制动系统ｆ－ｊ样具有 压力偏调功能，但控制量为滑移速度。滑移速度是汽 车沿行驶方向的纵向速度同制动车轮线速度之差。系 统用参考速度代替车速计算滑移速度，系统用预先设 定的减速度和制动车轮速度产生参考速度。压力偏涧 的核心就是通过增压系统在附着系数——滑移率特 性正斜率区接近峰值处的停留时间，以提高性能。系 统在于燥路面上的性能较好，但在湿路面上，由于系 统的压力偏调使车轮不能立即从深打滑状态中恢复， 刹车压力上升滞后，因此性能较差。 滑移率控制防抱死制动系统控制制动车轮的滑 移率，即控制滑移速度（车速与车轮速度之差）与车速 的比率。而在诸多影响圜素中，滑移率对附着系数的 影响最大。因此，应力图把滑移率控制在与附着系数 最大值对应的滑移率附近，以提高系统制动效率：这 种系统不带压力偏捌，预先设定的滑移率的期望伉， 实际计算的滑移率同它比较，然后进行控制：
移率特性曲线发牛变化。上图中，虚线为车辆在某一 迷室下的特性曲线，折线是其的近似，正、负斜率区 商线的斜率分别为Ｋ。、Ｋ：。制动效率为ｍ时，附着系 数与其最人值的相对偏差为乱．滑移率的Ｉ？下限分 别为ｓ ｎ、ｓ。、下面分别讨论制动效率不低于Ⅵ。时，车 轮速变误差与制动效率的关系。
３
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结论
主要分析了制动系统在低附着系统路ｉｉＩｉ七性能
万方数据
南昌航牵工业学院学报（自然科学板
２．２
２０叭年
防抱死制动系统的稳定性 在制动过程中，车轮速度、制动压力等振荡较
虹学
。
大：若系统具有使附着系数——滑移率特性由负斜 率区（如下图）上任一点调整到正斜率区的能力，则 称之为稳定的，否则为不稳定的。即当制动力矩大于 附着力矩时，车轮会产生滑移，如果系统能自动从滑 移状态中恢复，则为稳定，否则为／ｆ：稳定。此时，车轮 完全抱死＋车辆很可能丧失方向稳定性。
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由图可知出＝１一＂。 对于满足制动效率的滑移率ｓｒ，有下式成立
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（１）
控制精度
（２）
由滑移率的定义
ｓ＝与鱼
如分别用滑移牢和车速以及用其最优车轮速度值与 其相对误差表示某时刻的车轮速度，则有 某车速下附着系数一滑移率关系曲线 防抱死制动系统的主要目的是充分利用路面提 供的附着系数，以使车辆在最短的距离内停下来，或 取得最大的减速度。在控制系统中系统输出值的足 车轮速度ｖ。。与附着系数的最大值对应的是最优滑 移率函；与之相对应的车轮速度称为最优车轮速度 “一。控制精度是车轮的实际速度与其最优值之差。 评估防抱死制动系统的性能指标有几种选择， 一般按附着系数定义制动效率。我们称最人附着系 数的利用率，即在制动过程中，第一次产生滑移点与 最后一次放压点的附着系数的时间平均值与制动过 程中最大附着系数的平均值之比为制动效率。制动 效率是平衡系统性能的常用指标。为了便于系统综 合，有必要探讨控制精度和制动效率的关系。 ３
二０Ｕｌ缸９月 苇１５卷第３期 文章编号：１００１一｛９二６【２００１】０３
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『轲昌航空ｊ二业学院学报
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汽车防抱死制动系统分析
王琦韩瑞诚
南昌航宅工扎学院，江凸，南昌
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参考文献
北京：航宅ｒ业部．１９８８ ‘３］Ｌ鲁道大（美）汽车制动乐娩分析与设计：Ｍ］：Ｅ隶：机械工皿
出版丰上．１９８４
刮刊增汽车防滑茬静ｊ系统（Ｍ］北京：人民交通出版社，１９９６
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摘要分析了防抱死制动系统的性能与控制原理的关系。提出】，系统的静定性概念，ｕ及用仙位种ｌ顺 溃补醴强干扰 地而酣昔力加的疗法。找到ｒ制功效率与控制精皮的芰系．村防拖，Ｅ制动控制采统肟
破“具有现寓意义，
关键词
防抱死制础系统强十扰控制精度
Ｅ：４６ｌ ３
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中图分类号
文献标识码：Ａ
动效率低，工作不平稳。
概述
现代汽车的车速越来越高，对制动性能提出了 更高的要求。特别在小附着系数的路面或ｆ湿混台 路两上，制动时车轮扣滑严重，不仅系统效率低，且 易使汽车丧失方向稳定性，阂此，防抱死制动系统对 汽车的安全至关重要： 汽车防抱死制动系统（ＡＢｓ）的控制方法有很多， 但归结起来无非为两火类：脉冲控制式制动（如：定 ａｔ控制方法１和滑移监控式制动【如：逻辑门限值控 制方法、速度变化率加压力偏调控制方法、滑动模态 变结构控制方法以及滑移李控制方法等）。第一类系 统一［作时，不管车轮是否产生滑移，均按预先设定的 时间间隔交替进行制动、放松，直至解除制动操作． 这类系统的效率不是太好，现已基本不用了．饵性能 稳定，日成本低。第二类系统丁作时．通过传感器监 测汽车的运动，根据车轮是否产生滑移进行控制。这 类系统的制动系统可望达到最优．也足日前汽车行 业广泛采用的控制方式。 在对现有防抱死制动系统工作情况讨论的基础 Ｅ．本文将研究某些共性问题，如系统的不可测强下 扰、较独特的稳定性、控制精度与制动效率的关系 ２
减少强干扰对系统影响的方法 湿路面对制动系统会产生强干扰，路面附着系数
突然变小，首先反映在附着力矩上，对附着力矩的顺
针对系统特点综合防抱死制动系统
制动效率与控制精度的关系 剖动过程中，随车辆速度的变化，附着系数一滑
馈处理是系统快速从滑移状态中恢复的一条有效途
径、
３，１
通过车轮动念方程，利用便于测量的制动压力和 车轮速度，得到附着力矩的估汁值，在对系统进行补 偿：补偿部分可通过模拟电路或单片机完成 ４
３
ｆｌ＋△。Ｗ１—５Ｐｊ¨＝门一Ｓ１，“
｛３）
由（１）（２）【３）式可得的制动效率不大于唯时车轮速 度相刘误差满足下式：
０≤ｈ≤亡薯（Ｊ＿叫
１．２
ｆ４）
系统处于女斜率区
ｚ，
由图可知正负斜率区直线的斜率满足ｋ。＞一ｋ 该速度下制动效率不低于吼。
则邬一ｓｃ＜ｓ一一ｓＰ。所以，只要式（４）成立，即可保证 由于控制精度是制动系统的稳态指标，因此在设 计中小需要知道每一车速下的５ｒ，只需知道其最小 值即可，即（４）中岛以Ｓ…代入即可。由此即可直接 根据制动效率选择系统参数。
防抱死制动系统的特点
ｌ
几种防抱死制动系统的原理与评述２‘１墓嘉磊裟篙季毒篙刺｝理想状态，如
抗
ｏｑ一２３
。趴’～…“¨…～…１………………¨“‘。 。烈嶝篓燃黧鬻愁磐冀黧灞等鬃答嚣．‘燮瓣量军
度为控制量，系统对制动器给压或放压为开关式．制
收穑日期：！ｏｏｌ 第一作者：王琦．男，Ｉ ９６３年生．高级工程师：
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ｋ１…“ｐｅ血㈣…ｎｄ…ｌｍ】ｐｎｎｃ叫…ｆ
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５ｕｇ舻５ｔｅｄ
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ｓｊ印’￡ｃａⅢｐｒａ“ｌＰａ¨ｙ
ｎ＂ｌｂｅ幽５１印。ｆ…ｎｌｍ】５ｙｓｌｅｍ
恶化的原冈，并提出ｒ改善措施．州叫提出了防抱死 制动系统稳定胜的含义。找到了控制精度与制动精度 ’ｊ制功效率的关系＝提出ｒ解除混合路面上车轮打滑
的一种力法，
系统处于正斜率区
定义滑移率的相对精唛、车轮速度相对误差分
别为
万方数据
第３期
王琦等：汽车防抱死制动系统分析 【２］许希儒
５７
电子防滑刹车系统ｆＭ］中国航空科技文献ｆＩＪＢ８８０６２０
速度变化率加压力偏调控制防抱死制动系统，控 制量仍为减速度，因用压力偏凋，使制动效牢大幅度 提高、工作、乎稳，悬挂系统受力状态明显改善÷ 滑动模态变结构控制防抱死制动系统ｆ－ｊ样具有 压力偏调功能，但控制量为滑移速度。滑移速度是汽 车沿行驶方向的纵向速度同制动车轮线速度之差。系 统用参考速度代替车速计算滑移速度，系统用预先设 定的减速度和制动车轮速度产生参考速度。压力偏涧 的核心就是通过增压系统在附着系数——滑移率特 性正斜率区接近峰值处的停留时间，以提高性能。系 统在于燥路面上的性能较好，但在湿路面上，由于系 统的压力偏调使车轮不能立即从深打滑状态中恢复， 刹车压力上升滞后，因此性能较差。 滑移率控制防抱死制动系统控制制动车轮的滑 移率，即控制滑移速度（车速与车轮速度之差）与车速 的比率。而在诸多影响圜素中，滑移率对附着系数的 影响最大。因此，应力图把滑移率控制在与附着系数 最大值对应的滑移率附近，以提高系统制动效率：这 种系统不带压力偏捌，预先设定的滑移率的期望伉， 实际计算的滑移率同它比较，然后进行控制：
移率特性曲线发牛变化。上图中，虚线为车辆在某一 迷室下的特性曲线，折线是其的近似，正、负斜率区 商线的斜率分别为Ｋ。、Ｋ：。制动效率为ｍ时，附着系 数与其最人值的相对偏差为乱．滑移率的Ｉ？下限分 别为ｓ ｎ、ｓ。、下面分别讨论制动效率不低于Ⅵ。时，车 轮速变误差与制动效率的关系。
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主要分析了制动系统在低附着系统路ｉｉＩｉ七性能
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南昌航牵工业学院学报（自然科学板
２．２
２０叭年
防抱死制动系统的稳定性 在制动过程中，车轮速度、制动压力等振荡较
虹学
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大：若系统具有使附着系数——滑移率特性由负斜 率区（如下图）上任一点调整到正斜率区的能力，则 称之为稳定的，否则为不稳定的。即当制动力矩大于 附着力矩时，车轮会产生滑移，如果系统能自动从滑 移状态中恢复，则为稳定，否则为／ｆ：稳定。此时，车轮 完全抱死＋车辆很可能丧失方向稳定性。
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由图可知出＝１一＂。 对于满足制动效率的滑移率ｓｒ，有下式成立
ＳＰ≥Ｓｖ≥耶一△ｓ・ＳＰ
（１）
控制精度
（２）
由滑移率的定义
ｓ＝与鱼
如分别用滑移牢和车速以及用其最优车轮速度值与 其相对误差表示某时刻的车轮速度，则有 某车速下附着系数一滑移率关系曲线 防抱死制动系统的主要目的是充分利用路面提 供的附着系数，以使车辆在最短的距离内停下来，或 取得最大的减速度。在控制系统中系统输出值的足 车轮速度ｖ。。与附着系数的最大值对应的是最优滑 移率函；与之相对应的车轮速度称为最优车轮速度 “一。控制精度是车轮的实际速度与其最优值之差。 评估防抱死制动系统的性能指标有几种选择， 一般按附着系数定义制动效率。我们称最人附着系 数的利用率，即在制动过程中，第一次产生滑移点与 最后一次放压点的附着系数的时间平均值与制动过 程中最大附着系数的平均值之比为制动效率。制动 效率是平衡系统性能的常用指标。为了便于系统综 合，有必要探讨控制精度和制动效率的关系。 ３
二０Ｕｌ缸９月 苇１５卷第３期 文章编号：１００１一｛９二６【２００１】０３
Ｊｏｕｍａｌ ｕｆ
『轲昌航空ｊ二业学院学报
Ｉ佃ｌ ２００ｌ Ｔｅｃｈ肿ｌｏＥ”
、ｎＬｌ５ ｈｏ ３
Ｎ洲ｈａ皑Ｉ㈣】ｔｕｔｃ“Ａｅ删１ａｕｌｌｃⅡｌ
００５ｓ—０３
汽车防抱死制动系统分析
王琦韩瑞诚
南昌航宅工扎学院，江凸，南昌
３３００３４
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ｏｆ＾…ａｕｔｌｃｄ
Ｈａｎ Ｒｕｉｃｈｅｎｇ ｒｅｃｈｎｏｌｏ倒，＾…ｈａｎｇ ３３００３４．Ｃ｝¨ｎａ
ａｎｌ】１０ｃｋ
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ｅｓ【¨ｎ８ｔ㈨ｄ舟ｅｄｂｒｗａｒｄ ｔ㈣ｐｍｖｅ ｔｈ㈣ｇ
参考文献
北京：航宅ｒ业部．１９８８ ‘３］Ｌ鲁道大（美）汽车制动乐娩分析与设计：Ｍ］：Ｅ隶：机械工皿
出版丰上．１９８４
刮刊增汽车防滑茬静ｊ系统（Ｍ］北京：人民交通出版社，１９９６
Ａ ＡｎａＩｙｓｉｓ ｏｆ ＡｕｔｏｍｏｂｉＩｅ Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｓｙｓｔｅｍｓ
Ｗａｎｇ Ｑｉ
Ｎ—ｈ３嘴ｌｎ５【ｌｆｕｔｅ
摘要分析了防抱死制动系统的性能与控制原理的关系。提出】，系统的静定性概念，ｕ及用仙位种ｌ顺 溃补醴强干扰 地而酣昔力加的疗法。找到ｒ制功效率与控制精皮的芰系．村防拖，Ｅ制动控制采统肟
破“具有现寓意义，
关键词
防抱死制础系统强十扰控制精度
Ｅ：４６ｌ ３
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中图分类号
文献标识码：Ａ
动效率低，工作不平稳。
概述
现代汽车的车速越来越高，对制动性能提出了 更高的要求。特别在小附着系数的路面或ｆ湿混台 路两上，制动时车轮扣滑严重，不仅系统效率低，且 易使汽车丧失方向稳定性，阂此，防抱死制动系统对 汽车的安全至关重要： 汽车防抱死制动系统（ＡＢｓ）的控制方法有很多， 但归结起来无非为两火类：脉冲控制式制动（如：定 ａｔ控制方法１和滑移监控式制动【如：逻辑门限值控 制方法、速度变化率加压力偏调控制方法、滑动模态 变结构控制方法以及滑移李控制方法等）。第一类系 统一［作时，不管车轮是否产生滑移，均按预先设定的 时间间隔交替进行制动、放松，直至解除制动操作． 这类系统的效率不是太好，现已基本不用了．饵性能 稳定，日成本低。第二类系统丁作时．通过传感器监 测汽车的运动，根据车轮是否产生滑移进行控制。这 类系统的制动系统可望达到最优．也足日前汽车行 业广泛采用的控制方式。 在对现有防抱死制动系统工作情况讨论的基础 Ｅ．本文将研究某些共性问题，如系统的不可测强下 扰、较独特的稳定性、控制精度与制动效率的关系 ２