ABS工作过程

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简介:写写帮文库小编为你整理了多篇相关的《ABS工作过程》,但愿对你工作学习有帮助,当然你在写写帮文库还可以找到更多《ABS工作过程》。

第一篇:ABS工作过程

个人对ABS工作过程的理解

我发现这么一个问题,只要是刚接触汽车的人对汽车现在一些科技很关心,比如今天给大家讲的abs。其实都是电子技术!理解了感觉其实没什么`1 我把我自己对abs的理解在这跟大家分享一下!在说原理以前先要说说电控系统!

现在几乎所有的汽车新科技都离不开电控。电控的组成有传感器,电脑(ECU),执行机构。

关于传感器大家见 雨梦 发的ABS的贴http://http://www.autostudy.net/dispbbs.asp?boardID=9&ID=163&page=1里面讲的很详细!

ECU就不用说了,执行机构一般都是液压调节器和电磁阀。这个有条件的看一下车上的布置就明白了!

当是否选择ABS是通过汽车上各个传感器得到的信号传给ECU,ECU经过处理决定是否起用。当起用时,ECU发送指令给执行机构进行增压,保压,和减压的三个过程。

这就好比传感器就是你的眼睛,ECU是你大脑,执行机构是你的腿等。当你看见前面有条河时,你是不是回在能力所以的时候就慢慢的走。而不至于在到达沟面前时在急停把!

液压调节器里面有个活塞,在进油管路上有个常闭电磁阀,在出油管路上有个常开电磁阀。常闭电磁阀就是在ABS不工作时关闭阀门。常开正好相反。增压:阀开进油管路进油,常闭电磁启,油进到调节器里,推动活塞增加制动力。

保压:当车轮马上要抱死的时候。常闭电磁阀关闭,常开电磁阀也关闭。保持调节器里的油压,就是保持制动力。

减压:然后在开启常开电磁阀,油从出油管流出,减少制动力。

然后这三个过程反复进行。其中的数据都是由ECU处理的。当然这个过程很短暂。大约一秒钟12~15次!

ABS有很多形式,但最基本的原理知道了其他的一看就明白了!

ABS的诊断现在都有专门的仪器,我实习时用过了。完全智能化,你只需按哪个仪器的提示选择按按钮就行了,使用时应注意:

一、ABS制动时,制动分泵的高速收放动作会使高压的制动液被频繁挤压,产生较大的声音,制动踏板也会有抖动和顶脚现象。驾驶时不要被这种现象困扰,在紧急情况下使用ABS制动要毫不犹豫,用力直接把刹车踩到底,不能放松。

二、由于ABS紧急制动时车轮不抱死,前轮仍有导向作用,司机可以边刹车边打方向进行紧急避险。

三、ABS系统对制动液的要求非常之高,因此添加制动液应严格按照使用说明书上的要求,一般禁止掺杂不同型号的制动液。一般来说,应一年更换一次相同型号的制动液。也可以选用DOT3或DOT4醇基型制动液。

四、ABS车轮传感器及齿圈均安装在各个车轮上,所以要经常保持传感器探头及齿圈的清洁,防止有泥污、油污特别是磁铁性物质沾附在其表面,从而导致传感器失效或输给计算机的信号错误而影响ABS系统的正常工作。

五、装有ABS系统的车辆应严格遵循规定的轮胎气压标准,同时要保持同轴轮胎气压的均衡,严禁使用不同规格的轮胎。此外,要注意检查轮速传感器探与齿圈之间的间隙,轮子轴承轴向间隙过大会直接影响ABS的正常工作。

六、在行车中司机应经常注意仪表板上的ABS告警灯情况,如发现闪烁或发亮不灭,说明ABS系统已脱离工作状态。此时制动系统已回归常规制动工作界面,车子是可以继续行驶的,但已不具ABS功能,建议尽快检修。

汽车在制动时,车速与轮速之间产生速度差,车轮发生滑动现象。滑动率的定义为:

在非制动状态(滑动率为0)下,制动附着系数等于0;在制动状态下,滑动率达到最优滑动率时,制动附着系数最大,在此之前的区域为稳定区域;之后,随着滑动率的增大制动附着系数反而减少,侧向附着系数也下降很快,汽车进入不稳定区域,特别是当滑动率为100%时,侧向附着系数接近于0,也就是汽车不能承受侧向力,这是很危险的。所以应将制动滑动率控制在稳定区域内。附着系数的大小取决于道路的材料、状况以及轮胎的结构、胎面花纹和车速等因素。

但有一个地方我想应该补充一下,就是关于滑移率和轮速的计算公式,滑移率的计算公式没什么问题,可ABS中轮速不是这样的。ABS中轮速当然是*传感器获得,然后算法中的第一步就是生成第一个最基本的参考车速,之后还会计算车速和车加速度

ABS所有过程控制的实现都是以四个轮速传感器为输入量,所以如此复杂这也是一个主要原因

ABS理论依据

一 不同的滑移率对应着不同的附着系数

二 使滑移率保持在15%——20%范围内使其具有最大制动力

第二篇:ABS工程塑料

ABS合金材料的研究进展

许国栋

摘要:ABS树脂是一种用途极广的热塑性工程塑料,它可以单独使用,也可以与其它聚合物共混制成具有某些特殊性能的合金材料。文中阐述了

PVC/ABS、PC/ABS、PA/ABS、PBT/ABS几种ABS合金的相容性、共混组成与性能的关系。

关键词:ABS合金;聚碳酸酯;聚氯乙烯;尼龙

1ABS塑料概述

ABS树脂属聚苯乙烯树脂,是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三中单体的共聚物,由于它具有卓越的性能,被称为通用型工程塑料。它是苯乙烯类树脂中发展最快的一个品种,ABS树脂是目前产量最大、应用最广泛的聚台物共混物之一。不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学件能,而且具有极好的耐化学药品性,尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温特性、着色性能和加工流动性能等优点。ABS树脂自1947年实现工业化以来,发展极其迅速,在世界范围内,ABS树脂的年需求量以5%~8%的速度增长;在我国,年需求量更是以15%的速度持续增长。

1.1ABS树脂的合成20世纪20年代中期,采用本体法或溶液沉淀法在天然橡胶存在下制备抗冲改性聚苯乙烯技术的雏形就已出现。到20世纪50年代,悬浮法、乳液法、本体法聚合工艺都被用于高抗冲聚苯乙烯(HIPS)或丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)的合成。1957年,美国Borg-Wamer的Cycolac系列乳液接枝法ABS被推向市场并迅速成为主导产品。20多年后,美国Dow化学公司本体法生产的MAGNUM系列ABS面市。2002年,Dow化学公司该系列ABS全球范围产能占全球ABS总产能的5.1%[1]。显然,ABS本体法工艺不能完全替代乳液法工艺,即自身局限性阻止了前者发展问。早期的ABS树脂采用共混法,一般70份苯乙烯—丙烯腈共聚物与40份丁腈橡胶混合。目前工业上生产的ABS树脂主要采用乳液接枝法,是苯乙烯单体和丙烯腈接枝在聚丁二烯乳胶上得到的。各个组分对ABS的使用性能产生不同的作用:丙烯腈主要提供耐化学性和热稳定性,丁二烯提供韧性和冲击强度,苯乙烯则赋予了ABS的良好的刚性和加工性。三种组

分的比例:A为25%~30%;B为25%~30%;C为40%~50%。最常见的比例是A:B:S=20:30:50。ABS塑料的成型温度为180~250℃,但是最好不要超过240℃,此时树脂会有分解。1.2ABS树脂的性能

1.2.1ABS塑料的一般性能

ABS树脂一般式不透明,外观呈浅象牙色,能配成任何颜色;ABS无毒、无臭、坚韧、质硬、呈刚性,并有较好的耐温性和耐蠕变性;ABS不透水、常温下吸水率小于1%,表面可抛光;ABS有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用;ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。ABS的热变形温度为93~118℃,制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性,可在-40~100℃的温度范围内使用。ABS的电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用。ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后,冲击强度下降一半。ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料,可用通用的加工方法加工[2]。1.2.2ABS塑料的加工性能

ABS的熔体流动性比PVC和PC好,但比PE、PA及PS差,与POM和HIPS类似;ABS的流动特性属非牛顿流体;其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系,但对剪切速率更为敏感。ABS的热稳定性好,不易出现降解现象。ABS的吸水率较高,加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度80~85℃,时间2~4h;对特殊要求的制品(如电镀)的干燥条件为温度70~80℃,时间18~18h。ABS制品在加工中易产生内应力,内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验;如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止,应进行退火处理,具体条件为放于70~80℃的热风循环干燥箱内2~4h,再冷却至室温即可。

2ABS合金材料

ABS树脂通常是指聚丁二烯的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯一丙烯腈游离共聚物(SAN)的混合物。其中,接枝在聚丁二烯橡胶上的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物为聚丁二烯橡胶和SAN树脂提供了良好的相容化界面,形成了稳定的2相结构。ABS树脂中含有侧苯基、氰基和不饱和双键使ABS与许多聚合物有比较好的相容性,这为ABS树脂的共混改性创造了有利条件。为此,将各种不同材料与ABS共混以期获得满意的性能,于是种类繁多的ABS合金应运而生。目前ABS合金的种类已达几十种,并且由二元向三元、多元化方向发展。

2.1PVC/ABS合金

PVC是较早下业化的一个大品种塑料。由于其加工性能、力学性能及耐候性能等方面不尽如人意,在实际应用上受到了限制,多年来人们采用各种改性剂对其进行改性。将PVC与ABS共混,意在使PVC从通用塑料过渡为工程塑料,并获得一类可在某些应用领域代替ABS的较为廉价的新型材料。实践证明,PVC/ABS共混物综合了ABS耐冲击、耐低温、易于成型加工以及PVC的阻燃、刚性强、耐腐蚀、价格低等优点,因而在机械零件、纺织器材、汽车仪表、电器元件、箱包制造等方面显示出极大的发展潜力[3]。

ABS用量是影响PVC/ABS共混物的主要因素。随着ABS用量的增加,PVC/ABS共混物的韧性得到了提高。这是由丁ABS粒子作为应力集中体,引发银纹和剪切带,消耗了大量能量,而且其中的橡胶粒子产生变形形会消耗能量。弹性体能有效地控制银纹发展,使其不会成为裂纹。综合效果使共混物的韧性得到提高一随着ABS用量的增加.PVC/ABS共混物的冲击强度和断裂伸长率都有所提高,但拉伸强度和硬度却会降低。实践证明,ABS的含母(质量分数)以不超过40%为佳。否则,会引起共混物的综合性能下降。

为了提高PVC/ABS合金的阻燃性、热稳定性、加工流动性等,要对PVC/ABS合金进行改性,其方法有2种。(1)通过合成方法生产有特殊性能的ABS树脂,再用来制造PVC/ABS合金。(2)通过机械共混,改变ABS与PVC配比以及调整PVC中增塑剂含量在高温、高剪切等条件下形成三元共混体系。

2.2PC/ABS合金

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,具有优良的机械性能和抗冲击强度高,广泛应用于电子、电器和汽车制造业。

由于PC熔点高,加工流动性差,制品易产生应力开裂,对缺口敏感性强,价格也非常高,因而在一定程度上限制了它的应用。将ABS树脂与PC共混,既提高了ABS的耐热性能和力学性能,又降低了PC成本和熔体粘度,提高了流动性,改善了加工性,减少了制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。制得的PC/ABS合金,既具有较高的冲击强度、挠曲性、刚性和耐热性,同时又具有良好的加工性能,并改善了耐化学品性和低温韧性,ABS高10℃左右,同时价格适中,使得PC/ABS合金成为世界上销售量最大的商业化聚合物合金。以PC和ABS为主要原料的PC/ABS合金是一种重要的工程塑料合金,具有良好的成型性和耐低温冲击性能、较高的热变形温度及光稳定性。与PC相比,降低了熔体粘度,改善了加工性能,并大大提高了产品耐应力开裂的性能,与ABS相比,提高了耐热性和耐候性,成本介于PC和ABS之问,又兼具两者的良好性能,能更好地应用于汽车、电子、电器等行业。20世纪60年代中期,美国Borg-Warner Chemicals公司首先开发出第一个PC/ABS合金,之后国外许多大公司相继开发出很多PC/ABS合金产品,如阻燃PC/ABS、玻璃纤维增强PC/ABS等[4]。

2.3PA/ABS合金

尼龙(PA)是一种结晶性、强极性的聚合物,而ABS是一种非结晶性、弱极性的聚合物,2者的溶解度参数相差较大,PA/ABS合金是1种结晶/非结晶共混体系,体系的形态结构呈细微的相分离状态。为提高PA与ABS的相容性,通常在体系加入ABS-g-MAH(马来酸酐)这种带有羧酸官能团的接枝共聚物。其相容化作用被认为是ABS-g-MAH与PA发生化学反应,从而提高了两组分间的亲合性,ABS-g-MAH的加入能迅速提高PA/ABS合金的拉伸断裂强度(特别是湿态拉伸断裂强度),但当ABS-g-MAH的加入量超过一定值时,其合金的性能又有所下降,这可能是因为发生了相转变,使PA与ABS之间的相容性下降导致合金的性能有所降低[5]。

PAl010是国内特有的聚合物,具有坚韧、耐磨、耐溶剂、耐油、易成型加工等特点,但它又有低温和干态冲击强度低、尺寸稳定性差和吸水后性能下降的缺点。与ABS共混不但能使PAl010的性能得到改善同时能降低PAl010的价格,利于推广应用。PAl010与ABS也是不相容体系,在共混时需加入相容剂。实验研究表明,ABS-g-MAH作为相溶剂地加入改善了PA 1010与ABS的相容性,增强了PAl010与ABS之间的界面粘合力,使分散相ABS在PAl010中的分布较均匀,颗粒直径也较小;且随着MAH接枝量的增加可提高PAl010/ABS合金的冲击强度。

2.4PBT/ABS合金

聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)是美国于20世纪70年代首先开发并实现工业化生产的一种结晶型热塑性工程塑料。它具有优良的综合性能,良好的力学性能、耐热性和耐化学药品性能及优异的自润滑性能。PBT结晶速度快,在较低温度下可迅速结晶,所以成型加工性良好,成型周期短,近年来在电气等领域中得到了广泛的应用。但是,PBT也有一些缺点,如缺口冲击强低,高载荷下热变形温度低,高温下刚性差。而通过将ABS与PBT共混,充分地利用了PBT的结晶性和ABS的非结晶性特征,使得PBT/ABS合金具有优良的加工成型性、尺寸稳定性、耐药品性以及可涂装性[6]。

PBT/ABS合金广泛用作汽车、摩托车的内外装饰件、小家电部件、光学仪器、办公设备部件与外壳;玻璃纤维增强PBT/ABS合制品表面光洁、耐高温烧结涂覆、耐汽油,可作为摩托车发动机罩及其他部件;最近开发的碳纤维增强型PBT/ABS,刚性在15 GPa以上,具有良好的加工流动性,高刚性、低挠度、表面光洁、柔性好,并具有良好的电磁屏蔽性能,因此,是手提电脑、笔记本电脑理性的外壳材料。

3结束语

(1)国外对ABS合金的研究始于20世纪50年代。美国的率先成功开发出具有工业价值的ABS合金,随后日本、西欧等国家和地区的公司也纷纷开发出各种用途的ABS合金。经过几十年的探索与发展。到20世纪80年代进入了大规模实用化阶段。特别是进入20世纪90年代。随着高分子材料

应用领域的日益扩大和使用要求的不断提高。单一品种的聚合物己无法满足实际的需要。

(2)对现已工业化的聚合物通过对其改性制成合金不仅耗资少、周期短而且风险小、效益高。

(3)国外当前都在大力发展聚合物合金,而我国ABS合金产品的研究水平还较低,许多ABS合金品种依赖进口。为此有必要对ABS树脂与其它 高聚物共混改性进行比较深入的研究,开发出具有不同性能的ABS共混合金,这样一方面有助于拓宽ABS树脂的应用领域,另一方面也可以进一步缩小与国外差距。

参考文献:

[1] 黄立本,张立基,赵旭涛.ABS树脂及其应用[M].北京:化学工业出版社.2001:49~50.[2] 贾洪宁,王澜.ABS在聚合物共混改性中的研究进展[J].工程塑料应用,2003,31(4);5~8.[3] 唐忠锋.PVC/ABS合金的协同效应及力学性能研究[J].化工技术与开发,2004,33(6):4~6.[4] 周琨生,兰浩.PC/ABS合金的研究进展及其在汽车上的应用[J].汽车工艺与材料,2004,32(4):17~22.[5] 王忠健.PA/ABS合金的研究进展[J].工程塑料应用,2001,29(9):46~48.[6] 刘芳.ABS/PBT合金体系的研究进展[J].塑料工业,2003,17(9):11~15.

第三篇:ABS论文

宁波工程学院成教学院大专

毕业论文

论文题目:浅析汽车防抱死系统ABS

学生姓名:徐小强 学 号: 指导老师:金建忠

专 业:汽车运用与维修 年 级:10大专 教 学 点:湖州交通学校

宁 波 工 程 学 院

二 0 一 一 年 四 月

目录

内容提要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

一、汽车ABS技术发展 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2(一)ABS的功用 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2(二)ABS技术的发展及应用现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2(三)ABS的发展趋势 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

二、防抱死系统的结构组成和工作原理 „„„„„„„„„„„„„„„„4(一)ABS的基本结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5(二)ABS的工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

三、汽车ABS系统的维修„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

(一)ABS故障诊断仪器和工具„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

(二)故障诊断与排除的一般步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

四、ABS系统常见故障的维修及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

(一)常见故障及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

(二)奥迪A6 ABS故障实例故障诊断与排除„„„„„„„„„„„„„„11参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13

浅析汽车防抱死系统ABS

〔摘要〕:随着汽车技术的不断改进,ABS已逐渐成为汽车的标准配件,ABS能大大提高汽车的制动性能。了解ABS这些技术对汽车制动系统的维修和故障诊断工作都是十分重要的。本文主要介绍汽车ABS技术发展,ABS基本结构和工作原理,ABS系统的检修,并对典型ABS系统的车辆也作了简要介绍。

〔关键词〕:防抱死系统;结构与工作原理;故障诊断

一、汽车ABS技术发展

(一)ABS的功用

ABS在汽车制动时根据车轮的运动养成自动调节车轮压力,防止车轮抱死,其实质就是是传统的制动过程变为瞬时的制动过程,即在制动时使车轮与地面达到“抱而不死,死而不抱”的状态,其目的是使车轮与地面的摩擦力达到最大,同时又可以避免后轮侧滑和前轮丧失转向功能,又使汽车取得最佳的制动效能。

(二)ABS技术的发展及应用现状

世界上第一台防抱死制动系统 ABS(Anti-locked Brake System), 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。进入90年代后,ABS技术不断发展成熟,控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用ABS技术,ABS装置已成为汽车的必要装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90%以上,轿车ABS的装备率在60%左右,运送危险品的货车ABS的装备率为100%。ABS装置制造商主要有:德国博世公司(BOSCH),欧、美、日、韩国车采用最多;美国德科公司(DELCO),美国通用及韩国大宇汽车采用;美国本迪克斯公司(BENDIX),美国克莱斯勒汽车采用;还有德国戴维斯公司(TEVES)、德国瓦布科(WABCO)、美国凯尔西海斯公(KELSEYHAYES)等,这些公司的ABS产品都在广泛地应用,而且还在不断发展、更新和换代。

近年来,ABS技术在我国也正在推广和应用,1999年我国制定的国家强制性标准GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等均开始采用ABS技术,但这些ABS装置我国均没有自主的知识产权。

国内研究ABS主要有东风汽车公司、交通部重庆公路研究所、济南捷特汽车电子研究所、清华大学、西安交通大学、吉林大学、华南理工大学、合肥工业大学等单位,虽然起步较晚,也取得了一些成果。在气压ABS方面,国内企业包括东风电子科技股份有限公司、重庆聚能、广东科密等都已形成了一定的生产规模。液压ABS由于技术难度大,国外技术封锁严密,国内企业暂时不能独立生产,但在液压ABS方面也在做自主研发,力图突破国外跨国公司的技术壁垒,已经取得了一些新的进展和突破。如清华大学和浙江亚太等承担的汽车液压防抱死制动系统(ABS)“九五”国家科技攻关课题,在ABS控制理论与方法、电子控制单元、液压控制单元、开发装置和匹配方法等关键技术方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理论,避免了传统的逻辑门限值研究方法的局限性,取得了理论上的突破,研发ABS成功且进入产业化、批量生产阶段。其试样在南京IVECO轻型客车上匹配使用全面达到了国家标准GB12676-1999和欧洲法规EECR13的要求。这对振兴我国汽车工业与汽车零部件业具有划时代意义,标志着我国汽车液压ABS国产化已迈出坚实的一步。同时合肥工业大学也研制出国内具有自主知识产权的液压制动电子防抱系统,率先在HF6700轻型汽车上匹配使用获得成功。国内液压ABS技术含量与国外虽有一定的差距,但在政府的大力支持和国内丰富的人力资源配合下,相信国内可以在较短的时间内在ABS技术某些领域达到国际水平。

(三)ABS的发展趋势

随着电子技术和汽车技术的快速发展,ABS技术也得到了不断完善。今后,ABS技术将沿以下几个方面继续发展。

采用现代控制理论和方法完善ABS技术性能。目前得到广泛应用的是采用门限值控制方法的ABS,有一定局限性。研究适应ABS这种变工况、非线性系统的控制方法,完善ABS技术性能将是今后ABS研究的热点。近几年出现的增益调度 3

PID控制、变结构控制和模糊控制等方法,是以滑移率为目标的连续控制,使制动过程中保持最佳、稳定的滑移率,理论上是理想的防抱死制动控制系统。

提高ABS的可靠性、自适应性。ABS是加装在汽车上的辅助安全装置,它要求高可靠性,否则会导致人身伤亡及车辆损坏。为了提高ABS的可靠性,ABS电控部分应向集成化方向发展,制作专用的ABS芯片;机械部分则通过优化结构设计、采用新材料、提高制造工艺等。ABS软件部分则采用补偿方法(针对测量、计算误差)和自适应控制算法来提高ABS的可靠性和自适应性。

提高系统的集成度,减小体积,减轻质量。现代汽车的安装空间都非常紧凑,而ABS又是提高汽车安全性能的附加装置,预留的空间非常有限,因此,要求ABS控制器体积尽量小。此外新增加的装置必然增加整车质量,对整车经济性、动力性不利,要求ABS质量轻。因此ABS装置必须高度集成化,这样既可减小体积,又可减轻质量,同时还可以降低成本。

增强ABS控制器的功能,扩大使用范围。随着现代电子技术的飞速发展,ABS技术也在不断地成熟和发展,很多ABS控制器已经选用功能强、速度快、集成度高的16位或32位微处理器,甚至做成专用芯片,为ABS进一步完善和扩展构建了一个良好的平台。目前对汽车进行安全控制的装置不断地被加入这个平台,由最初的防滑控制系统(ASR),到现在的电子制动力分配装置(EBD)、电子助力制动装置(EBA),电子行驶稳定性控制系统(ESP)、车辆动力学控制系统(VDC)、电子控制制动系统(EBS)、车速记录仪(VSR)等。ABS技术已进入全新的发展时期,ABS作为制动控制系统的一个子系统,其控制功能和使用范围正在不断扩大。

提高总线技术在ABS系统上的应用。随着电控单元在汽车中的应用越来越多,车载电子设备问的数据通信变得越来越重要,以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中,各处理机独立运行,控制改善汽车某一方面的性能,同时在其他处理机需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。汽车总线传输是通过某种通讯协议将汽车中各种电控单元(发动机、ABS、自动变速器等)、智能传感器、智能仪表等联接起来,从而构成的汽车内部网络。其优点有:减少了线束的数量和线束的容积,提高了电 4

子系统的可靠性和可维护性采用通用传感器,达到数据共享的目的;改善了系统的灵活性,即通过系统的软件可以实现系统功能的变化。

二、防抱死系统的结构组成和工作原理

(一)ABS的基本组成

汽车制动防抱死系统ABS的类型较多,但基本都是由电子控制单元(ECU)、制动压力调节装置、车轮转速传感器等组成。在不同的ABS系统中,电子控制单元的内部结构和控制逻辑可能不尽相同,制动压力调节装置的结构形式和工作原理也往往不同。

ABS根据其对制动压力的控制方式可分为机械式和电子式。目前大多数的ABS都是电子控制的。目前流行的ABS可按以下分类: 1.根据制动压力调节装置的布置分类

将制动压力调节装置和制动主缸组成的ABS称为整体式ABS,它主要制动主缸、制动助力器(液压助力)、制动压力调节装置、电动泵总成及压力调节回路等组成。电动泵总成为回路提供高压,同时也用于主动助力。

具有独立的制动压力调节装置和独立的制动主缸的ABS类型称为分置式,它主要由带助力器(真空或液压助力)制动主缸以及分置的压力调节单元等组成。制动主缸产生的制动压力通过制动管路分配给各个车轮的制动器,压力调节装置独立地调节各个车轮制动器的制动压力,而不受制动踏板上作用力大小的影响。2.根据制动管路的的布置方式分类

根据制动管路布置方式的不同进行分类,可分为单通道、双通道、三通道或四通道的两轮系统和四轮系统。(1)两轮系统

两轮系统仅对后轮提供防抱死制动性能,两轮系统常见于轻型货车。两轮ABS系统可以是单通道或双通道系统。在单通道系统中,同时调节左、右两侧车轮的制动器,控制滑移。单通道系统依靠防止中央的ABS转速传感器的输入信号。该转速传感器通常位于差速器齿圈上或变速器上。双通道两轮ABS系统相互独立地调节每个后轮的液压力,在每个车轮上都装有轮速传感器,根据转速传感器传来的速度信号来控制压力调节。(2)对角分路式系统

这种系统用两个转速传感器的读数调整所有四个车轮的车轮转速。一个传感器输入控制右前轮,另一个传感器输入控制左前轮,对应后轮的制动压力同时由位于其对角线上的前轮控制着。这种系统比两轮系统要好,因为它可提供制动时的转向控制。

(3)前/后轮分路式系统

这种系统具有三通道回路,对每个前轮有单独的液压回路,对后轮有一条液压回路。

(4)全轮(四轮)系统

该系统是最有效的ABS系统,它是四路系统,每个车轮都有转速传感器监 控。ABS电控单元以连续的信息保证每个车轮接受正确的制动力来保持防抱死控制和转向控制。(二)工作原理

ABS的工作过程可以分为常规制动、制动压力保持、制动压力减小和制动压力增大等阶段。1.常规制动阶段

在常规制动阶段,ABS并不介入制动压力控制,调节电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态,各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态,电动泵也不通电运转,制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于畅通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态,各制动制动轮缸的压力将随制动主缸的输出压力而变化。此时的制动过程与一般制动系统的制动过程完全相同。2.制动压力保持阶段

在制动过程中,电控单元根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车 轮抱死时,ABS就进入防抱死制动压力调节过程。例如,电控单元发现右前轮趋于抱死时,电控单元就使控制右前轮制动压力的进液电磁阀通电,使右前轮进液电磁阀转入关闭状态,制动主缸输出的制动液不再进入右前制动主缸。此时,右前出液电磁阀仍未通电而处于关闭状态,右前制动轮缸中的制动液也不会流出,右前制动轮缸的制动压力就保持一定,而其他未抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大。3.制动压力减小阶段

如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时,电控单元判定右前轮仍趋于抱 死,电控单元又使右前出液电磁阀也转入开启状态,右前制动轮缸中的部分制动液就会经过出液电磁阀流出储液器,使右前制动轮缸的制动压力迅速减小,右前轮的抱死趋势将开始消除。4.制动压力增大阶段

随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速,当电控单元根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势以已经完全消除时,电控单元就使右前进液和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵送制动液,由制动主缸输出的制动液和电动泵泵送的制动液都经过处于开启状态的右前进液电磁阀进入右前制动轮缸,使右前制动轮缸的压力迅速增大,右前轮又开始减速运动。

ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复的经历保持-减小-增大过程,而将趋于抱死车轮的滑移率控制在峰值附着力系数滑移率的范围内,直至汽车速度减小到很低或者制动主缸的输出压力不再使车轮趋于抱死时为止,一般制动压力调节循环的频率可达3~20Hz。在四通道ABS系统中对应于每个制动轮缸各有一对进液和出液电磁阀,可由电控单元分别进行控制。因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立的调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

虽然各种ABS系统的结构形式和工作过程并不完全相同,但都是通过对趋于抱死的车轮的制动压力进行自适应循环调节,来防止被控制车轮发生抱死现象。而且各种ABS在以下几方面都是相同的。

(1)ABS只是在汽车的速度超过一定数值后(如10km/h),才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。当汽车速度被制动降低到该数值时,ABS就会自动地中止防抱死制动压力的调节,此后装备有ABS系统的汽车的制动过程与常规制动系统的制动过程相同,车轮仍然可能被制动抱死。这是因为当汽车速度很低时,车轮被制动抱死对汽车制动性能的影响已经很小,而且要使汽车尽快制动停车,就必须使车轮制动抱死。

(2)在制动过程中,只有当被控制车轮趋于抱死时,ABS系统才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱死调节,在被控制车轮还没有趋于抱死时,制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。

(3)所有ABS系统都有自诊断功能,能够对系统的工作情况进行监控,一旦发现存在影响系统正常工作的故障时,会自动关闭ABS系统,并点亮ABS报警灯,向驾驶员发出警示信号,汽车的制动系统仍然可以像常规制动系统一样进行制动。

三、汽车ABS系统的维修

(一)ABS故障诊断仪器和工具

在多数防抱控制系统中,可以通过跨接诊断座串相应的端子,根据防抱警示(或电子控制装置的发光二极管)的闪烁情况读取故障代码。所以,在故障代码读取时,往往需要合适的跨接线,跨接线是两端带有插接端子的一段导线,也有的跨接线在中间设有保险管。

故障代码只是代表故障情况的一系列数码,要确切地了解故障情况,还须根据维修手册查对故障代码所代表的故障情况。另外,要正确地对系统进行故障诊断的排除,也需要利用维修手册作参考,因此,维修手册是故障诊断和维修过程中最为重要的工具。

对防抱控制系统进行检查时,万用表是基本的测试工具,由于指针式万用表能够反应电参数的动态变化,所以更适合于是防抱控制系统的电路检查。另外,也可以用一些更为专用的电参数测试器(如多踪示波器等),可更为方便和更为深入地对系统进行检查。

在大部分汽车上,防抱控制系统电子控制装置线束插头都不好接近,速成插头中的端子又没有标号,使确定所要测试的端子变得较为困难,特别是当向一些特定的端子加入电压时,如果电压加入有误,可能会损坏系统中的一些电气元件,另外,如果直接从线束插头的端子上对系统进行测试,不影响测试结果的准确性,可能还会使端子发生变形或破坏,为此,可以使用接线端子盒。由于各种防抱控制系统线束插头中的端子数,端号排列、插头形式不尽相同,因此,所用的接线端子盒也就不同。

对防抱控制系统进行电路测试时,将系统的线束插头从电子控制装置上卸下,再将接线端子盒的线束插头与系统线束插头插接,这祥,接线端子盒子的端子标号就与系统线束端子标号相对应,通过对接线端子盒上端子的测试,就相当于求系统线束插头中相应端子进行测试。

在对防抱控制系统的液压装置进行检查时,有时需要使用压力表。对防抱控制系统进行故障诊断时,也可以借助各种测试仪器,有些系统甚至只有用专用诊端测试仪才能进行故障诊断。专用诊断测试仪器可分为两大类,其中一类可以替代系统的电子控制装置,对系统工作情况进行检查和模拟,这类仪器有博世ABS诊断测试器和丰田ABS诊断测试器。另一类诊断测试器则需要系统的端子控制装置通过与系统的电子控制装置进行双向通讯。既能读取系统工电子控制装置所存储记忆的故障代码,并将故障代码转换为故障情况后显示,部分地替代了维修手册的作用,又可向系统电子控制半装置传输控制指令,对系统进行工作模拟。这类测试仪器有SNAP-ON红盒子扫描仪SCANNER及通用的TECH-L和克莱斯的ORB-LL等,这些诊断测试仪器因可以读解故障代码,一般称为解码器。解码器不仅可以对防抱控制系统进行故障诊断,而且还可以对汽车的其它一些电控制系统进行诊断测试,只是需要选择相应的软件而已。(二)故障诊断与排除的一般步骤

当防抱控制系统警示灯持续点亮时,或感觉防抱控制系统工作不正常时,应及时对系统进行故障诊断和排除。在故障诊断和排除。在故障诊断和排除时应该按照一定的步骤进行,才能取得良好的效果。故障诊断与排除的一般步骤如下: 1.确认故障情况和故障症状;

2.对系统进行直观检查,检查是否有的制动液泻漏`导线破损、插头松脱、制动液液位过低等现象;

3.读解故障代码,既可以用解码器直接读解,也可以通过警示灯读取故障代码后,再根据维修手册查找故障代码所代表的故障情况。

4.根据读解的故障情况,利用必要的工具和仪器对故障部位进行深入检查,确诊故障部位和故障原因; 5.故障排除; 6.清除故障代码;

7.检查警示灯是否仍然持续点亮,如果警示灯仍然持续点亮,可能是系统中仍有故障存在,也有可能是故障己经排除,而故障代码未被清除;警示灯不再电亮后,进行路试,确认系统是否恢复工作。

在故障诊断和维修过程中,应当注意,不仅不同型号的汽车所装备的防抱系统可能不同,而且即使是同一型号的汽车,由于生产年份不同其装备的防抱控制系统也可能不同。

防抱控制系统的故障大多是由于系统内的接线插头松脱或接触不良、导线断路或短路、电磁阀线圈断路或短路、电动泵电路断路或短路、车轮转速传感器电磁线断路或短路、续电器内部断路或短路,以及制动开关、液位开关和压力开关等不能正常工作引起的。另外,蓄电池电压过低、车轮转速传感器与齿圈之间的间隙过大或受到泥污沾染、储液室液位过低等也会影响系统的正常工作。

制动系统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。

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。

四、ABS系统常见故障的维修及分析

(一)常见故障及分析

1.故障现象:挡车处于静止状态时,ABS指示灯快闪1次。故障分析1:左前传感器开路或传感器接插件接触不良。排除方法:更换传感器或消除接触不良。故障分析2ABS线束终于传感器相连的电缆开路。排除方法:找到开路点,将其恢复连接。

2.故障现象:挡车处于静止状态或行驶状态时ABS指示灯慢闪1次。故障分析1左前轮电磁阀线包开路。排除方法:更换线包或ECU 3.故障现象:当车辆处于行驶状态时,ABS指示灯快闪一次。故障分析1:左前传感器与齿圈的间隙过大,轮速信号不足。排除方法:调整传感器与齿圈的

间隙<0.7毫米,检查传感器输出电压>0.3v。故障分析2左前轮齿圈安装不平整或齿圈松动。排除方法:重新安装齿圈

4.故障现象:当用户打开电源后ABS系统没有3 秒自检ABS指示灯不亮。故障分析1:电源电压没有加到ABS系统中。排除方法:1检测ABS线束与车辆上12v电源是否接通2检测车辆是否有12v电压。故障分析2;ECU损坏。排除方法:更换ECU.5.故障现象:当用户打开电源后ABS有3秒自检,ANS使用一切正常但ABS指示灯不亮。故障分析;ABS指示灯驱动电路损坏:排除方法1将ABS线束与ECU相连的接插件的第16脚与地短接,如果ABS指示灯没有熄灭,则更换等驱动块。2如果更换灯驱动快后ABS仍然常亮,则断开ABS指示灯与ABS线束的链接,一般来说,断开后ABS灯会仍然常亮,如遇此情况情检测原车电路

(二)奥迪A6 ABS故障实例故障诊断与排除 1.故障现象

一辆奥迪A6轿车,装用ATX型发动机,该车在行驶过程中仪表盘上的ABS黄色指示灯用驻车制动指示灯常亮,制动系统无防抱死功能. 2.故障诊断与排除

首先检查制动总泵储液罐内的制动液液面高度,制动液不足,添加制动液至储液罐的上刻线位置。加满制动液之后打开点火开关,仪表盘上的驻车制动指示灯亮,起动发动机后自动熄火。检查制动总泵、各车轮的制动分泵及制动管路无制动液渗漏。把4个车轮顶离地面,用手转动车轮检查,制动蹄回位性能良好,无制动蹄片拖滞现象。检查制动蹄片,制动蹄很厚,磨损轻微,制动系统的机械部分正常。

起动发动机,把汽车加速至30~40km/h的速度,迅速踩下制动踏板,这时4个车轮同时抱死,路面上留下明显制动印痕,说明汽车的常规制动性能良好。把汽车加速至60~80km/h的速度,迅速踩下制动踏板,这时4个车轮仍同时抱死,路面上留下十分明显的制动印痕,但汽车无制动跑偏现象,说明汽车制动系统中的ABS系统不工作,制动系统只具备常规制动功能。

针对以上故障现象,采取下列方法进行检修:

(1)首先,对ABS控制系统进行故障自诊断:在驾驶室左前座(乘客座)仪表盘杂物箱右下角找出一个双线故障诊断插座,用导线跨接故障诊断座中的两个插孔,打开点火开关,仪表盘上的ABS黄色指示灯显示故障代码12和61。

(2)对ABS控制系统供电电源电路进行检查:

在发动机室内,打开继电器/熔断盒的上盖,用试灯检查熔断器Power(120A)、Brake(20A)、ALB2(15)、ALBMO、OR(50A)处都有12V电源电压;拆除ALB电动机控制继电器,用试灯检查继电器插座中各插孔的供电情况,结果1号插孔有12V常接电源电压,3号插孔当点火开关转到IG2位置时有12V电压,关闭点火开关时不到0V,说明ALB电动机控制继电器的电源电路正常,检查ABS/ECU(7.5V)熔丝,熔丝良好。

(3)拆除ABS电动机控制继电器,用一根导线跨接继电器插座中的1、2插孔,这时可以听到ALB执行器中的制动油泵电动机运转的声音,说明ABS制动油泵电动机正常工作。检查ABS电动机控制继电器,用12V电源加在继电器的3、4端子上,可以听到继电器内触点动作的声音;用万用表检查继电器1、2端子的导通情况,当在3、4端子不加12V电压时1、2端子之间不导通(断开),当加上12V电压时,1、2端子之间导通,说明ABS电动机控制继电器工作正常。

4、全面检查ABS控制系统各连接导线的导通情况。从发动机室在的侧ALB系统油压调节器组件上,取下前失效/安全继电器及后失效/安全继电器,检查这两个继电器的工作情况,检查结果这两继电器工作也正常。

从4个车轮处拆下轮速传感器器插头,从后行李箱前壁上拆下ALB/ECU及线束插头,用试灯及数字式万用表检查ALB系统中各元件、传感器到ALB/ECU线束上各端子间连接导线的导通情况。

打开点火开关,用万用表检查ALB/ECU线束23(IG2)号端子的供电情况,发现电源向ALB/ECU线束23(IG2)号端子的供电电压不正常,用手动几下ALB/ECU的线束及插头有时供电正常,有时又会出现供电中断现象,说明从点火开关IG2,仪表盘下熔丝盒中2号熔丝处到ALB/ECU线束上23(IG2)号端子间的导线有短路的地方,造成电源对ALB/ECU供电不正常。

关闭点火开关,检查从ALB电动机控制继电器插座上4号ALB/ECU上线束插头18(PMR)号端子之间的导线不导通(断路)。

检查前失效/安全继电器插座上FSR端子到ALB/ECU线束插头上17(FSR)号端子之间的导线不导通(断路)。

(4)通过逐段检查线路故障,发现以上3处导线故障都是ALB/ECU总线束在穿过后行李箱前壁的板处因橡胶保护套破损之后导线与壁板互相摩擦而磨破导线绝缘层之后造成上述导线断路、短路故障。

(5)把上述导线断路、短路部位用相同线径及相同颜色的导线连接好,用绝缘胶布包扎好并将线束用绝缘胶布包扎2~3层,外面另一套绝缘塑料套,更换线束保护绝缘胶套并固定好总线束。

(6)因上述控制线路故障,有可能给ALB/ECU造成不良影响,因此对ALB/ECU进行检查。先除去ALB/ECU表面的灰尘,拆开ABS/ECU两边的盖板,发现集成电路板上有不少灰尘,先用压缩空气吹干净后用稀酒精清洗,晾干后进行仔细检查、测量。经检查没有发现任何缺陷,检查完毕装上ALB/ECU两边的盖板,固定好ALB/ECU,插上线束插头,并插上ABS控制系统中的所有控制元件的线束插头,装好车轮及其他相关零件、附件后打开点火开关,仪表盘上的ABS黄色指示灯亮,起动发动机后指示自动熄灭。这时反复踩下制动踏板,仪表盘上的ABS黄色指示灯都不亮,故障排除。

参考文献

[1]宋健,李永.汽车防抱死制动系统控制方法的研究进展[J]公路交通科技,2002,(06).[2]李君,喻凡,张建武.基于道路自动识别ABS模糊控制系统的研究[J]农机械学报,2001,(5).[3]韩月平.车用防抱死制动系统(ABS)控制器的研究[D]西北工业大学,2003.[4]卞化梅.汽车防抱死制动系统的原理与发展[J]北京工业职业技术学院学报,2006,(01)[5]蒋克荣,王治森.汽车ABS技术及其发展趋势[J]工业仪表与自动化装置,2006,(02).[6]王慭.汽车防抱死制动系统[J]电子世界,2002,(03).

第四篇:ABS系统研究论文

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,意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列,法国的波尔舍系列,美国福特的TX3、30X、红彗星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列,日本的思域,凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女300Z等系列,均采用了先进的ABS。到1993年,美国在轿车上安装ABS已达46%,现今在世界各国生产的轿车中有近75%的轿车应用ABS。

现今全世界已有本迪克斯、波许、摩根.戴维斯、海斯.凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产ABS,它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展,将会有更多的厂家生产。

这一时期的各种ABS系统都是采用模拟式电子控制装置,由于模拟式电子控制装置存在着反应速慢、控制精度低、易受干扰等缺陷,致使各种ABS系统均末达到预期的控制效果,所以,这些防抱控制系统很快就不再被采用了。

进入70年代后期,数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展,为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础。博世公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的制动防泡系统--博世ABS2,并且装置在奔驰轿车上,由此揭开了现代ABS系统发展的序幕。尽管博世ABS2的电子控制装置仍然是由分离元件组成的控制装置,但由于数字式电子控制装置与模拟式电子控制装置相比,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,因此,博世ABS2的控制效果己相当理想。从此之后,欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了形式多详的ABS系统。

“自动防抱死刹车”的原理并不难懂,在遭遇紧急情况时,未安装ABS系统的车辆来不及分段缓刹只能立刻踩死。由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况!而装有ABS系统的车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。

从微观上分析,在轮胎从滚动变为滑动的临界点时轮胎与地面的摩擦力达到最大。在汽车起步时可充分发挥引擎动力输出(缩短加速时间),如果在刹车时则减速效果最大(刹车距离最短)。ABS系统内控制器利用液压装置控制刹车压力在轮胎发生滑动的临界点反复摆动,使在刹车盘不断重复接触、离开的过程而保持轮胎抓地力最接近最大理论值,达到最佳刹车效果。

ABS的运作原理看来简单,但从无到有的过程却经历过不少挫折(中间缺乏关键技术)!1908年英国工程师J.E.Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论,但却无法将它实用化。接下来的30年中,包括Karl Wessel的“刹车力控制器”、Werner Möhl的“液压刹车安全装置”与Richard Trappe的“车轮抱死防止器”等尝试都宣告失败。在1941年出版的《汽车科技手册》中写到:“到现在为止,任何通过机械装置防止车轮抱死危险的尝试皆尚未成功,当这项装置成功的那一天,即是交通安全史上的一个重要里程碑”,可惜该书的作者恐怕没想到这一天竟还要再等30年之久。

当时开发刹车防抱死装置的技术瓶颈是什么?首先该装置需要一套系统实时监测轮胎速度变化量并立即通过液压系统调整刹车压力大小,在那个没有集成电路与计算机的年代,没有任何机械装置能够达成如此敏捷的反应!等到ABS系统的诞生露出一线曙光时,已经是半导体技术有了初步规模的1960年代早期。

精于汽车电子系统的德国公司Bosch(博世)研发ABS系统的起源要追溯到1936年,当年Bosch申请“机动车辆防止刹车抱死装置”的专利。1964年(也是集成电路诞生的一年)Bosch公司再度开始ABS的研发计划,最后有了“通过电子装置控制来防止车轮抱死是可行的”结论,这是ABS(Antilock Braking System)名词在历史上第一次出现!世界上第一具ABS原型机于1966年出现,向世人证明“缩短刹车距离”并非不可能完成的任务。因为投入的资金过于庞大,ABS初期的应用仅限于铁路车辆或航空器。Teldix GmbH公司从1970年和奔驰车厂合作开发出第一具用于道路车辆的原型机——ABS 1,该系统已具备量产基础,但可靠性不足,而且控制单元内的组件超过1000个,不但成本过高也很容易发生故障。

1973年Bosch公司购得50%的Teldix GmbH公司股权及ABS领域的研发成果,1975年AEG、Teldix与Bosch达成协议,将ABS系统的开发计划完全委托Bosch公司整合执行。“ABS 2”在3年的努力后诞生!有别于ABS 1采用模拟式电子组件,ABS 2系统完全以数字式组件进行设计,不但控制单元内组件数目从1000个锐减到140个,而且有造价降低、可靠性大幅提升与运算速度明显加快的三大优势。两家德国车厂奔驰与宝马于1978年底决定将ABS 2这项高科技系统装置在S级及7系列车款上。

在诞生的前3年中,ABS系统都苦于成本过于高昂而无法开拓市场。从1978到1980年底,Bosch公司总共才售出24000套ABS系统。所幸第二年即成长到76000套。受到市场上的正面响应,Bosch开始TCS循迹控制系统的研发计划。1983年推出的ABS 2S系统重量由5.5公斤减轻到4.3公斤,控制组件也减少到70个。到了1985年代中期,全球新出厂车辆安装ABS系统的比例首次超过1%,通用车厂也决定把ABS列为旗下主力雪佛兰车系的标准配备。

1986年是另一个值得纪念的年份,除了Bosch公司庆祝售出第100万套ABS系统外,更重要的是Bosch推出史上第一具供民用车使用的TCS/ ASR循迹控制系统。TCS/ ASR的作用是防止汽车起步与加速过程中发生驱动轮打滑,特别是防止车辆过弯时的驱动轮空转,并将打滑控制在10%到20%范围内。由于ASR是通过调整驱动轮的扭矩来控制,因而又叫驱动力控制系统,在日本又称之为TRC或TRAC。

ASR和ABS的工作原理方面有许多共同之处,两者合并使用可形成更佳效果,构成具有防车轮抱死和驱动轮防打滑控制(ABS /ASR)系统。这套系统主要由轮速传感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驱动器、ASR驱动器、副节气门控制器和主、副节气门位置传感器等组成。在汽车起步、加速及行进过程中,引擎ECU根据轮速传感器输入的信号,当判定驱动轮的打滑现象超过上限值时,就进入防空转程序。首先由引擎ECU降低副节气门以减少进油量,使引擎动力输出扭矩减小。当ECU判定需要对驱动轮进行介入时,会将信号传送到ASR驱动器对驱动轮(一般是前轮)进行控制,以防止驱动轮打滑或使驱动轮的打滑保持在安全范围内。第一款搭载ASR系统的新车型在1987年出现,奔驰S 级再度成为历史的创造者。

随着ABS系统的单价逐渐降低,搭载ABS系统的新车数目于1988年突破了爆炸性成长的临界点,开始飞快成长,当年Bosch的ABS系统销售量首次突破300万套。技术上的突破让Bosch在1989年推出的ABS 2E系统首次将原先分离于引擎室(液压驱动组件)与中控台(电子控制组件)内,必须依赖复杂线路连接的设计更改为“两组件整合为一”设计!ABS 2E系统也是历史上第一个舍弃集成电路,改以一个8 k字节运算速度的微处理器(CPU)负责所有控制工作的ABS系统,再度写下了新的里程碑。该年保时捷车厂正式宣布全车系都已安装了ABS,3年后(1992年)奔驰车厂也决定紧跟保时捷的脚步。

1990年代前半期ABS系统逐渐开始普及于量产车款。Bosch在1993年推出ABS 2E的改良版:ABS 5.0系统,除了体积更小、重量更轻外,ABS 5.0装置了运算速度加倍(16 k字节)的处理器,该公司也在同年年中庆祝售出第1000万套ABS系统。

ABS与ASR/ TCS系统已受到全世界车主的认同,但Bosch的工程团队却并不满足,反而向下一个更具挑战性的目标:ESP(Electronic Stabilty Program,行车动态稳定系统)前进!有别于ABS与TCS仅能增加刹车与加速时的稳定性,ESP在行车过程中任何时刻都能维持车辆在最佳的动态平衡与行车路线上。ESP系统包括转向传感器(监测方向盘转动角度以确定汽车行驶方向是否正确)、车轮传感器(监测每个车轮的速度以确定车轮是否打滑)、摇摆速度传感器(记录汽车绕垂直轴线的运动以确定汽车是否失去控制)与横向加速度传感器(测量过弯时的离心加速度以确定汽车是否在过弯时失去抓地力),在此同时、控制单元通过这些传感器的数据对车辆运行状态进行判断,进而指示一个或多个车轮刹车压力的建立或释放,同时对引擎扭矩作最精准的调节,某些情况下甚至以每秒150次的频率进行反应。整合ABS、EBD、EDL、ASR等系统的ESP让车主只要专注于行车,让计算机轻松应付各种突发状况。

延续过去ABS与ASR诞生时的惯例,奔驰S 级还是首先使用ESP系统的车型(1995年)。4年后奔驰公司就正式宣布全车系都将ESP列为标准配备。在此同时,Bosch于1998及2001年推出的ABS 5.7、ABS 8.0系统仍精益求精,整套系统总重由2.5公斤降至1.6公斤,处理器的运算速度从48 k字节升级到128 k字节,奔驰车厂主要竞争对手宝马与奥迪也于2001年也宣布全车系都将ESP列为标准配备。Bosch车厂于2003年庆祝售出超过一亿套ABS系统及1000万套ESP系统,根据ACEA(欧洲车辆制造协会)的调查,今天每一辆欧洲大陆境内所生产的新车都搭载了ABS系统,全世界也有超过60%的新车拥有此项装置。

“ABS系统大幅度提升刹车稳定性同时缩短刹车所需距离”Robert Bosch GmbH(Bosch公司的全名)董事会成员Wolfgang Drees说。不像安全气囊与安全带(可以透过死亡数目除以车祸数目的比例来分析),属于“防患于未然”的ABS系统较难以真实数据佐证它将多少人从鬼门关前抢回?但据德国保险业协会、汽车安全学会分析了导致严重伤亡交通事故的原因后的研究显示,60%的死亡交通事故是由于侧面撞车引起的,30%到40%是由于超速行驶、突然转向或操作不当引发的。我们有理由相信ABS及其衍生的ASR与ESP系统大幅度降低紧急状况发生车辆失去控制的机率。NHTSA(北美高速公路安全局)曾估计ABS系统拯救了14563名北美驾驶人的性命!

从ABS到ESP,汽车工程师在提升行车稳定性的努力似乎到了极限(民用型ESP系统诞生至今已近10年),不过就算计算机再先进仍须要驾驶人的适当操作才能发挥最大功效。

多数车主都没有遭遇过紧急状况(也希望永远不要),却不能不知道面临关键时刻要如何应对?在紧急情况下踩下刹车时,ABS系统制动分泵会迅速作动,刹车踏板立刻产生异常震动与显著噪音(ABS系统运作中的正常现象),这时你应毫不犹豫地用力将刹车踩死(除非车上拥有EBD刹车力辅助装置,否则大多数驾驶者的刹车力量都不足),另外ABS能防止紧急刹车时的车轮抱死现象、所以前轮仍可控制车身方向。驾驶者应边刹车边打方向进行紧急避险,以向左侧避让路中障碍物为例,应大力踏下刹车踏板、迅速向左转动方向盘90度,向右回轮180度,最后再向左回90度。最后要提的是ABS系统依赖精密的车轮速度传感器判断是否发生抱死情况?平时要经常保持在各个车轮上的传感器的清洁,防止有泥污、油污特别是磁铁性物质粘附在其表面,这些都可能导致传感器失效或输入错误信号而影响ABS系统正常运作。行车前应经常注意仪表板上的ABS故障指示灯,如发现闪烁或长亮,ABS系统可能已经故障(尤其是早期系统),应该尽快到维修厂排除故障。

要提醒的是,ABS/ ASR/ ESP系统虽然是高科技的结晶,但并不是万能的,也别因为有了这些行车主动安全系统就开快车。

第三章 工作原理

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也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。

在常见的ABS系统中,每个车轮上各安装一个转速传感器,将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定,并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成,电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体,通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制,对各制动轮缸的制动压力进行调节。

ABS的工作过程可以分为常规制动,制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。在常规制动阶段,ABS并不介入制动压力控制,调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态,各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态,电动泵也不通电运转,制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态,各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化,此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同

在制动过程中,(如下图所示)电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时,ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如,电子控制装置判定右前轮趋于抱死时,电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电,使右前进液电磁阀转入关闭状态,制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸,此时,右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态,右前制动轮缸中的制动液也不会流出,右前制动轮缸的刮动压力就保持一定,而其它末趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大;如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时,电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死,电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态,右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器,使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除,随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速;当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时,电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵输送制动液,由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸,使右前制动轮缸的制动压力迅速增大,右前轮又开抬减速转动。(参见:汽车电子控制基础,曹家喆 主编,机械工业出版社,2007年10月)

ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制,在峰值附着系数滑动率的附近范围内,直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀,可由电子控制装置分别进行控制,因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同,但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节,来防止被控制车轮发生制动抱死。

第四章 汽车ABS 机械动力学模型

1.汽车ABS 仿真模型建立的要求:

(1)在仿真建模过程中要考虑到模型的准确性和可信度,在不失真的前提下尽量简化仿真模型,减少自由度数,提高求解效率。

(2)能够正确的根据路面条件、道路状况、制动强度和法向载荷实时计算出车速和轮速,使模型尽可能反映实车的运动状况。

(3)具有仿真建模改进的能力,能方便地修改子模型的参数,不需要花费很大精力或者重新建模,就可以在设计阶段,插入或改变仿真模型。

ADAMS 软件计算功能强大,求解器效率高,具有多种专业模块和工具包,以及与其它CAD 软件的接口,可方便快捷地建立机械动力学模型,支持Fortran 和C 语言,便于用户进行二次开发[1]。基于ADAMS软件的上述优点,利用ADAMS 软件建立汽车制动防抱死系统(ABS)的机械动力学模型。2.模型建立:

汽车是一个复杂的动力学系统,对汽车的ABS 制动性能进行模拟仿真,输入的参数包括制动初速,路面条件如干铺设路面、湿铺设路面、雪路面、冰路面、对开路面、对接路面等,道路状况如直道、弯道、上坡、下坡等和整车参数。输出的参数包括汽车制动过程中整车和车轮的运动状态,如制动时间、制动距离、制动减速度、车轮滑移率、车轮角减速度、制动器制动力、地面制动力、地面侧向力、横摆力矩等。

根据以上研究目的,对整车进行适当简化。汽车悬架系统结构型式和转向系结构型式对汽车制动性能的影响不大,仿真模型中的惯性参数由Pro/ENGINEER 软件三维实体建模计算得到,对悬架系和转向系简化如下:

悬架系统只考虑悬架的垂直变形;转向系忽略车轮定位角和转向传动装置。把汽车简化为具有十个刚体的模型,共14 个自由度。十个刚体分别为车身、一个后非独立悬挂组质量、两个前独立悬挂组质量(两个前轮横摆臂和两个前轮转向节)、四个车轮。两前轮共有3 个自由度,车身具有3 个转动和3 个平动自由度,两后轮各有1 个自由度,前悬架各有一个自由度,后悬架1 个自由度,如图1 所示。

图1 整车仿真模型

1—车身 2—后轮 3—后悬架 4—前轮

5—前悬架 6—横摆臂 7—转向节

仿真模型包括以下几个子模型:

转向系模型:以转向角约束直接作用于左转向节。

前悬架模型:前悬架是独立悬架,一侧的简化模型如图2 所示。转向节简化如图2 中3 所示,用转动副与前轮连接。横摆臂与减振器以球铰分别与转向节和车身连接。

图2 悬架的简化模型

1—车身 2—横摆臂 3—转向节 4—轮胎 5—前悬架 6—弹簧

A—转动副 B—球铰 C—转动副 D—滑柱铰 E—球铰

后悬架是非独立悬架,只考虑垂直方向的自由度,悬架与车身之间用平移副表示它们之间的相对运动,悬架与车身用弹簧阻尼连接,与后轮用转动副连接。

轮胎模型:车辆的各种运动状态主要是通过轮胎与路面的作用力引起的。采用力约束方法,不考虑轮胎拖距、回正力矩以及滚动阻力的影响。采用ADAMS 提供的非线性Pacejka 轮胎模型[2]。

制动器模型:采用美国高速公路车辆仿真模型中的制动器模型。

液压模型:采用ADAMS 中液压模块(ADAMS/Hydraulics)建立制动系统的液压仿真模块。

路面模型:设计出路面模型可进行对开路面和对接路面制动过程的仿真计算。利用ADAMS 中提供的平面(Plane)作为路面模型的基础,定义了平面(Plane)的长、宽等参数,使得汽车制动过程有足够的空间,利用平面-圆(Plane-Circle)接触力(Contact)表示车轮与地面之间的法向作用力。ADAMS轮胎模型中没有附着系数变化的路面模块,为此在ADAMS 提供的路面模块基础上,对对接路面采用在路面模型上加入标记点(Marker)的方法,分别求出前轮和后轮质心到标记点X 方向上的距离。当距离为正时说明轮胎已经跨过了标记点,此时根据所规定的路面情况对轮胎附着系数进行改变,使得模型可以计算路面附着系数变化。对开路面也采取了相同的加入标记点的方法,进行计算左右侧轮胎相对于标记点Y 方向上的距离。(参见:汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月)

第五章 制动防抱死系统ABS 的控制模型

在ADAMS 中定义了与MATLAB/SIMULINK 的接口,把ADAMS 中建立的非线性机械模型转化为SIMULINK 的S-FUNCTION 函数,再把S-FUNCTION 函数加入到控制模型里,这样就可以方便的利用SIMULINK 提供的各种强大的工具进行控制模型开发,在MATLAB 软件下进行联合仿真计算[3]。图3 所示为MATLAB/SIMULINK中表示的ADAMS 机械模型,在ADAMS 中定义四个车轮的制动力矩为输入变量,定义四个车轮的速度和滑移率为输出变量,保存在.m 文件中由MATLAB 调用。

图3 ADAMS子模块

图4 所示

为在MATLAB/SIMULINK 下开发的ABS 控制模块,图中深色的部分为ADAMS 生成的子模块,输入参数为制动力矩,输出参数为车轮速度和车轮滑移率,以车轮的加速度/减速度和车轮滑移率为控制参数。(参见:汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月)

图4 ABS 仿真控制模型

第六章 ABS 联合仿真控制规律结果与分析

1.确定车轮加速度和参考滑移率的门限值

根据ADAMS 仿真制动过程计算出的车轮加速度曲线,分析出加速度门限值为w&

1、减速度门限值为w&2。车轮滑移率下门限值λ1,上门限值λ2。

车轮的加、减速度和滑移率的门限值的确定是一个反复交替验证过程。方法为:计算车轮的加、减速度和参考滑移率,以参考滑移率为控制参数初步确定车轮的加、减速度的门限值,再以车轮加、减速度门限值控制车轮的滑移率,确定滑移率的门限值。图4 中深色的部分为ADAMS 生成的机械模型,在MATLAB作为一个S-FUNCTION 函数参与运算。通过上述交替验证的方法,车轮滑移率和加速度的仿真变化曲线如图5 所示,实车测试数据如图6 所示。比较图5 和图6,可以看出仿真数据与实车测试数据相吻合,验证了车轮加速度门限值和滑移率门限值的确定是合理的。

图5 仿真试验数据

图6 试车实验数据 图6 实车试验数据

选取适当滑移率门限值λ1,λ2是控制的关键问题之一。如果车轮的滑移率大于路面峰值附着系数相应的滑移率λOPT,车轮的侧向附着力很低。在有侧向风、道路倾斜或转向制动等对车辆产生横向力情况下,或左右车轮的地面制动力不相等时,路面不能提供足够的侧向力使车辆保持行驶方向,车辆容易发生危险的甩尾情况,因此滑移率门限值的上限应小于λOPT。

理想的ABS 系统应能把制动压力调节到一个合适的范围内,使得车轮的滑移率保持在λOPT附近。如果(λ2 - λ1)取值较小,则控制过程的保压时间较短,需进行频繁的压力调节,压力调节器需进行频繁的动作,而压力调节器和制动器需要一定的响应时间,过于频繁的压力调节会使压力调节器和制动器来不及响应,达不到控制效果。如果(λ2 - λ1)取值较大,车轮的运动状态不能及时的控制,车轮的速度波动范围很大,还会造成制动效能降低。2.ABS 的控制周期

控制周期取决于车速信号采集频率,制动压力调节器的响应时间和控制逻辑运算时间之和。在仿真模型里进行了控制周期对ABS 控制影响的分析。

模型中采用了改变控制模型与车辆模型之间的通讯时间来实现控制周期的模拟。以通讯时间为0.1s 和0.15s 为例,得到结果如图7和图8所示。从两图中可以看到控制周期增大,滑移率变化范围增大,说明车轮的线速度变化范围增大,车轮的抱死趋势强烈。在开发ABS 的时候,应尽力缩短控制周期。的联合仿真 图9 为左前轮3~5s 的ABS 仿真试验数据,按照逻辑门限值的方式进行控制。从图9 中可以看出,在加速度为-20m/s2 附近,进行了快速减压,车轮的加速度增大,但车轮速度仍在减小。然后在加速度为-22m/s2 时出现了保压过程,此时滑移率为0.17 左右。紧接着是一个压力逐渐增加的过程,在这个过程中车轮的加速度逐步减小,但车轮速度继续增加,此时车轮滑移率控制在0.1 附近,接着又是一个短暂的保压过程,车轮的加速度增大,此后又开始了新的一轮的制动压力的调节。车轮的加速度在(-20~20)m/s2之间,管路压力在(1.5~4.5)MPa 之间。图10 为道路试验数据,比较两图,仿真数据与试验数据基本吻合。(参见:张跃今,宋健.多体动力学仿真软件-ADAMS 理论及应用研讨.机械科学与技术,1997.9)

图9 左前轮3~5s 的仿真试验数据

图10 左前轮3~5s 的道路试验数据

第七章 结论

(1)用两个软件

ADAMS 和MATLAB/SIMULINK分别建立机械模型和控制模型,发挥各自的优点进行联合仿真计算,精度较高。

(2)采用交替验证的方法,确定车轮滑移率和加速度的门限值效果较好。(3)仿真数据与道路试验数据基本吻合,证明仿真方法和仿真模型可行。(4)此模型较准确地反映ABS 制动过程各参数的变化情况,可以此为基础进行实车的ABS 控 制算法的开发,缩短开发时间,减少开发经费。

(5)此模型还易于扩展,进一步开发和研究ABS 以及与ASR(Acceleration Slip Regulation)、ACC(Adaptive Cruise Control)的集成化系统。

致 谢

在这短短几个月的时间里毕业论文能够得以顺利完成,并非一人之功。感谢所有指导过我的老师,帮助过我的同学和一直关心、支持着我的家人。感谢你们对我的教诲、帮助和鼓励。在这里,我要对你们表示深深的谢意!

感谢我的指导老师——田文超老师,没有您认真、细致的指导就没有这篇论文的顺利完成。和您的交流并不是很多,但只要是您提醒过该注意的地方,我都会记下来。事实证明,这些指导对我帮助很大。

感谢我的父母,没有他们,就没有我的今天。你们的鼓励与支持,是我前进的强大动力和坚实后盾。

最后,感谢身边所有的老师、朋友和同学,感谢你们三年来的关照与宽容,与你们一起走过的缤纷时代,将会是我一生最珍贵的回忆。

参考文献:

1.汽车电子技术,迟瑞娟,李世雄 主编,国防工业出版社,2008年08月 2.汽车电子控制基础,曹家喆 主编,机械工业出版社,2007年10月 3.汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月

4.张跃今,宋健.多体动力学仿真软件-ADAMS 理论及应用研讨.机械科学与技 术,1997.9 5.ADAMS Reference Manual Version 12, Mechanical Dynamics, Inc.6.Matlab Referen ce Manual Version 6.1.Mathworks Inc.

第五篇:票据ABS法律关系

第一部分:江苏、平安银行项目简介 江苏银行项目:

管理人:华泰证券(上海)资产管理有限公司 代理人及服务机构:江苏银行 法律服务:金杜律师事务所

评级机构:中诚信证券评估有限公司 评级:AAA平安银行项目:

管理人:博时资本管理有限公司

代理人:平安银行股份有限公司,资产服务机构及票据保证人 项目律师:君泽君律师事务所任

评级机构:中诚信证券评估有限公司,AAA级评级

资产类型:该项目基础资产涵盖了贸易及租赁应收账款债权,均以商业承兑汇票为支付结算工具;

第二部分:模式对比

江苏银行模式:票据收益权资产证券化

“融元1号”紧密结合票据资产本身产生的权益,在设置入池资产时,以法定票据权利所派生的票据收益权为基础资产开展证券化。票据收益权转让模式,其实在票据信托业务被叫停之后衍生的。在2012年10月银监会叫停票据信托,但银行后续衍生出票据收益权转让模式绕开监管限制,将汇票的直接转让换成票据收益权的转让。

两者差异:票据信托,但是票据信托严格意义上包含票据转让信托和票据收益权转让信托,一个是债权的转让,另外一个是债权带来的收益权的转让,这个是本质的区别。前期平安的票据资产证券化,就是债权的ABS,江苏银行的就是收益权的ABS,一个在深交所、一个在上交所。对比看,深交所批债权ABS的尺度更大 第三部分:两种模式的法律问题

该模式的背后法律关系如何,市场上有多种看法:

1、关于收益权模式:主要围绕的核心是票据是否有收益权之说,以及票据收益权如存在是否得到保护。

2、关于债券模式:主要围绕票据债权转让的合法性,银监的规定的差异; 关于收益权模式法律问题:

反方:票据除本金外,无任何财产权

票据收益权属于一种法定孳息,法定孳息是指由法律规定的,物主因出让所属物的使用权而得到的收益。在国外,商业汇票因具有远期融资功能,因此存在无息汇票和附息汇票(有息汇票)两种法定类型,附息汇票系由出票人在票面上标注利率,持票人在票据到期日有权获取票据本金及约定的利息收益(票据孳息)。我国现行《票据法》尚无附息票据种类,因此国内均为无息票据,即法定意义上,标的票据在有效期内任何时点上的价值均为票面本金,排除了本金之外的任何财产权。因此,国内银行业进行票据交易时,均采取对汇票本金折价的贴现方式,而非附息收益方式。国内银行间市场发行的可转让短期融资券、超短期融资券等附息融资性票据,因属于债券性质,故具有合法的附息收益权。

反方:票据的收益权在ABS中没有消除票据本身的权利 一般来说,权利人可以将其所有的基础权利项下的权利转让予他人。票据收益权转让并不影响权利人对票据资产的所有权, 权利人仍可以将票据出质。值得注意的是, 票据与其他资产证券化过程中的基础资产所对应的收益权载体不同, 基于它的无因性, 票据一旦经过背书转让予善意第三人, 以该等票据收益权作为基础资产的专项计划将承担基础资产灭失的风险。

第四部分:项目律师金杜对三种模式看法

金杜近期的文章对票据债权模式、保理应收账款模式、收益权模式都做了可行性认证,值得大家学习下:总体观点,债权模式、应收账款模式都存瑕疵,收益权模式可行!

1、以票据对应的基础交易关系债权作为基础资产

即原始权益人以票据对应的债权作为基础资产发起专项计划并以票据作为质押担保。在此情况下, 交易结构大致如图所示:

如前所述, 根据《票据法》的相关规定, 票据的签发、取得和转让, 应当遵循诚实信用的原则, 具有真实的交易关系和债权债务关系。《支付结算办法》亦规定, 本办法所称支付结算是指单位、个人在社会经济活动中使用票据、信用卡和汇兑、托收承付、委托收款等结算方式进行货币给付及其资金清算的行为。易言之, 票据系作为对于真实的交易关系和债权债务关系的一种支付结算性质的履约方式。

基于此, 我们认为, 可以通过以下情况的讨论, 了解到基础债权和票据权利可能存在的竞合择一问题: 1.若基础合同或基础债权人认可债务人以票据作为支付结算的手段, 并认可票据的出票或转让能够作为债务人对于基础合同的履约。在此情况项下, 债权人在基础合同项下的债权即已通过履约行为消灭, 债权人的权利转为了票据权利人的权利, 届时将作为票据权利人依票据记载向票据付款人进行提示付款和相关追索;以及

2.若基础合同或基础债权人不认可债务人以票据作为支付结算的手段, 即不认可票据的出票或转让能够作为债务人对于基础合同的履约。此时, 基础合同项下的债权确仍存在, 并可以作为基础资产向专项计划转让。但值得注意的是, 此时票据即不存在一个双方认可的真实交易关系或债权债务关系, 此时的出票或转让不符合相关法律法规的规定, 票据的效力存疑。

综上所述, 我们认为, 基础债权和票据权利往往难以同时竞合存在, 任一权利的创设或转让从严格的法律逻辑层面, 可能会以另一权利的被履行为先决条件。因此, 以票据对应的基础交易关系债权作为基础资产并以票据质押的交易结构是否具有可行性还有待进一步研究。

2、以票据对应的基础交易关系债权作为基础资产

在某些情况下, 存在应收账款已经由保理公司受让并进行了保理业务, 从而存在“基础合同票据”的三元基础资产结构。在此基础上, 即存在原始权益人以保理合同作为基础资产的交易模式设想, 一般而言, 交易结构如下图所示:

保理业务的一般模式即债权人将其现在或将来的基于其与债务人订立的基础合同所产生的应收账款转让给保理商, 由保理商向其提供保理融资服务。基于此, 与基础合同相比, 保理合同所涵括的权利外延至少包括如下两个层面:

1.确认保理公司作为基础合同项下的债权人, 基于基础合同的债权转让所获得的应收账款债权;

2.确认原债权人作为融资方, 保理公司作为融资服务提供方, 双方所互享的权利和互负的义务。

从这个角度来看, 从如下层面可以设想保理合同作为基础资产的可能性:

(1)基础合同与保理合同的内涵和外延不尽相同, 保理合同的内涵和外延大于基础合同;以及

(2)票据的创设如上所述, 可以作为基础合同项下的履约, 但既然基础合同项下的履约并不完全等同于保理合同项下的履约, 则票据的出票和转让可以与保理合同的存续竞合。

综上所述, 尽管在操作中尚有不确定性, 但只要上述两种权利可以并存, 以保理合同项下债权作为基础资产, 以票据进行质押的交易结构是可以进一步探讨的。

3、以票据收益权作为基础资产

即原始权益人以票据对应的收益权作为基础资产发起专项计划并以票据作为质押担保。在此情况下, 交易结构大致如图所示:

1.收益权的性质

(1)除法律明确规定外, 收益权属于约定权利, 而非法定权利。收益权系指获取基于所有者财产而产生的经济利益的可能性, 是所有权在经济上的实现形式。我国的相关法律法规中并没有对收益权的内涵与外延做出明确的界定, 而在实务中, 收益权的具体内容通常是由交易双方根据基础交易的不同以及交易需要, 以合同方式进行约定的。由此可见, 除法律有明确规定以外, 收益权通常不是法定权利, 而是由交易主体在基础权利的基础上根据交易需要创设的一项约定权利;

(2)收益权是依附于基础权利或基础资产的权利。如前所述, 收益权是一项约定权利, 离开了基础权利也就丧失了其存在的基础。因此, 在收益权转让的交易过程中, 转让人需要持续持有该收益权所对应的基础权利或基础资产, 否则受让人将面临丧失该等收益权的风险;

(3)收益权具有明显的财产权利属性和相对独立性, 可以作为交易的客体。基础权利或基础资产项下包含有收益权在内的多项附属权利, 权利人可以将其中的一项或多项权利转让给他人。如我国目前以各种收益权作为基础资产的资产证券化产品均是以特定资产的收益权作为交易客体出让给专项计划的。

2.票据收益权的内涵与外延

票据权利是指持票人向票据债务人请求支付票据金额的权利, 它包括付款请求权和追索权。票据收益权是基于票据权利的实现而获得收益的权利。一般而言, 票据收益权包括基础票据项下的下列财产权益: 1)票据在包括但不限于持票人提示付款的任何情形下所产生的任何资金流入收益;2)票据经贴现、出售或其他处置所产生的任何资金流入收益;3)票据项下担保(如有)所产生的任何资金流入收益;4)票据被拒付后对票据的背书人、出票人以及其他票据债务人(如有)行使追索权所产生的任何资金流入收益;5)票据所衍生的其他权益在任何情形下产生的资金流入收益;以及6)基础交易双方约定的其他任何权利。

3.票据收益权与票据质押可以分立

如前所述, 权利人可以将其所有的基础权利项下的权利转让予他人。票据收益权的转让并不影响权利人对票据资产的所有权, 权利人仍可以将票据出质。值得注意的是, 票据与其他资产证券化过程中的基础资产所对应的收益权载体不同, 基于它的无因性, 票据一旦经过背书转让予善意第三人, 以该等票据收益权作为基础资产的专项计划将承担基础资产灭失的风险。所以, 以票据质押的方式为票据收益权作为基础资产的专项计划提供担保是防范和化解该灭失风险之有效措施。综上所述, 我们认为,以票据收益权作为基础资产, 从法律关系上看, 无需票据持有人的背书转让, 只需要由专项计划与票据持有人签署《票据收益权转让合同》, 并且由票据持有人将票据资产背书质押给专项计划作为信用增级。是该种操作突破了真实交易背景的限制, 为票据持有人拓宽了融资渠道。

收益权模式下的票据服务银行的操作 1.竞合下的相斥问题

如上所述, 若以票据收益权作为基础资产, 并采票据质押的担保方式, 亦可能存在票据收益权与票据质押竞合情况项下的相斥问题。其法律逻辑是:(a)收益权依赖于收益权转让方(即票据持票人/被背书人)实现票据项下的现金流入收益;(b)票据项下现金流入收益的实现以票据质押的解除为前提;(c)票据质押的主债权又是票据收益权的实现。据此, 似乎陷入了或者需要资管计划解除质押陷入担保落空(当然落空期不会很长), 或者收益权的实现为质押所障碍的二律背反。2.服务银行的操作

结合上述论述, 在保证专项计划托管银行与票据服务银行是同一银行的情况项下, 需要通过持票人与质权人授予该银行双重授权的方式, 实现:(a)解质押;(b)提示付款;(c)托收承付;(d)受托转付四项行为的同步。即, 银行将依质权人的授权对票据质押进行解除, 然后在已经不存在担保权利负担的票据项下以票据权利人名义向票据义务人提示付款, 在收到票据款项后, 通过托收承付实现收益权现金流入收益, 再将前述现金流入收益依收益权转让方的委托, 受托转付至专项计划托管账户。尽管从法律逻辑来看, 上述行为是四个独立的步骤, 但由于上述行为均由同一银行进行操作, 故操作中若能够做到同步完成, 即可从实操层面解决竞合下的上述相斥问题。票据资产池的运行 1.资产池的构成

在实践操作中, 由于实际业务需要以及票据资产的特性, 需要进行证券化融资的票据资产池往往是由多个持票人/出票人所出票或转让的票据资产构成的。在此情况项下, 即需要应对包括多个实际原始权益人的资产归集以及后续资产的循环购买问题。在此情况下, 一般而言, 有收益权模式和受托投资模式两种方案可以考虑。2.收益权归集模式

即由某一金融机构以自身名义, 或以其创设的特殊目的载体(例如契约式基金或资管计划), 首先认购收益权, 然后再以其名义向专项计划转让收益权(包括初始转让与循环购买项下的后续转让)。在此情况项下, 初始进行资产池删选、管理、运行、确权等职能均会由金融机构自身或以其创设的特殊目的载体名义开展。在其获得收益权后, 其以收益权再向专项计划进行转让的方式亦较为明晰。值得注意的是, 在该等模式项下, 既可以特殊目的载体作为原始权益人向专项计划直接转入收益权, 亦可以通过由专项计划直接以特殊目的载体的权益单位(例如契约式基金的份额)作为基础资产, 达到相同效果。

3.受托投资模式

除上述收益权归集模式外, 我们理解, 理论上也可以采用隐名代理之关系, 即通过由金融机构或某一特殊目的载体, 直接作为各原始权益人的隐名代理人(而无需先行对收益权进行受让承接), 向专项计划进行收益权转让。但值得注意的是, 在此种情况项下, 对于循环购买期间的后续转让, 如何平衡该等金融机构或特殊目的载体同时作为原始权益人的隐名代理人和作为资管计划的服务机构进行后续资产购买的双重角色, 值得进一步考量。

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