ABS失效模式下的汽车运行安全保障措施研究

摘 要：研究汽车刹车系统原理和在ABS模式下的防抱死原理，通过给刹车踏板安装压力传感器，车轮安装速度传感器，确定不同速度下的安全中间值，然后将该数据库导入比较装置中。当压力数值过大时，根据传感器反馈信号，利用比较装置将信号与数据库进行比较，产生偏差信号，然后通过压力控制器将信号作用到压力调节机构上，根据消除偏差的方向来改变被测点压力，将其调节到安全值，以提高非正常运行条件下的安全性。

关键词：ABS 压力传感器 速度传感器 数据库 比较装置 压力控制器 压力调节机构

1.刹车原理

刹车系统工作原理是制造出巨大的摩擦力，将车辆的动能转化为热能。但由于汽车的惯性力作用，致使需要有很大的力量来抵消，即要求汽車轮胎和地面有大的磨擦力。但因为汽车轮胎是圆的，导致和地面的接触面积很少，而在力量很大的情况下如果轮胎出现抱死的情况，轮胎和地面之间就会产生滑动摩擦。考虑到轮胎由橡胶制成，在高温的作用下，这会降低轮胎的附着力，从而使车的刹车距离增加。因此汽车防抱死显得格外重要。

防抱死制动系统全称是 Anti-locked Braking System，简称为ABS。ABS是在普通制动系统的基础上增加了传感器、ABS执行器和ABS电控单元而构成。通过ECU控制电磁阀进油量，致使自动控制车轮制动力，使车轮在制动过程中滑移率控制在10%-25%之间，即控制过程中车轮处于边滚动边滑动的工作状态，从而达到更有效的刹车系统，有效的缩短刹车距离。但由于系统的高度复杂性，设备故障难以避免，通常在故障发生后会采取外界强制停车的方式来实现停车，对安全、财产等产生一系列影响。为尽量减少这些事故的发生，如何刹车显得格外重要，而通常此时完全依赖于司机的经验，缺少有效的技术防范手段，存在风险。因此，如何提高ABS失效模式下的汽车运行安全保障，成为亟待解决的难题。

2.失效下压力控制系统各部分原理

2.1数据库设置

给刹车踏板安装压力传感器，车轮安装速度传感器，接着取汽车初速度v1，对刹车踏板施加压力，记录下非抱死情况的安全中间值，然后进行重复试验，将记录的数值取平均值，确定v1下的最大安全值F1。然后依次以1km/h为间隔，对不同速度进行测量，记录v2，v3，……，vn下对应的F2，F3，……，Fn。最后将数据编入数据库中，导入比较装置。

2.2测量变速器

压力传感器、速度传感器为本系统的测量变送器。本系统中，压力传感器的主要作用是将刹车踏板的压力值转换成可利用信号进行反馈，速度传感器的主要作用是将车轮的速度值转换成可利用信号进行反馈，然后比较装置将反映的压力大小信号、速度大小信号与数据库的数值进行比较，产生压力偏差信号。

2.3控制器

控制器的压力控制器为本系统中的控制器。本系统中，压力控制器的作用是将偏差信号通过压力控制器作用到压力调节机构上，根据消除偏差的方向来改变被测点的压力，将其调节到安全值，以提高非正常运行条件下的安全性。

2.4执行器

执行器调节阀为本系统中的执行器。本系统中采用电磁阀作为执行器，执行器的作用是通过给定的电信号来作用调节阀的开度，即进油量，从而控制轮子的刹车状态，致使车辆不出现抱死现象。

3.压力控制系统

3.1单回路控制系统框图

3.2系统框图介绍

当压力、速度数值输入时，根据传感器反馈信号，利用比较装置将信号与数据库进行比较，产生偏差信号。然后通过压力控制器将信号作用到压力调节机构上，根据消除偏差的方向来改变被测点压力，将其调节到安全平均值。接着将安全平均值信号输出到电磁阀中，通过给定的电信号来作用调节阀的开度，即进油量，从而控制轮子的刹车状态，致使车辆不出现抱死现象，以提高非正常运行条件下的安全性。

4.结语

在防抱死制动系统失效情况下所采取的压力控制系统，需要通过前期根据压力传感器、速度传感器反馈的参数，进行无数次重复试验，从而得出速度、压力两个变量情况下的二维数据情况，并由此完善比较装置中的数据库，致使在输出偏差信号后，在压力调节机构的调节下使输出值更加准确，进一步提高非正常情况下汽车的行驶安全，保障乘客生命、财产安全。

参考文献：

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[2] 彭少武、郝志强.基于无线测距技术的地铁列车防追尾系统设计研究[J].铁道通信信号，2016（11）.

[3] 关德颖.ABS防抱死系统故障诊断与修理[J].辽宁广播电视大学学报，2017.

[4] 汽车防抱死系统研究进展[J].汽车文摘，2018.

作者简介：孙海涛，出生年月：1998年8月，性别：男，民族：汉族，籍贯：浙江杭州，学历：大学本科三年级，研究方向：机械设计制造及其自动化。