ABS失效模式下的汽車運行安全保障措施研究

摘 要：研究汽車剎車系統原理和在ABS模式下的防抱死原理，通過給剎車踏板安裝壓力傳感器，車輪安裝速度傳感器，確定不同速度下的安全中間值，然后將該數據庫導入比較裝置中。當壓力數值過大時，根據傳感器反饋信號，利用比較裝置將信號與數據庫進行比較，產生偏差信號，然后通過壓力控制器將信號作用到壓力調節機構上，根據消除偏差的方向來改變被測點壓力，將其調節到安全值，以提高非正常運行條件下的安全性。

關鍵詞：ABS 壓力傳感器 速度傳感器 數據庫 比較裝置 壓力控制器 壓力調節機構

1.剎車原理

剎車系統工作原理是制造出巨大的摩擦力，將車輛的動能轉化為熱能。但由于汽車的慣性力作用，致使需要有很大的力量來抵消，即要求汽車輪胎和地面有大的磨擦力。但因為汽車輪胎是圓的，導致和地面的接觸面積很少，而在力量很大的情況下如果輪胎出現抱死的情況，輪胎和地面之間就會產生滑動摩擦。考慮到輪胎由橡膠制成，在高溫的作用下，這會降低輪胎的附著力，從而使車的剎車距離增加。因此汽車防抱死顯得格外重要。

防抱死制動系統全稱是 Anti-locked Braking System，簡稱為ABS。ABS是在普通制動系統的基礎上增加了傳感器、ABS執行器和ABS電控單元而構成。通過ECU控制電磁閥進油量，致使自動控制車輪制動力，使車輪在制動過程中滑移率控制在10%-25%之間，即控制過程中車輪處于邊滾動邊滑動的工作狀態，從而達到更有效的剎車系統，有效的縮短剎車距離。但由于系統的高度復雜性，設備故障難以避免，通常在故障發生后會采取外界強制停車的方式來實現停車，對安全、財產等產生一系列影響。為盡量減少這些事故的發生，如何剎車顯得格外重要，而通常此時完全依賴于司機的經驗，缺少有效的技術防范手段，存在風險。因此，如何提高ABS失效模式下的汽車運行安全保障，成為亟待解決的難題。

2.失效下壓力控制系統各部分原理

2.1數據庫設置

給剎車踏板安裝壓力傳感器，車輪安裝速度傳感器，接著取汽車初速度v1，對剎車踏板施加壓力，記錄下非抱死情況的安全中間值，然后進行重復試驗，將記錄的數值取平均值，確定v1下的最大安全值F1。然后依次以1km/h為間隔，對不同速度進行測量，記錄v2，v3，……，vn下對應的F2，F3，……，Fn。最后將數據編入數據庫中，導入比較裝置。

2.2測量變速器

壓力傳感器、速度傳感器為本系統的測量變送器。本系統中，壓力傳感器的主要作用是將剎車踏板的壓力值轉換成可利用信號進行反饋，速度傳感器的主要作用是將車輪的速度值轉換成可利用信號進行反饋，然后比較裝置將反映的壓力大小信號、速度大小信號與數據庫的數值進行比較，產生壓力偏差信號。

2.3控制器

控制器的壓力控制器為本系統中的控制器。本系統中，壓力控制器的作用是將偏差信號通過壓力控制器作用到壓力調節機構上，根據消除偏差的方向來改變被測點的壓力，將其調節到安全值，以提高非正常運行條件下的安全性。

2.4執行器

執行器調節閥為本系統中的執行器。本系統中采用電磁閥作為執行器，執行器的作用是通過給定的電信號來作用調節閥的開度，即進油量，從而控制輪子的剎車狀態，致使車輛不出現抱死現象。

3.壓力控制系統

3.1單回路控制系統框圖

3.2系統框圖介紹

當壓力、速度數值輸入時，根據傳感器反饋信號，利用比較裝置將信號與數據庫進行比較，產生偏差信號。然后通過壓力控制器將信號作用到壓力調節機構上，根據消除偏差的方向來改變被測點壓力，將其調節到安全平均值。接著將安全平均值信號輸出到電磁閥中，通過給定的電信號來作用調節閥的開度，即進油量，從而控制輪子的剎車狀態，致使車輛不出現抱死現象，以提高非正常運行條件下的安全性。

4.結語

在防抱死制動系統失效情況下所采取的壓力控制系統，需要通過前期根據壓力傳感器、速度傳感器反饋的參數，進行無數次重復試驗，從而得出速度、壓力兩個變量情況下的二維數據情況，并由此完善比較裝置中的數據庫，致使在輸出偏差信號后，在壓力調節機構的調節下使輸出值更加準確，進一步提高非正常情況下汽車的行駛安全，保障乘客生命、財產安全。

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作者簡介：孫海濤，出生年月：1998年8月，性別：男，民族：漢族，籍貫：浙江杭州，學歷：大學本科三年級，研究方向：機械設計制造及其自動化。