毕业设计（论文）汽车ABS技术的应用与发展

1、高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书一、 题目： 汽车abs技术的应用与发展 二、 本环节自 2011年 11月 18 日起至2012年3 月2日 三、 进行地点： 郑州交通职业学院 内容要求： 层次分明、文理通顺、数据可靠、文字简练、说明透彻、立论正确、推理严谨。 指导老师： 职称： 批准日期： 年 月 日汽车abs技术的应用与发展摘 要随着汽车行驶速度的提高、道路行车密度的增大、以及人们对汽车行驶安全性的要求越来越高，abs已经成为汽车上的一种重要安全装置。我国加入世界贸易组织，将促使我国经济生活的方方面面发生深刻的变化，它为我国经济持续稳定发展提供了良好的机遇。提高和改善abs的性能一

2、直是科研工作者追求的目标。针对abs技术的发展形势，本文首先介绍了abs的类型、结构组成、特点及其工作原理，然后分析了abs的应用与发展现状，并从abs控制策略、abs 的安全优势、以及发展趋势等方面进行了简单的分析与探讨。最后总结了汽车abs技术应用和发展的重要性。本文的创新点在于通过对abs技术的应用分析阐述了abs系统的控制技术及abs系统的保养与正确的使用方法，对今后的工作奠定了理论基础。关键词：汽车，abs，原理，应用现状，发展趋势auto mobile abs technology application and developmentabstractwith the vehicl

3、e speed increased, the density of road traffic increased, and people on vehicle safety requirements getting higher and higher, abs has become an important vehicle safety device. chinas accession to the world trade organization, will make our country economy aspects of life produced profound change,

4、it is chinas sustained and stable economic development provides a good opportunity. to enhance and improve the performance of abs is always pursuit of the goal of scientific research workers. in view of the development of abs technology situation, this article first introduced the abs type, structur

5、e, characteristics and working principle, then analyzes the present situation of application and development of abs, and from the control strategy of abs, abs safety advantage, and the respect such as development trend to undertake simple analysis and discussion. finally summarizes the auto abs tech

6、nology application and development of the importance of. the innovation point of this paper is based on the application analysis of abs technology of abs system is introduced the control technology and abs system maintenance and the correct way to use, for future work laid the theoretical foundation

7、.key words：automobile, abs, principle, application status, development trend目录前言1第1章 概述21.1 abs的概念及功用21.2 abs的类型和结构31.3 abs的工作原理41.4 abs的特点5第2章 abs控制策略72.1 逻辑门限值控制72.2 滑模变结构控制72.3 最优控制72.4 pid控制82.5 模糊控制8第3章 abs的应用93.1 防抱死制动系统(abs)93.1.1提高汽车安全性的制动控制系统93.1.2 abs系统的保养与正确使用103.1.3汽车abs技术的发展趋势研究113.2 ab

8、s技术的发展及应用现状12第4章 abs/asr的国内外发展状况144.1 abs的发展历程144.2 国内发展概况164.3 国外发展状况17第5章abs的发展趋势19结论21参考文献22致 谢23前言在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车

9、在受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象会更加严重。汽车防抱死制动系统（anti-lock braking system简称abs）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环制动系统。它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一，汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效提高行车的安全性。第1章 概述 1.1 abs的概念及功用汽车制动防抱系统，

10、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

11、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。制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。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上紧急制动时，汽车会发生掉头、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。总之，汽车制动时车轮如果抱死，将产生的不良影响有1：1)方向失控，出现侧滑、甩尾，甚至翻车；2)制动效率下降，延长了制动距离；3)轮胎过度磨损，产生“小平面”，甚至爆胎。汽车abs就是为了防止上述缺陷的发生而产生的。它具有几点功用：1)增加制动稳定性，防止方向失控、侧滑和甩尾；2)提高制动效率，缩短制动

12、距离(松软的砂石路面除外)；3)减少轮胎磨损，防止爆胎。据欧洲各国统计，应用了防抱死技术后，交通事故摩托车减少10，轿车和轻型货车减少8，公共汽车减少4，重型货车减少10，平均起来减少7.5。从上述数字显示，abs防抱死制动系统对提高车辆的安全性能有着很大的功用2。1.2 abs的类型和结构一、按机械式、电子式分类,两者有以下不同 （1）电子式abs是根据不同的车型所设计的，它的安装需要专业的技术，如果换装至另一辆车就必须改变它的线路设计和电瓶容量，没有通用性；机械式abs的通用性强，只要是液压刹车装置的车辆都可使用，可以从一辆车换装到另一辆车上，而且安装只要30分钟。（2）电子式abs的体积

13、大，而成品车不一定有足够的空间安装电子abs，相比之下，机械式的abs的体积较小，占用空间少。 （3）机械式abs是在车轮锁死的刹那开始作用，每秒钟作用612次；电子式abs在踩刹车时就开始工作，根据不同的车速，每秒钟可作用60120次。 （4）电子式abs的成本较高，相比之下，使用机械式abs要经济实用些。 二、按控制通道分类,有以下几种四通道式、特点：附着系数利用率高，制动时可以最大程度的利用每个车轮的最大附着力。但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大(如路面部分积水或结冰)，会影响汽车的制动方向稳定性。广州本田即是使用四通道abs装置。 三通道式、特点：汽车在各种条件下制动时都具有良

14、好的方向稳定性。三通道abs在小轿车上被普遍采用。 二通道式、特点：二通道式abs难以在方向稳定性、转向控制性和制动效能各方面得到兼顾，目前采用很少 一通道式、特点：结构简单，成本低等，在轻型载货车上广泛应用。 三、制动防抱死系统的基本组成 abs通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和abs警示灯组成，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不尽相同2。 四、各种abs在以下几个方面都是相同的 （1）abs只是汽车的速度超过一定以后（如5km/h或8km/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

15、节。 （2）在制动过程中，只有当被控制车轮趋于抱死时，abs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）abs都具有自诊断功能，能够对系统的工作情况进行监测，一旦发现存在影响系统正常工作的故障时将自动地关闭abs，并将abs警示灯点亮，向驾驶发出警示信号，汽车的制动系统仍然可以像常规制动系统一样进行制动。1.3 abs的工作原理 在汽车制动时，如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。如果只是前轮(转向轮)制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力。如果只是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使受

16、到不大的侧向干扰力，汽车也将产生侧滑(甩尾)现象。这些都极易造成严重的交通事故。因此，汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移，而是希望车轮制动到边滚边滑的状态。 由试验得知，汽车车轮的滑动率在1520时，轮胎与路面间有最大的附着系数。所以为了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在的附着能力，目前在大多数车辆上都装备了防抱死制动系统(antilockbrakesystem)，简称abs。 通常，abs是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、abs电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等组成的，如下图1-1所示。 制动过程中，abs电控单元(ecu)3不断地从传感器1和5获取车轮速度信号，并加以处理，

17、分析是否有车轮即将抱死拖滑。如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置2不参与工作，制动主缸7和各制动轮缸9相通，制动轮缸中的压力继续增大，此即abs制动过程中的增压状态3。 如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑，它即向制动压力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大，此即abs制动过程中的保压状态。 若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调节装置发出命令，打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道，使左前制动轮缸中的油压降低，此即abs制动过程中的减压状态。1.前轮速度传感器 2.制动压力调节装置 3.ab

18、s电控单元 4.abs警告灯 5.后轮速度传感器 6.停车灯开关 7.制动主缸 8.比例分配阀 9.制动轮缸 10.蓄电池 11.点火开关图1-1 abs组成及原理图1.4 abs的特点abs的功能是通过调节、控制制动管路压力，避免车轮在制动过程中抱死而滑移，使其处于滑移率15%25%的边滚边滑的运动状态。其优点如下3： 1、改善汽车制动时的横向稳定性；2、改善汽车制动时的方向操纵性；3、改善制动效能；4、减少轮胎的局部过度磨损；5、使用方便，工作可靠。 同时我们应该了解，abs系统本身也有局限性。在两种情况下，abs系统不能提供最短的制动距离。一种是在平滑的干路上，由有经验的驾驶员直接进行制

19、动。另一种情况是在松散的砾石路面、松土路面或积雪很深的路面上制动。另外，通常在干路面上，最新的abs系统能将滑移率控制在5%20%的范围内，但并不是所有的abs都以相同的速率或相同的程度来进行制动(或放弃制动)。 不管一个abs系统多么完善，它仍然摆脱不了一定的物理规律。尽管四轮防抱制动系统能使汽车在尽可能短的距离内进行制动，但如果制动进行得太迟，使之在与障碍物碰撞前不能完全停下来，仍不能阻止事故的发生。但是，由于四轮防抱死制动系统保留着控制转向的能力，因此，在制动过程中有可能绕过障碍物，避免可能发生的事故。abs系统不能违背物理规律的另一种情况是当汽车在弯道上行驶时，其速度超过了物理学上所允

20、许的速度，在这种情况下，即使abs系统也不能阻止汽车在离心力作用下离开弯道。但是，abs系统能使汽车在此过程中降低车速和实现可靠的转向，这样就减轻了可能发生碰撞的危险性。另外还要考虑的是道路表面情况。没有装备abs系统的汽车在湿滑路面或有冰雪的路面上制动时，制动距离较长，而且不能猛烈转向；在装备abs系统的汽车上也是如此，因为尽管abs能提供附加的制动控制和转向控制，但它不能解决这样一个客观的物理事实，那就是在较滑的路面上，可利用的牵引力很小。第2章 abs控制策略abs技术的一个核心问题就是控制算法的研究。由于abs系统是非线性系统，因此探索一种有效的控制方法是abs系统发展的关键。近年来，

21、国内外学者对abs的控制算法进行了很多理论研究，主要有以下几种控制方法。2.1 逻辑门限值控制这种控制方式的特点是不需要建立具体系统的数学模型，并且对系统的非线性控制很有效，比较适合用于abs的控制。当其用于abs的控制时，可以预选一个角减速度门限值，当实测值达到此门限值时，控制器发出指令，减小制动力，使车轮转速提高。再预选一个角加速度门限值，当实测值达到此门限值时，控制器发出指令，增加制动力，使车轮转速降低。以车轮角速度作为单信号输入，如上所述，同时在控制器中设置合理的角加速度、角减速度门限值，就可以实现防抱制动循环。因此整个控制过程比较简单，结构原理上比较容易实现。同时，如果控制参数选择合

22、理，则可以达到比较理想的控制效果，能够满足各种车辆的要求。但是逻辑门限值控制本身也存在一些不足。如它的控制逻辑比较复杂、波动较大，而且控制系统中的许多参数都是经过反复试验得出的经验数据，缺乏严谨的理论依据，对系统稳定性品质无法评价等。2.2 滑模变结构控制由汽车防抱死制动的基本原理可知，其制动过程的本质问题是把车轮的滑移率控制在附着系数的峰值点sk，则滑动模态变结构根据系统当时的状态、偏差及其导数值在不同的控制区域，以理想开关的方式切换控制量的大小和符号，以保证系统在滑动区域很小的范围内4。2.3 最优控制最优控制方法是基于状态空间法的现代控制理论方法。它可以根据车辆地面系统的数学模型，采用状

23、态空间的概念，在时间域内研究汽车防抱死制动系统。最优控制方法和门限值控制方法不同，它是一种基于模型分析的控制方法。其思路是根据防抱死制动系统的各项控制要求，按照最优化的原理来求得制动防抱死系统的最优控制目标。这种控制方法的优点是考虑了控制过程中状态变化的历程而使控制过程平稳；缺点是控制效果的优劣主要依赖于系统的数学模型，控制质量难以准确把握7。2.4 pid控制pid控制方法的最大优点是不需要了解被控制对象的数学模型，只需要根据经验进行调节器参数的整定，这个特点正好满足了abs控制系统建模比较困难的特点。显然，对于单一路面（期望滑移率固定）的路面来说，pid控制的特点决了它的实用性很强，但是我

24、们很难确定一种准确的轮胎模型来实时确定不同制动工况下的期望滑移率，所以在实际产品中并不适用。目前，许多研究者把研究的重点放在建立准确的轮胎模型或者通过其他的方式来识别路况的方法上，以期望和pid控制方法联合起来应用于abs，并且己经取得了部分研究成果，但还不能进入实用阶段。2.5 模糊控制模糊控制是基于经验规则的控制，具有不依赖对象的数学模型，便于利用人的经验知识，具有鲁棒性强和简单实用等优点。控制规则符合人的思维规律。缺点是没有有效通用的计算方法，只能依靠设计者的经验和反复调试。第3章 abs的应用3.1 防抱死制动系统(abs) 汽车的制动性也是汽车的主要性能之一。自从汽车诞生之日起，汽车

25、的制动性就显得至关重要；并且随着汽车技术的发展和汽车行驶车速的提高，其重要性也显得越来越明显。制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关。所以，汽车的制动性是汽车行驶的重要保障。 汽车行驶时能在短距离内停车并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，以及汽车在一定坡道上能长时间停车不动的驻车制动器性能称为汽车的制动性。汽车的制动性主要由制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性三方面来评价5。 3.1.1提高汽车安全性的制动控制系统有汽车参与的交通事故中，事故的预防、事故的回避、乘客保护等安全领域与汽车的运动性能有密切的关系。事故

26、预防中起主要作用的是驾驶员，事故发生瞬间对乘客保护主要是汽车的被动安全设备起作用，而事故的回避则与汽车的制动控制系统有紧密的关系。在事故预防环节中人和环境的作用是主要的，在事故回避环节中车的作用是主要的。在汽车中，提高安全性的制动控制系统除了abs、tcs、esp（vsc、vds）等，另外还有bas（brake assist system，制动器辅助系统）。制动辅助系统bas是当紧急刹车时，根据踩的速度、力度，制动系统自动感知而输出更强的制动力。它的工作原理是，令刹车泵里的真空量增加，使你一脚踩下去，制动力度大大提高，从而提高了驾驶安全性。即使车子已经熄火了，它还会使刹车制动能力保持一段时间。

27、它的功能是在紧急制动时，提供一个附加的制动力来帮助没能及时形成较大制动力的驾驶员，制动助力加快制动踏板的移动；当司机施加在制动踏板上的制动力不太大时，增加制动力，使车辆的紧急制动性能最佳。有关调查显示，约有90的汽车驾驶员紧急情况刹车时缺乏果断，而bas则能从驾驶员踩下制动踏板的速度，探测车辆行驶情况。紧急情况下，当驾驶员迅速踩下制动踏板力度不足时，bas便会启动，并在不足1秒的时间内把制动力增至最大，从而缩短紧急制动刹车距离。abs虽然能够缩短刹车距离，但如果驾驶员采用点刹时，车轮往往不会抱死，abs没有机会发挥作用。而制动辅助bas，则让现有的abs具有一定的智能。当驾驶者迅速用力踩下刹车

28、踏板时，bas就会判断车辆正在紧急刹车，从而启动abs，迅速增大制动力。3.1.2 abs系统的保养与正确使用abs(防抱死制动系统)作为一种主动安全装置，在现代汽车上运用已经很广泛了。由于其在制动过程中的控制方式及工作过程与以往普通的制动系统有所区别，因此在使用保养方面也与传统的制动系统有所不同，否则会引发abs系统故障。总结多年的维修经验，笔者认为车主在使用装有abs系统的汽车时要做到“四要”、“四不要”6。 四要: (1)要始终将脚踩住制动踏板不放松。这样才能保证足够和连续的制动力，使abs有效地发挥作用。 (2)要保持足够的制动距离。当在良好路面上行驶时，至少要保证离前面的车辆有3s的

29、制动时间；在不好的路面上行驶，要留给制动更长一些的时间。 (3)要事先练习使用abs，这样才能使自己对abs工作时的制动踏板振颤有准备和适应能力。 (4)要事先阅读汽车驾驶员手册。这样才能进一步理解各种操作。 四不要:(1)不要在驾驶装有abs的汽车时比没有装abs的汽车更随意。有些车主认为汽车装有abs后，安全性加大，因此在驾驶中思想就会放松，为事故埋下隐患。(2)不要反复踩制动踏板。在驾驶有abs的车时，反复踩制动踏板会使abs的工作时断时续，导致制动效能降低和制动距离增加。实际上，abs本身会以更高速率自动增减制动力，并提供有效的方向控制能力。(3)不要忘记控制转向盘。在制动时，abs系

30、统为驾驶者提供了可靠的方向控制能力，但它本身并不能自动完成汽车的转向操作。在出现意外状况时，还得需要人来完成转向控制。(4)不要在制动过程中，被abs的正常液压工作噪声和制动踏板振颤吓住。这种声音和振颤都是正常的，且可让驾驶者由此而感知abs在工作。 经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来，但是随着电子（特别是大规模、超大规模集成电路）的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。bbw（全电路制动，break-by-wire）系统的出现，将会彻底颠覆使用液压油或空气作为传力介质的传统制动系统。全电制动不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路

31、和传感器，缩短制动反应时间。与传统的制动系统相比，bbw具有很多优点：结构简单，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置、液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车质量降低；制动时间短，提高制动性能；无制动液，维护简单；系统总成制造、装配、测试简单快捷，制动分总成为模块化结构；采用电线连接，系统耐久性能良好；易于改进，稍加改进就可以增加各种电控制功能。作为一种全新的制动系统，bbw给制动系统带来了巨大的变革，为将来的车辆智能控制提供条件。但是，要想全面推广，还有不少问题需要解决，比如：当前汽车的电力系统不能满足制动能量要求、控制系统失效时的处理和如何清除其它干扰信号对控制系统造成的影响等。

32、目前bbw系统主要是应用在混合动力制动控制系统汽车上，采用液压制动和电制动两种制动系统；但是随着未来技术的发展，bbw全电路制动系统取代传统制动系统将成为现实。 3.1.3汽车abs技术的发展趋势研究 在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车在

33、受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象会更加严重7。汽车防抱死制动系统（anti-lock braking system简称abs）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环制动系统。 它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一，汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效提高行车的安全性。3.2 abs技术的发展及应用现状 基于制动防抱理论的制

34、动系统首先是应用于火车和飞机上。1936年，德国博世公司（bosch）申请一项电液控制的abs装置专利，促进了abs技术在汽车上的应用。汽车上开始使用abs始于1950年代中期福特汽车公司，1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的abs装置，这种abs装置控制部分采用机械式，结构复杂，功能相对单一，只有在特定车辆和工况下防抱死才有效，因此制动效果并不理想。机械结构复杂使abs装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。abs技术在汽车上的推广应用举步艰难。直到70年代后期，由于电子技术迅猛发展，为abs技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。abs控制部分采用了电子控制，其反应速度、控制精度

35、和可靠性都显著提高，制动效果也明显改善，同时其体积逐步变小，质量逐步减轻，控制与诊断功能不断增强，价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的abs装置。 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），

36、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

37、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

38、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技术某些领域赶超国际水平。第4章 abs/asr的国内外发展状况4.1 abs的发展历程第一台防抱死制动系统abs

39、(anti-lock 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。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

40、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abs8。 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。 随着abs系统的单价逐渐降低，搭载abs系统的新车数目于1988

41、年突破了爆炸性成长的临界点，开始飞快成长，当年bosch的abs系统年度销售量首次突破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

42、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

43、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！ 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。

44、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。 abs这种最初被应用于飞机上的技术，现在已经十分普及，在十万元以上级别的轿车上都可见到它的踪影，有些

45、大客车上也装有abs。装有abs的车辆在遇到积雪、冰冻或雨天等打滑路面时，可放心的操纵方向盘，进行制动。它不仅有效的防止了事故的发生，还能减少对轮胎的摩损，但它并不能使汽车缩短制动距离，在某些情况下反而会有所增加。4.2 国内发展概况国内研究开发abs起步较晚，约始于20世纪80年代中期。但我国对abs的系统开发十分重视，制定相应的法规力促abs的发展。1993年4月1日开始实施的gb13594-92汽车防抱死制动系统性能要求和试验方法，为abs成为标准装备提供了试验方法和依据。1999年10月1日实施的gb126761999汽车制动系统结构、性能和试验方法规定：2003年10月1日以后，大型

46、客车和大型载货汽车必须安装符合gb13594中规定的一类abs8。目前，国内研究abs有代表性的科。研机构有以下几个：吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室、北京理工大学汽车动力性与排放测试国家专业实验室、清华大学汽车安全与节、能国家重点实验室、华南理工交通学院汽车系、济南程军电子科技公司等。这些单位在abs的仿真、控制量、轮速信号抗干扰处理、轮速信号异点剔除、防抱电磁阀动作响应等方面的研究取得了很多成果。同时对防抱死制动时、的滑移率的计算、滑移率和附着系数之间的关系及abs的控制算法也有很深的研究。国内现在生产abs的公司不少，但大多数公司是和国外著名abs公司合作生产。完全自主生产开发abs的

47、有代表性的国内公司有：广州市科密汽车制动技术开发有限公司、重庆聚能汽车技术有限责任公司、东风科技汽车制动系统公司、西安博华机电股份有限公司等。已开发生产的产品有单通道、三通道、四通道、六通道的气压和液压式的，适用于摩托车、轿车、大中型客车一、重型载货汽车、挂车的abs及相关零部件。这些abs的制动性能指标达到了国外同类产品的水平，部分试验数据优于国外公司同类产品，在国内占有一定的市场。估计2012年我国新生产的中、重型载货汽车，大、中型客车abs的装车率为100%，而小、微型客车abs的装车率为20，轿车abs装车率为50%。国内对asr的研究，大约开始于20世纪90年代。一些科研单位如清华大

48、学、吉林工业大学、北京理工大学、同济大学、上海交通大学、济南重汽技术中心等对asr技术的发展进行跟踪、研究，并取得了阶段性进展。目前，我国科研人员主要针对asr控制系统的控制策略、控制算法、逻辑等关键环节进行研究。由于受电控发动机的限制，我国目前在asr系统的控制理论方面大多侧重于采用以制动控制为主、发动机控制为辅的控制方法。总的来说，距离产品化研究还有一定的差距。因此国内尚无自主研发的集abs和asr为一体的abs/asr防滑控制系统产品出现。4.3 国外发展状况早在1928年防抱死制动理论就被提出。bosch公司在1936年第一个获得了防抱死制动系统的专利权。1954年，ford公司将ab

49、s装在林肯轿车上。这一时期的各种abs的轮速传感器和制动压力调节装置都是机械式，因此，获取的轮速信号不够精确，制动压力调节的适时性和精确性也难以保证。随着电子技术的发展，abs进入电子控制时代。20世纪60年代后期到70年代初期，凯尔塞海伊斯公司研制生产的两轮制动的abs、克莱斯勒公司与bendix公司合作研制的四轮制动的abs、bosch和teves公司研制的abs、wabco公司与benz公司合作研制的装备在气压制动的载货汽车上的abs，都是由模拟式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。由于模拟式电子控制装置反应速度慢、控制精度低、易受干扰，

50、致使各种abs均未达到预期的控制效果。20世纪70年代后期，abs采用数字式电子技术，反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，abs进人实用化阶段。bosch公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的absboschabs2。自此，欧、美、日的许多公司相继研制了形式多样的abs。自1985年起，bosch、teves、bendix、wabco等公司开始对abs的生产大力投资，以满足汽车对abs需要量增加的要求。目前，国际上abs在汽车上的应用越来越广泛，已成为绝大多数汽车的标准装备，北美和西欧的各类客车和轻型载货汽车，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

51、品的载货汽车abs的装备率为100%9。1971年buick公司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死系统，成为asr的雏形。1985年，volvo公司试制了电子牵引力控制系统etc（electronictractioncontrol），通过调节燃油供给量来调节发动机输出转矩，以控制驱动轮滑转率，产生最佳驱动力。1986年，bosch推出了该公司的第一个牵引力控制系统tcs10。仅依靠调节发动机输出转矩不能解决汽车在对开路面上很好地起步加速的问题。为了解决这一问题，需要对附着不好的一侧驱动轮施加部分制动，以充分发挥附着条件较好的一侧的地面

52、驱动力。随着abs技术的不断发展和成熟，利用abs压力调节系统可实现这一目标。采用制动干预控制的asr系统通常都是同abs集成在一起的，形成abs/asr系统。1986年12月，bosch公司第一次将abs与asr结合起来，率先推出了具有防抱死制动和驱动防滑转功能的防滑控制系统abs/asr2u装置。同期，benz公司与wabco公司也联合开发出了应用在载货汽车上的abs/asr系统。此后，各大汽车公司纷纷开始应用abs/asr系统，使其成为顶级豪华车的标准配置。随着各大公司不断开发出结构更紧凑、成本更低、可靠性更强、功能更全面的abs/asr系统，abs/asr系统也逐渐应用于中、低档汽车上

53、。到1997年时，已经有23家汽车厂商的近50种车型使用了abs/asr系统。第5章 abs的发展趋势abs技术虽然在20世纪90年代初期就已成熟，但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10。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