（车辆工程专业论文）sc6350“长安之星”汽车防抱死制动系统的应用研究.pdf

s c 6 3 5 0 “瓯安之蕈”汽苇防拖 翱动系绞的应_ 颁竞 摘要 望5 3 卫o l 汽车防拖凭制动系统a b s ( a n t i l o c kb r a k i n gs y s t e m ) 能够显著提高汽 车制动性能，是一种具有明显社会效懿的安全性部件，在国外己得到了广泛的 应用。本文对a 8 s 系统弱鏊本蘸理、控瓤方法、工作过程及试验按零等方嚣俸 了较为详尽的分析。在此旗础上，提出$ c 6 3 5 0 “长安之星”的a b s 系统采用 4 传感器3 通道型式，控制方式为前轮独立控制、聪轮低选择同时控制，使汽 车戆够在裁动过程中，确保转彝操级缝，改善方囊稳定性，缝短了麓动距离。 同时，根据a b s 技术的发震，s c 6 3 5 0 “氏安之星”的国产化m k 2 0 ia b s 系 统采用h e c u 整体式模块结构设计。最后，针对s c 6 3 5 0 “长安之星”的原 装a 8 s 一蚤受彝国产m k 2 0 ta 彗s 系统，逡嚣了大量静袁关a 豁系统麴道路试验弩 究，结果表日月，国产化的g t k 2 0 ta b s 系统优于日本聪装a b s d 溅系统、s c 6 3 5 0 “长安之星”a b s 系统成功的进行了的国产化。 篾键词汽车防抱死制动系统a b s滑移率控制道路试验 s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的麻h j 研究 a b s t r a c t a b s ( a m i - k k b 如盛es y s t e m ) c a l lo b v i o u s l yi m p r o v ev e h i c l eb r a k ee f f i c i e n c y i ti s a ni m p o r t a n ts e c l j r ec o m p o n e n tt ob r i n gs o c i a lp r o f i to b v i o u s l y , a n dh a sa l r e a d yb e e n w i d e l yu s e di na b r o a d t h ep a p e rd i s c u s s e st h eb a s i cp r i n c i p l e ，t h ec o n t r 0 1m e t h o d ， t h eo p e r a t i n gp r o c e s sa n dt h et e s te n g i n e e r i n go fa b si nd e t a i l a n dt h e n i tp r e s e n t s c h a n g a ns t a rs c 6 3 5 0a b s u s e st h r e ec o n t r o lc h a n n e l s t h ec o n t r o lw a yi sf r o n t w h e e ls i n g l ec o n t r o l l i n g a n df e a rw h e e li ss e l e c t l o wc o n t r 0 1 t h ea b ss y s t e m m a k e st h ev e h i c l eh a v eg o o dh a n d l e a b i l i t ya n dd i r e c t i o n a ls t a b i l i t yd u r i n g t h e b r a k i n ga n ds h o r t st h eb r a k i n gd i s t a n c e a tt h es a m et i m e ，a c c o r d i n gt o t h ea b s t e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t ，c h a n g a n s t a rs c 6 3 5 0a b su s e sd o m e s t i cc o m p a c t m k 2 0 ia b st or e p l a c et h ei m p o r ta b s df r o mj a p a n a f f e ra l l ，t h ev e h i c l er o a d t e s t sa b o u tt h et w od i l y e r e n ta b s s y s t e m s h a v eb e e nf i n i s h e d t h er e s u l t ss h o w st h a t t l l ed o m e s t i cm k 2 0 ia b si sb e t t e rt h a nt h ei m p o r ta b s - df r o mj a p a n ，c h a n g a n s t a rs c 6 3 5 0d o m e s t i ca b s s y s t e mi ss u c c e s s f u l k e y w o r d s ：a u t o m o b i l ea n t i - l o c kb r a k es y s t e ma b s s l i p c o n t r o ir o a d1 e s t s c 6 3 5 0 “民安之展”汽车防拖死制动系统的鹿翊研究 绪论 1 1 本课题的研究背景和意义 穗着汽车工照翁发展，社会汽车绦商量的不鼗增翔，久们对汽 车的行车安全性越来越重视，汽车防抱死制动系统a b s ( a n t 卜1o c k b r a k in gs y s t e m ) 技术是改蛰汽车制动安全性的新技术，它能提离汽车 在不阉酷着系鼗潞面条箨下的翎动往糍。在汽车镄动瓣，a b s 系统可强 自动调节车轮制动压力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果，从而 保障车辆的稳定性，减少交避枣故的发生，具有明显的社会效盏。 作为强菌簸为有效豹安全性都孛 ，翁拖死涮动系统的箍广应用 也戢为迅速，并已成为欧美日汽车的标准装备。根据我国汽车工 业产渡政策及汽车零部件的发展目标、战略和措熊，汽车防撼死制 动系统( a b s ) 楚涉及汽车主动嶷全静重要部件，属汽车工业“丸巍”期 间重点发展的第一类关键零部件，并已被列入“十五”期间国家重点 发展壤星。所以，a b s 技术懿应建与研究有羞显著救重要意义。 1 9 9 8 年底，重庆长安汽车公司与日本铃术汽车公司联合开发的s c 6 3 5 0 “长 安之摄”汽车投放市场。该车型配备了先进的电子式a b s 系统，极大地提高了 整车的圭裁安全瞧黪。鉴于电子式a b s 系统接零在国内溻鬓空白，为了辘够掌 握a b s 系统的应用技术，解决脊可能出现的尊三产、售后服务闽题，并为今后这 一产晶的国产化作准备，1 9 9 8 年初长安公司下达了“电子式a b s 的预研及 应崩”搴喜磅矮蟊，本夫参与了後王囊基夔理论磺究鞠实验工俸，荠登霹本冬铃本 公司的技术人员合作进行有关的研究。 s c 蓐3 5 0 “长安之星”汽车嫠拖琵制动系统豹斑瑶研究 1 2 国内外a b s 技术发展状况和趋势 a d 3 s 理论翦撬出蹩在1 9 2 8 年，a d 3 s 翡最攀安黢是在炎车上，糖年代来5 0 年 代初民航飞机开始策用a d 3 s 。1 9 5 4 年f o r d 公司酋次将a b s 系统装在林谢牌轿 车上，从而揭开了汽车应用a b s 的序幕。1 9 7 3 年，美国国家公路交邋嶷全 麓( n h t s a 羲毒了f m v s s l 2 t 法靛，耪蹇慕爰空气鞘交黪鼗赞享必矮安装a b s 装置。法规迫使大擞的汽车装上了a b s ，但媳a b s 的故障带来了大量的使用 问题，帽继发生了一些制动攀激。从丽迫使n h t s a 不剥一年就撤淤了 f m v s s i 2 l 中关予剿霸疆褰彝葶褡不褥巍怼的要求。 7 0 年代早期和中期，模拟电路发展为媾成电路，微处理器向数控电 路方l 每转变。r o b e r tb o s c h 公司于1 9 7 8 年1 0 y l 将a b 8 系统装在m e r c e d e s g e n z 公司生产懿4 5 0 8 e 轿车上。渡系统蓬一静4 轮3 透避蕊羚囊式系统 ( a d d - o n ) ，并且首次采用数字电路控制系统取代模拟电路。紧接着在b m w 7 系列辚事上也采用了这套系统。这是世界上第一次搬餐生产的四辕控制 翡a b s 系统。 9 8 4 年t e v e s 开鲶大揽量生产整体集成式粼l la b s 系统，该系 统是将助力器、主缸、和a b s 的压力调节器熊成于一体，1 9 8 5 年安城猩福 特公霹生产的抟嚣马克v l i 型轿车上。b o s c h 公司在1 9 8 3 年将a b s2 溅改 逶烫a b s 2 s 型，麓夫翘摸集残电路替代分蔫元彳孛，蕊渊中麴元器 串数量 减少n 6 0 个； 9 8 5 年又4 哿a b s 2 s 型的结构简化，推出经济型b o s c ha b s2 e ； 1 9 8 6 年b o s c h 公司煲接出了b o s c ha 酷a s r e u 型，安装在许多高级辚车上 ( 懿：裳马、凌马、嫠蔼，觊速趣霓) 。i 9 9 5 年b o s c h 公司开始生产a b b5 3 ， 其电路为微型数模混合电路，采用回流裂式液压控制蚺元，重量仅为 为2 5 k g ，髂襁为l o x8x1 6 c m 。 秘藩，a b s 系统在歇美强等汽车强国褥翻了广泛瓣瘦霜，1 9 9 2 年， 欧洲e e c 指令委员会规定了汽苹装用a b s 的时间表：鬻求大货车、大客 车秘挂车在1 9 9 8 年之后必矮装爆a b s 系统；赶j 9 8 9 年邈欧共俸成员豳汽 s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应用研究 车厂凡申请新车型许可证时，该车型必须装备a b s 系统：禁止未装备a b s 系统的车辆进口。1 9 9 2 年，日本规定所有观光客车必须安装a b s 系统。 美国则因为1 9 7 3 年f m v s s l 2 l 法规的失败，对再次强制安装a b s 系统表示 慎重，但是政府加强了对安装a b s 系统义务化的宣传，另外大多数美国 保险公司宣布：凡装备a b s 系统的车辆可减收保险费。 与国外相比，我国在a b s 方面的研究起步晚，而且由于资金缺乏 以及微处理器技术的落后，使得我国a b s 的研究与欧美日等先进国 家相比存在着较大的差距。目前，国内a b s 的研究单位已有很多， 但他们的工作仍停留在对a b s 系统控制理论的研究和对国外产品的 消化吸收阶段；此外，国内尚无一完整的a b s 专用试验场，也使得 a b s 系统的多项试验无法进行。但是我们也应看到，九五期间，国 家将“a b s 关键技术的研究”列入“九五”科技攻关项目计划，这 表明了国家对这项高新技术的重视。 1 9 9 5 年，上海汽车工业( 集团) 总公司与德国大陆特威斯 ( c o n t i n e n t a lt e v e s ) 台资成立了上海汽车制动系统有限公司( 简称 s a b s 公司) ，总投资7 3 9 4 万美元，中方与德方各占5 0 的股份。s a b s 公司从t e v e s 公司引进生产的m k 2 0 i 系列a b s 系统是目前世界上比较 先进的a b s 产品，适用于自重3 5 吨以下、采用液压制动的各种汽车。 目前，该公司已为一汽“小红旗”、上海大众“时代超人”、天津 夏利、长安之星等车型匹配了a b 繇统。s a b s 公司是我国目前唯一生 产电子式汽车防抱死制动系统( a b s 的企业，a b s 系统的生产已达到 500 000 件年的规模。其产品已被列入“十五”期间国家重点 项目。 此外，随着中国加入w t o ，汽车市场的竞争将更为激烈。而竞争 必将体现于技术配置上，作为能够显著提高汽车主动安全性的有效 部件，a b s 系统不但可以改善汽车制动性能，而且可以大大提高汽车的 s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应用研究 整车技术水平和附加价值，从而为汽车和零部件工业带来巨大的经济 效益。因此，今后几年也正是我国汽车a b s 系统的大发展的时期。 目前，我国也制定了强制安装a b s 系统的标准。g b l 2 6 7 6 1 9 9 9 “汽 车制动系统结构、性能和试验方法”的前言中，明确规定了自标准实 施三年后，m 3 类旅游客车和最大总质量超过1 6 0 0 0 k g 允许挂接0 4 类挂车 的n 3 类车辆必须安装符合g b l 3 5 9 4 中规定的一类防抱制动装置 近年来，a b s 的技术发展趋势主要表现为： ( 1 ) 减少体积和重量，提高集成度以降低成本和销售价格，并简化安装： ( 2 ) 改进电磁阀的磁路设计和结构设计，提高电磁阀的响应速度； ( 3 ) 消除a b s i 作过程中的“踏板反冲”现象，提高制动舒适性； ( 4 ) a b s 的e c u 普遍采用16 位c p u 芯片，12 m h z 以上的主频，软件则重 视改进算法，提高计算速度，提高路面识别功能： ( 5 ) 在a b s 的基础上，附加电子制动力分配e b d ( e l e c t f o r t i cb r a k e d is t r i b u t i o n ) 功能； ( 6 ) 实现a b s 系统与整车其它电控系统的综合控制。集防抱死制动 系统a b s 、驱动防滑控制系统a s r 、车辆横摆运动控制及四轮驱动控 制等功能为一体的车辆稳定性控制系统v s c ( v e h i c l es t a b i l i t y c o n t r 0 1 ) 将是在基于a b s 上的新的发展方向。 1 3 本课题的研究目的和内容 1 3 1 研究目的 本课题主要通过对a b s 系统的基本理论和试验技术的研究，解决 s c 6 3 5 0t t 长安之星”a b s 系统在整车生产、售后服务等方面出现的问题， 进而实现这一产品的国产化。同时，为长安汽车今后其它车型匹配a b s 系 统提供理论依据和实践经验。 4 - s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应用研究 1 3 2 研究内容 在理论方面，本课题主要进行以下方面的研究： ( 1 ) 对与a b s 系统有关的制动原理进行研究： ( 2 ) a b s 系统的基本控制原理； ( 3 ) 对a b s 系统的结构以及a b s 系统的各种型式进行对比分析； ( 4 ) 掌握a b s 系统的检测与诊断技术； ( 5 ) 跟踪a b s 技术的发展，了解a b s 系统与其它电控系统之间的综合控 制技术。 在试验技术方面，本课题也将作以下方面的研究： ( 1 ) a b s 系统主要部件的台架试验； ( 2 ) 对a b s 系统实车道路试验标准的研究，如e c er 1 3a n n e x l3 和g b l 3 5 9 4 汽车防抱制动系统性能要求和试验方法，从而掌握x a b s 系统的 试验评价技术。 s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应用研究 2 a b s 的基本理论 2 1汽车制动的基本概念 2 1 1 制动时轮胎与地面之间主要的受力 ( 1 ) 地面制动力 对行驶着的汽车施加适当的制动时，汽车就会平稳地停住。这是因 为制动过程中在轮胎和地面之间产生了与行进方向相反的摩擦力。单独 把车轮拿出来分析，如图2 1 所示。图中车轮中心的箭头表示摩擦力， 我们把这个力叫做地面制动力。与地面制动力相关的摩擦系数叫做制动 力附着系数。制动力附着系数越大，地面制动力越大，就能在较短的制动 距离内使汽车停下。 。r 一7 戈j 】 0 。显然，滚动半径与地面制动力成正比增大，u 。一 曲线0 a 段近似直线。至a 点后，轮胎接地面积中出现局部的相对滑动，u 。值的增大速 度减慢。因为摩擦副间滑动摩擦系数小于静摩擦系数，故u 。值在c 点达最大值 后又逐渐降低。 2 2 制动时车轮纵向受力与车轮旋转运动的关系 汽车制动时，影响车轮旋转的主要因素是制动器制动力矩和地面制动 力矩。地面制动力矩就是作用于轮胎和地面之间的地面摩擦力使车轮向制 动器制动力矩相反方向旋转的力矩。地面制动力矩的大小取决于车轮载荷 w ，车轮半径r 和制动力附着系数u 。即，地面制动力矩= u 。$ w 十r 。 根据图2 6 所示车轮受力情况，可得到车轮旋转运动方程式 i * d w d t = uj $ w 十r t b 式中， d w d t 一车轮的旋转角加速度，r a d s 2 ： 1 一车轮的转动惯量； t h 一制动器摩擦力矩，nm ： 汽车的行驶方向 图2 6车轮在制动时的受力情况 从运动方程式可以看出： s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱e 制动系统的应j _ j 研究 ( 1 ) 当制动器制动力矩大于地面制动力矩时，车轮速度下降，其减速 度j 下比例于制动器制动力矩和地面制动力矩的差值： ( 2 ) 当地面制动力矩大于制动器制动力矩时，车轮速度上升，其加速 度正比例于地面制动力矩和制动器制动力矩的差值。 速度 地嘶$ 动力矩 叫动外始世北 图2 7乖轮抱死的过程 结合典型的u 一 特性曲线，来分析一下施加制动后车轮的减速过 程。如图2 7 所示，对汽车施加制动后，制动压力上升，制动力矩随之 增大，车轮速度开始降低，滑移率和地面制动力矩( 即ua ) 增大。可以认 为在滑移率达到 。之前，地面制动力矩和制动器制动力矩是同步增长 的。因此，般认为，该阶段车轮减速度和制动器制动力矩的增大速度 ( 增长曲线的斜率) 成正比。但是，继续增大制动力矩，滑动率超过 。，。 时，如前所述，u 。反而下降，地面制动力矩随之减小，与制动器制动力 矩之差急剧增大。最终使车轮速度大幅度减小直至车轮抱死。这期间的 车轮减速度非常大。根据这个过程可吼得到如下结论。 1 ， s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防挽死剁动系统躲藏羽矮究 ( 1 ) 谮移翠达戮x 。之前，能够通过截动器铡葫力矩郎通过制动压力 来稳定地控制车轮的旋转。超过 。以后，车轮转速对制动器制动力矩 缓教感，不麓逮过涮动聪力控割车轮貔旋转，车轮缀窖易抱援。 ( 2 ) 如果把制动过程的滑移率 控制在 。她，财ul ，可以保持最大 值，那么制动距离可以缩短。 3 ) 溪移攀始终保持程天。楚，德国瓣着系数# s 毪可 采籍较大懿蓬，裁 能够确保汽车方向的稳定性和操纵性。 如图2 7 所示，如累滑移率九超过 。则车轮就根容易撼死，所以 糖拜一 特往蓝线中0 天。的区域称为稳定送域，丽掇x 。 1 0 0 的区域称为非稳定区域。 应该掇出爨是，匿2 一s 辑示仅是一秘比较典型斡# 一 特性熬线。实际上 h 一天特性掏线刚是根据不同的道路状况( 结冰积警干湿路等) 、材料、车 速、轮胎结构及胎面花纹等有关。 艮二 弋 | 0 ， 髟。 “jl擀 1 f 1 ：于0 ：缱鞋廿l 燥晌水泥路j i | 2 ：每毒轻搿i 匕d ，柏油攘弧 3 ：手午线轮稚敷弋熬硅 4 ：f 个挂轮肝 琳咖 图2 8u 。一 特性i t l 线 翔爱2 8 襞示，予等线轮耱程手爨静承淀疆瑟、获譬疼瑟、 宅玎融冰面上，冬季轮腑在湿柏油路面上有辫不同的u x 特性曲 线。由图玉五可以看出，综合各种路面情况，制动力附赭系数达到 1 3 s c 9 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的庵埘研究 峰值附着系数u 。的滑移率大约在8 3 0 的范围内，如果汽车制 动时耱髓将滩移率控囊在这一范围内，便能使苇辅在绝大多数路 面条件下均能获得最佳制动效能。 图2 5 是在没有受到侧向力的条件下测得的，在实际制动工 况下，轮綮常掌受烈侧向力两产生侧绱；另癸，攀逮薄轮胎曲线戆 影响也是菲常显滔的。图2 9 给出了试验得到的、有侧囱力作用丽发 生侧偏时的制动力、侧向力与滑移率的关系曲线。幽式2 1 可知，在 垂壹载萤一定的馕嚣下，赡羲力与醛着系数存在羞一定鼓魄倒关系， 困而也表征了在不同侧编角、不同车速情况下制动力跗着系数、侧向 力附糟系数与滑移率的关系特性。曲线裘明滑移率越低，同一侧偏 角条髂下斡测自力辫羞系数越大，罄轮黪 罴薅转自、防壹测瀑鳃链力 越犬；在同样车速条件下，侧偏角越大，刚地面制动力越低，侧向力 越大；在同一侧侗角条件下，车速越高，则制动力与侧向力均越低。 o 一 - o 盖 鼍 型 2 。( ) 氯 小 轮精：1 6 5 s l 1 3捌骧霜2 裁茄：3 0 i ) k g l i r 一一 圈2 - - 9 滑穆率、速度及侧偏胄! i 对地面书恸力和侧向力的影响 毽是，由蚕也爵看密，裁动时羞藐镬渗移率臻籍杰8 3 0 蒸溺肉， s c 6 3 5 0 “长安之足”汽车防艳死制动系统的赢用研究 则在不同车速、不同侧偏角祭件下，便可获得较大的制动力与较高的侧 向力。这样，制动效能与车辆的制动稳定性、转向操纵性都能得到有效 弱绦证。 2 。3a b s 系统的控制原理 汽车的制动过程具有时变j | 啦强，受外界条件影响大及非线性明显等特点。 因此要求汽车防抱制动系统其有( 对各种路况) 适应性强，反映速度快的特性。除 了疆嚣因素努，控露l 赣臀是壤 霉a b s 满是汽车翻魂燕憝要交鹣关建。茬翱较俘主 要是指a b s 的控制逻辑和控制方法。 目前市场上已有的a b s 产品几乎毫无例外地采用逻辑门限值控制方法。这 秘方濠藏于半经验溅豹控镯方法，震要逶牙大爨豹实验寒嚣鬻参数，悉盈溪矮蝗 差，对于不同的车型即使采用同- - a b s 系统，控制参数也不相同。但是，该方法 具有控制简单，计算量小便于实现的优点。从目前的应用情况看，该方法能 较葑夔囊实瑗怒s 戆羧潮，蠢瑟褥到了藿赛范豳痣瓣广泛采鬻。下嚣裁爱逶袋f 1 袋 值控制方法为例，来讨论a b s 系缆的控制参数和控制过程。 2 。3 1a b s 系统的控刽嚣标 如前所述，在制动过程中将车轮的滑移率控制在8 3 0 范围内， 可以获褥较大的制劝力和较簿的侧强力，扶嚣提毫制渤牲链。但蹩；其 有般制动系的汽车是无法做到这点的，只有防拖死涮动系统a 8 s 才能 实现遮个要求，从而显著地改替汽车在制动似的制动澈熊与方向稳定性。 a b s 系统豹壹攘控制目标蹩车轮的港移率。8 3 0 瓣瀑移攀跫综 合番种工况豹一个控制范围，但是在开发瞩配a b s 系统时，通过大量的试 验，针对不同的路丽，设置不同的与路面相适应的最饿滑移率控制隧域， 以僳诞获褥最佳的方岛稳定憋、转囱操纵投秘较短的到秘距离。如图2 s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应i ；| 研究 1 0 所示。 i ：于7 r 线轮腑与f 墩的求d ：路i l l lu 一 舢线 i a ：干午线轮胎与干燥的水泥路f | iu 。一 曲线 ( 例坩舶】0 6 ) i b 于午线轮胎与干燥的水泥珊面iut 一 曲线 2 ： 冬季轮胎与湿柏油路面u 。一 曲线 ： 于t 线车宅i | f i 与捌盲路咖u 一 曲线 4 ：子午线轮胎与胡融诛两u 一x 曲线 圈2 1 0 各种工况下的滑移率控制范围 2 3 2 控制参数 2 3 2 1 仅以车轮减速度为控制参数的控制方式 ：f ，- 时问 蹦2 1 1车轮减速度信号一8 汽车制动时轮速降低，对车轮速度u 。微分，可求出车轮减速度，将 其和设定值一a 。作比较，可以获得车轮减速度信号一a ，如图2 1 1 所示。 s c 6 3 5 0 “睦安之星”汽车防抱死制动系统的应h j 研究 车轮减速度为控制参数的控制方式就是仅在发生a 信号的期间 内降低制动压力，其他时候则增加制动压力。从而，如果制动压力的降 压速度比较适当，就会得到如图2 12 所示的制动周期。 图2 1 2仅以车轮减速度为控制参数的控制周期 一a - - 制动停车后，筚身相对于然准线的偏穆量及偏转角( 汽车方向稳定 性) ； 偏转角速度( 汽车方囱稳定性) ； 方向盘转角( 操纵方向难易程度) ： 其中，路蘑黠嚣系数烈用搴诗算方法霹参照g b l 3 5 9 4 9 2 中6 5 + 。3 项。 ( 2 ) 在对开路面上的制动性能 程左右轮不同瓣簧系数的对_ 歼路瑟上，制动蜃产生的偏转力矩怒随 着汽车结构( 特别鼹车轮型式、懋挂系统、轴距等参数) 鞠左右制动力之 差而变化。制动过程中，a b s 系统按低选择方式控制后轮，滑移率较小。 羁用麓# 铡嚣轮以及狻立控制的离p 测蘸轮滟较大静铡肉力，操缴方藏 盘可修i 】三汽车方向的变化。 ( 3 ) 在对接路面上的制动性能 汽车行驶黠会邂裂歇裹拄黢嚣到低弘黪蘸，或歇谯譬路蘑到巍耻路 面的路段，把这种惫剧变纯的路面q 儆对接路面。若a b s 系统反应潞后， 当汽车从高u 路面突然进入低“路段时，会使车轮抱死：当汽车从低“ 路瑟突然送入高扛鼹嚣噻，又会镬是l 魂疆勰延长。 6 1 2 转向操纵性及方向稳定性评价试验 ( i )漳礴爨涵避试验 同本已将此项试验列为j a s o 标准，g v j a s oc4 6 4 9 4 使用a b s 系 统的汽车障碍物回避性能魄试验方法。此项试验主要是为了评价傻 瘸a b s 系统鹣汽牵，在躲避簿碍物两实辘割动过程中豹锺羲牲黥、转 6 5 - s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防拖死制动系统的应弼研究 向操纵性和方向稳定性。试验路面为简路面( “0 8 ) 和低j l 路 嚣 0 2 1 5 0 0 n )1 0 6 01 0 0 08 5 07 2 0 评车轮不得抱死 未抱毙未艳死束搬死 未抱弼 萤 满验车不得壤蠢斌验跑道来犏滋来信壅采镉丞 来靠出 基 准 表6 - 8 纛瓣蓍系数菠瑟蘧验瑷嚣毅续巢 载荷状态满载窀载满载空救满载 空载 制动初速度i 试验值 4 0 41 4 0 48 011 8 0 o9 1 2 1 9 1 4 k m h ) | 标准规定氆( 4 0 k m h j( 8 0 k m h )( v m a x 奉。8 1 2 0 k m h ) l l 9 2 k m h 动踏板力( ， 5 0 0 n )1 0 1 08 8 07 2 09 2 07 7 08 0 0 评车轮不得抱死来抱死来抱死米抱死 来抱死朱抱死球抱死 价 试虢率不得壤出试验采犏出来攘爨来攘出未偏擞东编出_ 糸绱出 基 跑道 准 ( 注：允许车轮的短暂抱死姒及车速低于1 5 k m h 情况下的车轮抱死) & 爨接路嚣燧应往 ( i )高附着系数路面一低附着系数潞而( k i - i 0 ，k 2 = o 1 7 5 k i k 2 。5 6 2 ) 表6 - 9高附潜系数路面一低附着系数路磷试验项目及继果 疆疆于涤潺蠢踞_ 蠡一嚣瓷砖路瓣 载荷状悫满载 窄载满载窄救 在路坷袋变时的制动初速艘 4 0 41 3 949 291 9 l ，7 ( k m h )( 4 0 k m h ) 2 ) 表6 - 1 0 低附着系数路面一高附着系数路面试验项目及结果 路面湿瓷砖路面一千燥沥青路面 载荷状态满载空载 在路面突变时的制动初速度 4 984 9 9 5 0 k m h 制动踏板力( 5 0 0 n ) 8 5 08 8 0 评车轮不得抱死未抱死未抱死 价试验车不得偏出试验跑道未偏出未偏出 基 制动减速度应明显增加明址增由明显增加 准 7 对开路面适应性及制动因数测定 ( 1 ) 对开路面适应性 表6 一1 1对开路面适应性试验项目及结果 路面( 左右)湿瓷砖路面，干燥沥青路面 ( k l = ink 2 = o1 7 5 ，k l t l ( 2 56 2 ) 载荷状态满载空载 制动初速度5 0k “h 5 495 5j 制动踏板力( 5 g o n ) 6 8 09 l o 评方向盘修正在晟初工作的2 秽钟内， 4 0 。4 3 。 价量1 2 0 基 整个试验过程中2 4 0 。 5 8 。4 6 。 准 车轮不得抱死朱抱死 未抱死 试验车不得偏出试验跑道 来偏术偏 ( 2 ) 制动因数测定 表6 一1 2 制动因数测定的原始试验数据 载倚状态满裁 4 5 一1 5 k m h 时间t ( 秒) t l2 4 7 9 ( 5 4 7 ) ( 制动制速艘k m h )t 222 7 6 ( 5 46 ) t 32 4 4 0 ( 5 4 9 ) ( 计算：) 由表中试验数据，得t m = ( t l + t 2 + t 3 ) 3 = 2 3 9 8 ( 秒) ，则 z m b = 0 8 4 9 t m = 0 3 5 4 。 根据e c er 1 3a n n e x l 3 附录3 ，0 7 5 * ( 4 k 2 + k 1 ) 5 = 0 2 5 5 7 3 s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制渤系统弁勺赢罔研究 o 3 5 4 0 2 5 5 0 1 7 5 ，制动凶数满足标准爱求。 6 2 。1 2 试验结果分析 ( 1 ) 从试验结果来褥，安装使用防抱死制动系统a b s 的s c 6 3 5 0 “长安之墨”完 全漾嚣e c er 1 3a n n e x l 3 对装套一粪a b s 系统汽奄豹要求。程a b s 系统失效，以誊 规制动系统进行制动时，仍然可以发出较高的制动减速度，从试验曲线可以看 出，所有车轮也未发生抱死现象。在各种路馘一b 进行防抱歹巨特征校核时，a b s 系绞王董筝良好，汽车来编凄试验魏遂，车轮也未发生拖死瓒蘩，这童哥激国试 验得出的各试验曲线看出。此外，从轮速的变化还可以看a b s 控制的特征形状。 ( 2 ) 均质路面 在商、 囊辫羞系数臻瑟上，分裂班空载、满载遂行各静裁葫季露速爱下麓镧 动时，均未发生车轮抱死现象。而且，从试验曲线上可以看出，制动时间都很 短，说明发出的制动减速度较大，缩短了制动距离。 ( 3 ) 对接路瑟 从低附着系数路面突变至高附着系数路面时，a b s 系统的路面识别能力较 好，反应灵敏，在筑时闻内能够遇速增加制动液压，制动减遴度明显增加，从 丽豫涎了较好静翻灞效能；鼠意附着系数路西突变至低辩饕系数路面对，瞧麓 够迅速降低制动液腱，使车轮的遮动控制在与低附着系数相适应的最佳滑移率 范围内，束发生车轮斑死，保证了方愈稳定性和转向操纵性。 ( 4 ) 对开路蟊， 由于a b s d 系统采用后轮低选则控制方式，两后轮上的制动压力以低附蓿系 数路蕊铡的车轮为鼷，是袁后辜 制动力相等，均未发生抱豫，嫖证了方向稳定 性；静轮采用独立控糊方式，充分利用路面辫麓系数，可玖保证翎动效能。对 于因左右前轮制动力不等造成横拱力矩，以驾驶员操纵方向斑来予以矫正。从 试验绩瀑来番，在熬个制动过程中，驾驶员对方向盘的修正不超过8 0 。，滋明 在对开路面上，由于a b s 系统的使用，掇大的提离了汽车制动过程中转向搽缴性。 7 4 s c 6 3 5 0 “长安之足”汽车防抱死制动系统的应川研究 6 2 2m k 2 0 i a b s 与a b s d 系统的道路对比试验 对安装使用m k 2 0 i 和a b s d 系统的s c 6 3 5 0 “长安之星”分别进行高附着系数、 低附着系数路面条件下的各项制动性能对比试验，两种车型的整车参数见表 6 1 3 ，试验车分别以空载、满载两种不同状态，在所要求试验路面上进行制动 效能测试。 表6 1 3 试验车整车参数 车型s c 6 3 5 0 “民安之星”s c 6 3 5 0 “氏安之星” ( 4 k 2 0 1 )( a b sd ) 轴距( m m )2 3 5 02 3 5 0 轮胎规格 1 5 5 r 1 36 p r l t1 5 5 r 1 36 p rl t 气压( k p a )前3 0 0 ，后3 5 0前3 0 0 后3 5 0 a b s 系统 【c u 、b c u i k 2 0 1a b s d 轮速传感器住友制电融感应式住友制电姓感成式 齿圈齿数前4 2 ，后4 2前4 2 ，后3 8 窀载载荷 前轴( k g ) 4 4 54 4 5 后轴( k g ) 4 5 04 5 0 满载载荷前轴( k g ) 6 2 06 1 0 后轴( k g ) 7 0 07 1 0 6 2 2 1 高附着系数路面试验 1 制动效能测试 ( 1 )空载 表6 1 4 空载制动效能对比试验结果 道路档位制动初速度m k 2 0 1a b s a b s d平均减速度 ( k m h )制动减速度制动减速度相对变化 a ( m s 2 )a ，( m s ) 1 二混甜十03 067 0 6 1 8，8 4 2 n d3 068 46 2 4 十9 6 9 6 05 07 0 86 8 2+ 3 8 3 r d5 07 4 5 7 2 2+ 3 2 o8 07 6 0 7 0 0十8 6 01 0 08 2 57 3 5+ 1 22 s c 6 3 5 0 “长安之最”汽车防抱死制动系统的应j = f ；| 研究 4 t h1 0 082 07 7 4+ 59 01 1 58 2 17 4 9十9 6 05 06 0 15 7 6+ 4 3 湿混凝土 08 06 3 05 9 6+ 5 7 石块路05 06 8 07 0 84o 3 r d5 06 6 17 0 96 8 08 07 1 87 3 2一1 9 十沥青07 562 36 i o+ 2 1 r 1 0 0 千混凝土05 06 9 86 7 6十3 3 r 3 5 湿沥青 06 54 5 64 5 50 r 1 0 0 十混凝十08 06 1 35 7 7十62 变道 ( 2 )满载 表6 一1 5 满载制动效能对比试验结果 道路档位制动初速度 帐2 0 ia b sa b s d、r 均减速度 ( k i n h )a ( m s2 )a ：( m s 。)相对变化 03 06 5 2 6 0 6+ 7 6 千混凝土05 06 8 36 6 2+ 3 2 08 07 2 26 7 4 + 7 1 01 0 057 2 1 2b 干混凝土o5 064 059 0 + 85 r 3 5 h 、批青路o5 0 5 4 85 4 90 08 05 5 05 2 4+ 5 0 f 混凝土07 56 8 95 8 2+ 1 8 4 变道 2 制动效能评价分析 从表6 1 4 、6 - 1 5 的试验结果来看，在高附着系数路面上，除石块路以外， s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应_ l = | 研究 不论空载、满载，s c 6 3 5 0 “长安之星”装备m k 2 0 i 系统试验车均获得了较高的制 动减速度，制动效能优于a b s d 系统试验车。 3 制动稳定性及转向操纵性主观性评价 在干或湿的沥青路面上进行中低速直道制动时，试验车与参照车的 制动稳定性相当。但在高速的直道制动( 制动初速lo o k m h ) 时，试验 车的制动稳定性和保持行驶方向能力均明显优于参照车。 在弯道制动中，车辆以极限车速在半径3 5 m 的环道上进行a b s 制动时，s c 6 3 5 0 “长安之星”装备m k 2 0 1 系统、a b s d 系统试验车无需进行方向修正，能够很好 地保持车辆的行驶方向；而在半径l o o m 的环道上制动时，试验车都有轻微的不 足转向特性，m k 2 0 1 系统试验车操纵性略优于a b s d 系统试验车。m k 2 0 1 系统试验 车的制动稳定性、制动可转向能力及制动可操纵性基本上优于a b s d 系统 试验车。 在变道试验中，车辆以试验车速在规定的试验通道内进行制动时，两车都 能保持在试验车道内，m k 2 0 1 系统试验车偏摆明显小于a b s d 系统试验车。 m k 2 0 i 系统试验车制动稳定性明显a b s d 系统试验车。 4 制动舒适性评价 在高附着路面上，试验车的a b s 5 作噪声均被轮胎噪声所掩盖，两车噪声水平 相当。在a b s i 作时，m k 2 0 1 系统试验车制动踏板抖动的幅度和频率都明显小于 a b s d 系统试验车。 一 两车的制动舒适性评价结果如下： 表6 1 6 制动舒适性主观评价结果 5 c 6 3 5 0 “i 丈安 s c 5 3 5 0 “k 安 之星”( a b sd ) 之星”( m k 2 0 1 ) 噪声6 5 6 5 踏板感觉 76 5 s c 6 3 5 0 “长安之蓬”汽车骑泡死割动系统舱疯瑗研究 6 2 2 2 低附着系数路面试验 1 镯动效憩测试 ( 1 ) 空载 袭6 - 1 7 低附潜系数路面空载制动效能对比试验结聚 道路档垃制幼韧速度m k 2 0 ia b sd e n s o b s平均1 减速度 ( k ，h ，a ，m f )越( # f )毒 l 霹嶷纯 雪莲03 03 0 52 8 0碍9 雪道05 0 32 53 1 53 2 雪道 07 034 73 + 3 6- 3 3 捧遘 3 0昏，7 毒0 。7 2吒，8 冰遂05 0 。l8 30 8 12 s 雪道r l o o04 53 3 03 1 74 ，1 雪道r 2 0 0 06 03 王92 9 5- 8 1 对开照掰 05 02 + 3 82 3 4一1 6 鲳 ( 2 ) 满载 表6 - 1 8 低附着系数路面满载制动效能对比试验结果 道路挡拉制动物速度 h k 2 0 8 蛆s隧鹋a 酷平均减速瘦 ( ，b )3 ；( 镕，s )函t ，f )辐对变纯 雪道o3 0 2 9 52 6 99 7 雪道o5 0 3 2 53 1 14 ，5 雪道 o7 03 4 03 。2 93 ，3 球遥03 0 0 。6 50 6 33 。2 诛道05 0 o 、7 20 7 1 雪道r 1 0 0 04 53 0 02 9 6 雪道r 2 0 0 o6 02 9 92 9 5 霹开燕蕊 05 0 2 + g l2 0 5 低附着系数道路试验结果表明，在匀质路面上，k 2 0 i 试验车 制动效能总体上优于a b s d 样车。在对开路面试验中，虽然m k 2 0 i 试验车制动散能在空载状态下低予a b s - d 榉车，但制动稳定性明 麓优予它。 2 制动稳定性评价 在雪面及冰面的直邋制动中，未啦现车轮抱死现象，m k 2 0 i 试验车 s c 5 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应用研究 与a b s 。d 样车均能保持车辆的行驶方向，两荦的制动稳定性相当。 在霹藤弯道( r t 0 0 及r 2 0 0 ) 制动中，m k 2 0 1 试骏车在大多数麓 兄下均能保持原 有行驶车道，仅在个涮情况下，有轻微豹不是转向现象。m k 2 0 i 试验车制动稳定 性、制动可转向能力及制动可操纵性均优于a b s d 样车。 在对开路西制凌中，尽管m k 2 0 i 试验擎的剑动效戆低予a b s - d 撵莩， 但利动稳定性明燕优于它。戳戴，总体上，m k 2 0 1 试验车的制动稳定性 优于参照车。 m k 2 0 i 试验车麟蝴髓庭性、制动可转向能力及拳恸可操缎隆尊钵侥于a b s 。驯洋 车。 3 制动舒适性评价 在茜零孛试验鼹嚣上，m k 2 0 i 试验事夔a b s 毒l 魂聚叛感觉弱鬟磐予a b s d 襻车， 其a b s 调节噪声也明鼹小于a b s d 样车。 两车的主观评价的结果如表6 1 9 ： 表6 - 1 9 羝辩羞系数爨嚣。剖动舒遥毪主我评侩绩采 试验车参照车 m k 2 0 11 1 水电装a b s d 操缎性 7 56 唆声 76 踏板感觉 6 s c 6 3 5 0 “长安之星”汽车防抱死制动系统的应用研究 7 结论 本文结合s c 6 3 5 0 “长安之星”日本原装a b s d 型、国产化m k 2 0 ia b $ 系统 对汽车液压防抱制动系统( a b s ) 的基本原理、系统类型、基本结构等进行了详 尽的分析，并对s c 6 3 5 0 “长安之星”a b s 系统的开发、整车匹配工作中的道路 试验进行了深入的研究，为s c 6 3 5 0 “长安之星”匹配a b s 系统提供了理论依据 和实践经验，现总结如下： 1 防抱死制动系统a b s 可以防止制动过程中车轮抱死，并将车轮的运动控制于 最佳滑移率附近的范围内( 约8 3 0 ) ，以获得较大的地面