基于ABS系统优化汽车制动防滑装置可行性研究摘 要：ABS (Anti-Lock Brake System,简称 ABS)系统 在汽车上的应用也越来越广泛，但研究发现安装ABS的汽车 在冰雪路面上制动时距离反而加长因此，本文通过分析优 化后ABS系统制动距离的可行性，提出了 ABS系统的优化模 型，并对机械模型进行设计及仿真研究，同时对电路控制部 分进行改进，达到优化制动系统、提高汽车制动性能的目的关键词：ABS；优化；仿真；电路1 ABS系统简介(1) ABS系统的基本组成汽车防抱死系统一般由车轮速度传感器、制动压力调节 装置、电子控制装置和ABS警示灯组成2) ABS系统的局限性ABS系统在两种情况下存在制动距离过长的问题第一种是在平滑的干路上，另一种是在湿滑路面或是冰雪路面o而且在后一种路面上在存在汽车不能猛烈转弯的情况 原因是，尽管装有ABS系统的汽车能提供附加的控制和转向控制，但是在较滑的路面上也不能解决其可用的牵引力很小的问题2基于Pro/E的ABS仿真及优化分析该辅助装置只要由一个液压缸和一块由较强摩擦系数 的平板组成1） 性能比较装有ABS辅助装置的汽车与只装有ABS的汽车制动性能 相比较具有较大的牵引力，因而制动力更好。
当汽车在冰雪路面等摩擦系数较低的路面上行驶时，尽 管汽车装有ABS系统，但其制动性不能充分发挥，因此在冰 雪路面上制动时，其制动距离反而比没有装ABS系统的汽车 更长装有ABS辅助装置的汽车在光滑路面制动时，虽然整个 车身对路面的压力不会有太大的改变，但根据摩擦力公式：此时只要车辆与路面相接触的摩擦系数增大就可以显 著提高汽车的制动力由于汽车轮胎与地面接触面的摩擦系 数是一个定值，因此可以通过增大汽车辅助装置底部与路面 接触间的摩擦系数来提升汽车在光滑路面上的制动力2） 工作原理当汽车在路况较好的路面行驶时，由于路面与轮胎的摩 擦系数足以提供所需的制动力，车身上的减速度传感器检 测并输送信号至电路控制单元，控制单元将控制ABS辅助装 置不参与工作，从而保证汽车的正常行驶当汽车驶入摩擦系数很小的光滑路面时，减速度传感器 将减速度传送至控制单元并与预设的最小减速度比较，若减 速度低于理论最小减速度，辅助装置电路控制单元分析处理 该信号后输入电磁阀，从而控制推动油缸使辅助装置进入工 作状态，并立即启用“点刹”模式，达到在短时间内大幅度 提升制动力的目的当制动力达到要求时，辅助装置升起， 不再影响汽车正常的行驶及制动性能。
3）理论分析启用辅助装置时，平板与地面间的压力最大和四个车轮与地面间的压力相等，均为为1/5车重在冰雪路面上行驶 时，车轮与路面间的摩擦系数为0.28,辅助平板与地面接触 的那部分通过铺设特殊材料可达到0. 5o当ABS系统单独作用时，摩擦力为；当辅助装置参与作用时，摩擦力为o由上述分析，摩擦力可以提高到原来的1・16倍左右，可以显著改善制动效果3 ABS系统模拟电路控制的改进及优化分析引进辅助装置后，经过分析系统的工作过程，对已有控制电路进行改进，设计出电路控制单元的流程图，并在电路 板上进行试验测试1）电路基本组成及元件选择电路部分主要由模拟信号产生电路、AD转换电路、复位电路、晶振电路、电源供电电路、单片机及外围电路以及手 动控制电路组成模拟信号产生电路:10K电位器，电源线，地线AD转换电路：ADC0804芯片，电容，电阻复位电路：按钮、电阻、电容晶振电路：30pF电容（2个）,12MHz晶振电源供电电路：5V电压稳压芯片L7805CV,电源，电容, 排针单片机、外围电：STC89C52,限流电阻，发光二极管手动控制电路：按钮开关，地线2）测试过程试验过程中，采用电位器产生的电压模拟速度传感器产 生电压，将其导入至输入A/D转换器的芯片，经A/D转换 芯片分析处理后，输出数字信号，单片机接收到信号后根据 内设程序对系统进行控制。
单片机的程序代码设定了三个阈 值，依次代表ABS装置一级启动、ABS装置二级启动、启动 辅助装置随着输入电压的增大，单片机控制三个二极管的 亮灭，进而达到模拟辅助装置和ABS装置不同等级的启动和 关闭的效果此外，手动控制电路的3个按钮能单独控制ABS 装置的启动和关闭以及复位不正常的工作状态4结论通过以上分析，加入辅助装置后，在不影响汽车的通过 性能，美观性等情况下，可以弥补装有ABS汽车在冰雪路面 上路面制动力不足的问题，改善车辆的制动性能，降低交通 事故发生的几率但该设想未考虑冰雪路面上参杂有其他复 杂路况的因素，存在一定的不足此外，辅助装置要求平板 有较大的摩擦系数，较高的材料强度和硬度，因此该方案还 需进一步完善和改进参考文献：[1] 鲍远通.浅析汽车制动防抱死系统(ABS) [J].承 德石油髙等专科学校学报，2001, 4 (12)： 00170020.[2] 林志伟，严世榕.汽车ABS控制技术与发展[J].福 建工程学院学报,2008 (12)： 01280133.[3] 高玉民.ABS防抱制动系统[M].福州：福建科学技 术出版社，2001： 6[4] 王玉华，武万龙.装有ABS汽车在冰雪路面上制动 效能分析.设计研究[5] 丁淑辉.Pro/ENGINER Wildfire 5.0 高级设计与实 践[M].北京：清华大学出版社.[6] 纪宗南.集成A/D转换器应用技术和实用线路[M]. 北京：中国电力出版社[7] 刘国福，张圮王跃科，等.防抱制动系统基于模型的最佳滑移率计算方法[J].汽车工程学报，2004, 26(3) : 302 -305.。