专利名称：一种防抱死系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆制动控制技术领域，特别是涉及一种适用于汽车及 飞机的防抱死系统。
背景技术：
目前普通的汽车液压制动系统， 一般由制动力通过刹车总泵分别传递 到四个刹车分泵而起到车辆减速或停车。当车辆行驶中紧急刹车时，此时 制动力突然增加，导致汽车四个轮子前后不均等地抱死，使车辆产生侧滑， 不能控制方向，尤其在潮湿路面、泥疗和砂石路面上。汽车转动的车轮由 于突然刹车对其施加的制动压力而停转。当车轮处于这种封锁状态时，由 于汽车的惯性力其车轮沿行使方向滑行，致使车轮与道路表面的摩擦力减 弱，因此剎车距离加长，并使车辆转向几乎不可能，因而极易发生事故。
当车轮速度为车速的75%_90%时是理想的制动范围，车轮速度传感器为系 统电脑提供车轮速度信号，系统电脑根据不同时刻的车轮信号，求出制动 时的加速度数值，由此来判断制动是否处于理想状态。当超出标准范围时， 即启动防抱死系统，由电脑输出控制信号，控制调节装置自动调整汽车制 动液管路的压力来控制制动力。如此循环往复自动调整制动力，将滑移率 控制在10%-25%之间，从而达到防抱死的作用。
国内外已提出过多种制动防抱死装置，但较典型的有两种方案， 一种 是闭环控制方案，该方案釆用电磁阀等多个液压元件组成的液压、电子反 馈控制系统，虽然性能较好，但是其中液压元件多，系统复杂，价格昂贵, 在一般的车辆上难以推广应用。目前在进口高级轿车上已经釆用加装电子 防抱死装置来弥补。电子防抱死装置是通过电子装置感应施加到剎车分泵 过多的液压，会产生每秒8-15次的收缩脉冲，帮助车辆直线减速，减少打滑。但该电子防抱死装置由相当数量的机械和电子元件组成，安装电子 防抱死装置费用昂贵、技术复杂。另一种是开环方案，其结构简单许多， 但由橡皮囊，多个弹簧、结构复杂的壳体，高压空气腔等组成，其制造困 难，成本高，其致命的弱点是对路面的适应性能差，也无法加装电子反馈 系统，改善性能。
总之，现有的防抱死系统(ABS) —般由压力源控制的阀系统，例如 一个由电信号进行控制的一个液压泵，用以增加、保持和减少施加的制动
压力， 一个检测车辆RPM值的传感器， 一个根据预定算法操纵ABS的控制 系统。其一般釆样刹车时剎车油的压力作为控制参数，通过控制刹车油压 力达到防抱死的目的，即通过快速、重复地对车轮施加增加、稳定或减少 的制动压力，以防止车轮抱死。这种方法存在试验成本高，生产成本高。 尤其在沙地、水泥地、源青马路、积雪的路面等情况上，车轮的附着力都 不同，对刹车油压力的要求也不同，需要很麻烦和成本很高的探测手段， 才能达到控制的目的，这无形中增加了产品的成本。再加上车轮的新旧和 各种地面的摩擦系数对附着力都有影响，新车轮和用过几年的车轮对地面 的附着力是不同的，另外，不同材质的地面的摩擦系数是不同的。之外， 加工误差对刹车时需要的压力也有影响，同时，刹车片或刹车鼓使用一段 时间后，其摩擦系数会降低，导致对剎车是需用的剎车油压力要求改变， 所以，现有技术要通过大量的试验确定刹车油压力。即便是获得了实验数 据，但路面情况稍有变化系统将不能够很好地实现防抱死功能。同时现今 巿场上还存在一些电子式的防抱死系统，虽然也釆用脉冲控制剎车频率， 但是由于实践中的各种复杂因素尤其不同路面情况下所需要的刹车频率 是不同的，因此也不能非常准确地实现防抱死功能，也存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提 供一种防抱死系统，其结构简单、价格低廉且安装使用方便，通过对车轮进行连续点刹，能准确地实现汽车及飞机的防抱死功能，安全性高。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是 一种防抱死系统，
包括实时对车加速度、各个车轮轮速进行检测的检测单元、微分电路3、 根据检测单元所测得信号对电磁阀6进行控制的可编程控制单元5、电磁 阀6及其控制的制动力执行单元7，所述检测单元所测得的各个车轮轮速 的模拟信号或数字信号经D/A转换电路13转换为模拟信号后通过微分电 路3转换成各个车轮加速度信号并经电压翻转电路14后输出；检测单元 所测得的车加速度信号、电压翻转电路14输出的多个车轮加速度信号经 比较选择电路8后所输出的数值最大的车轮加速度信号分别经A/D转换电
路2转换为数字信号，上述两路加速度信号输入至对二者进行比较并选择 初始刹车频率P。且根据比较结果在P。基础上相应控制调整刹车频率增大 或减少的可编程控制单元5;三个或三个以上微分电路3的输出端与可编 程控制单元5之间通过或门15进行连接，其中包括对所有前轮进行检测 的微分电路3的输出端；可编程控制单元5与电磁阀6之间串接有放大电 路二 12,车加速度信号的输出端或数值最大的车轮加速度信号的输出端与 A/D转换电路2之间串接有将两路加速度信号转换为相同电压信号的放大 电路一 11。
作为本实用新型的一种优选方案，所述检测单元中采用加速度传感器9 对车的加速度进行检测，釆用速度传感器10对各个车轮轮速进行检测。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述速度传感器io为安装在与所测
车轮转动关系一致的转动部件上的直流电机。
作为本实用新型的又一种优选方案，所述车加速度信号与数值最大的车
轮加速度信号经A/D转换电路2转换为数字信号后先经比较电路4进行比较,
再将比较结果直接输入至可编程控制单元5。
作为本实用新型的再一种优选方案，所述比较电路4为减法器1。 综上，釆用本实用新型一种防抱死系统，具有以下优点1、结构简单、
价格低廉且安装使用方便；2、性能优越、安全性高，釆用脉冲方式对车轮进行连续点刹，能可靠地实现汽车及飞机的防抱死功能；3、直接面向对象 进行实时釆集信号，避免间接釆样参数及加工精度等误差的影响，直接提高 了对车轮打滑现象检测的准确性，同时通过不断控制改变电磁阀的开关频率 对制动力执行单元进行相应调控，可编程控制器能根据实际情况自适应调 整输出频率，准确防止车轮的打滑现象，更安全可靠。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型汽车防抱死系统第一优选实施方式的结构框图
图2为本实用新型第二优选实施方式的结构框图。 图3为本实用新型第三优选实施方式的结构框图。 图4为本实用新型第四优选实施方式的结构框图。 附图标记说明
l一减法器； 4一比较电路； 7—制动力执行单元; IO—速度传感器； 13—D/A转换电路；
2—A/D转换电路； 5 —可编程控制单元; 8—比较选择电路； ll一放大电路一； 14一电压翻转电路；
3—微分电路； 6—电磁阀； 9一加速度传感器; 12—放大电路二； 15—或门。
具体实施方式
第一优选实施方式，如图l所示，所述汽车防抱死系统，包括实时对 车加速度、四个车轮速度进行检测的检测单元、A/D转换电路2、 D/A转换 电路13、根据检测单元所测得信号对电磁阀6进行控制的可编程控制单元 5、电磁阀6及其控制的制动力执行单元7。其中所述检测单元中釆用加速 度传感器9对车速进行检测，釆用速度传感器10对四个车轮轮速进行检 测，并且速度传感器10的输出为模拟信号，其速度传感器io为安装在与各个车轮转动关系一致的转动部件上的直流电机。
检测单元将所测得的多个车轮的模拟轮速信号经微分电路3转换成加
速度信号并经电压翻转电路14后输出，同时微分电路3的三个输出端与 可编程控制单元5之间通过或门15进行连接，其中包括对两个前轮进行 检测的微分电路3的输出端与任意一个对后轮进行检测的微分电路3的输 出端，也就是说两个前轮都需要进行检测。当微分电路3的任意一个输出 端输出的加速度信号为正时，可编程控制单元5不输出刹车频率，即不控 制电磁阀6动作；而当微分电路3的四个输出端输出的加速度信号均为负 时，则经微分电路3的转换成的四个加速度信号输入电压翻转电路14。经 电压翻转电路14输出的多个车轮正加速度信号再经比较选择电路8取加
速度数值最大的轮速加速度信号，之后将检测单元所测得的车加速度信 号、经比较选择电路8所输出的数值最大的车轮加速度信号分别经A/D转 换电路2转换为数字信号并输入至可编程控制单元5。
可编程控制单元5对上述两路加速度信号进行比较并根据比较结果选 择初始剎车频率p。并在初始刹车频率P。的基础上相应控制调整刹车频率 增大或减少。可编程控制单元5根据其预先存入的被测类型车辆的有效防 抱死需设定的初始比较值M。，并结合上述两路加速度信号的比较结果即二 者间差值信号的数值大小以及差值增减幅度等相应控制调整刹车频率增 大或减少，可编程控制单元5的刹车频率即为电磁阀6的开关频率。另夕卜， 可编程控制单元5与电磁闽6之间串接有放大电路二 12，放大电路二 12 将可编程控制单元5所输出的控制信号进行放大处理，即而控制电磁阀6 动作；在车加速度信号的输出端与A/D转换电路2之间串接有放大电路一 11,在汽车不抱死的情况下，通过对放大电路一 11放大倍数的调节，将 输入至可编程控制单元5的车加速度信号调整为与数值最大的车轮加速度 信号相同的电压信号，消除二者之间的电压差异，使得测试比较结果更准 确。
需说明的是本实用新型所公开的一种防抱死系统同样适用于飞机。第二优选实施方式，如图2所示，所述汽车防抱死系统同样釆用加速度 传感器9对车速进行检测，釆用速度传感器10对四个车轮轮速进行检测，并 且速度传感器10的输出为模拟信号，只是将放大电路一 11串接在速度传感
器10的输出电路中，即将放大电路一ll串接在比较选择电路8与A/D转换 电路2之间。同样通过对放大电路一 ll放大倍数的调节，将输入至可编程控 制单元5的数值最大的车轮加速度信号调整为与车加速度信号相同的电压信 号，使得测试比较结果更准确。另外，微分电路3的四个输出端均与可编程 控制单元5之间通过或门15进行连接，同样其作用是当微分电路3的任意一 个输出端输出的加速度信号为正时，可编程控制单元5不输出剎车频率即不 控制电磁闽6动作，比第一实施方式更保险，其余部分的结构及功能与第一 优选实施方式相同。
第三优选实施方式，如图3所示，所述汽车防抱死系统同样采用加速 度传感器9对车速进行检测，釆用速度传感器10对四个车轮轮速进行检 测，并且速度传感器10的输出为模拟信号。同第二优选实施方式放大电 路一 11串接在速度传感器10的输出电路中，即将放大电路一 11串接在 比较选择电路8与A/D转换电路2之间。不同的是，所述车加速度信号与 数值最大的车轮加速度信号经A/D转换电路2转换为数字信号后先经比较 电路4进行比较，再将比较结果直接输入至可编程控制单元5，可编程控 制单元5根据输入的比较结果相应控制电磁闽6动作。其余部分的结构及 功能与第一优选实施方式相同。
第四优选实施方式，如图4所示，所述汽车防抱死系统同样釆用加速 度传感器9对车速进行检测，采用速度传感器10对四个车轮轮速进行检 测，只是所釆用的速度传感器10的输出信号为数字信号，因而各个速度 传感器10的输出端还串接有D/A转换电路13。同第三优选实施方式，所 述车加速度信号与数值最大的车轮加速度信号经A/D转换电路2转换为数 字信号后先经比较电路4进行比较，再将比较结果直接输入至可编程控制 单元5,可编程控制单元5根据输入的比较结果相应控制电磁阀6动作。同时，比较电路4为减法器1，通过减法器1对所测得数值最大的车轮加 速度信号与车加速度信号进行比较。其余部分的结构及功能与第一优选实 施方式相同。
本实用新型的工作原理是在踩下汽车剎车踏板进行紧急剎车时，车 体内部的供电部分开始给本防抱死系统供电，通过加速度传感器9对车加 速度进行实时检测，速度传感器10对各个车轮轮速进行实时检测并经微 分电路3转换成加速度信号并经电压翻转电路14后输出，之后再将速度 传感器9所测得的车加速度信号与加速度数值最大的车轮加速度信号通过 比较电路4进行比较。此时，可编程序控制器5根据其预先存入的被测类 型车辆的有效防抱死需设定的初始比较值M。，并通过内部运算对上述两路
加速度信号进行比较并根据比较结果选择初始刹车频率P。，经过固定时间 间隔后，根据此时比较电路4输出的差值信号数值并与初始差值M 。进行比
较。同时结合实时检测的上述两路加速度信号的比较结果即二者间差值信 号的数值大小以及差值增减幅度等，在初始刹车频率P。的基础上相应控制 调整刹车频率增大或减少。可编程控制单元5输出不同的脉冲频率来控制 电磁阀6的开关频率，这样就实现有选择地输出不同的频率信号来控制执 行机构即电磁阀6的动作频率，使剎车机构脉冲剎车。刹车过程中，当车 加速度信号数值小于加速度数值最大的车轮加速度信号数值时，即差值为 负时，说明车轮处于抱死状态。此时汽车进入自适应剎车阶段，可编程序 控制器5将自动调整刹车频率即电磁阀6的动作频率。由电磁阀6控制制 动力执行单元7对车轮进行点刹。刹车过程中，不断重复上述对刹车频率 的控制调整过程，相应控制电磁闽6动作直至车辆停止运动为止。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非 限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技 术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种防抱死系统，包括实时对车加速度、各个车轮轮速进行检测的检测单元、微分电路(3)、根据检测单元所测得信号对电磁阀(6)进行控制的可编程控制单元(5)、电磁阀(6)及其控制的制动力执行单元(7)，其特征在于所述检测单元所测得的各个车轮轮速的模拟信号或数字信号经D/A转换电路(13)转换为模拟信号后通过微分电路(3)转换成各个车轮加速度信号并经电压翻转电路(14)后输出；检测单元所测得的车加速度信号、电压翻转电路(14)输出的多个车轮加速度信号经比较选择电路(8)后所输出的数值最大的车轮加速度信号分别经A/D转换电路(2)转换为数字信号，上述两路加速度信号输入至对二者进行比较并选择初始刹车频率P0且根据比较结果在P0基础上相应控制调整刹车频率增大或减少的可编程控制单元(5)；三个或三个以上微分电路(3)的输出端与可编程控制单元(5)之间通过或门(15)进行连接，其中包括对所有前轮进行检测的微分电路(3)的输出端；可编程控制单元(5)与电磁阀(6)之间串接有放大电路二(12)，车加速度信号的输出端或数值最大的车轮加速度信号的输出端与A/D转换电路(2)之间串接有将两路加速度信号转换为相同电压信号的放大电路一(11)。
2. 按照权利要求l所述的一种防抱死系统，其特征在于所述检测单 元中釆用加速度传感器(9 )对车的加速度进行检测，釆用速度传感器(10 ) 对各个车轮轮速进行检测。
3. 按照权利要求2所述的一种防抱死系统，其特征在于所述速度传感器(10)为安装在与所测车轮转动关系一致的转动部件上的直流电机。
4. 按照权利要求l或2所述的一种防抱死系统，其特征在于所述车 加速度信号与数值最大的车轮加速度信号经A/D转换电路(2)转换为数 字信号后先经比较电路(4)进行比较，再将比较结果直接输入至可编程 控制单元(5)。
5. 按照权利要求4所述的一种防抱死系统，其特征在于所述比较电路(4)为减法器(1)
专利摘要本实用新型公开了一种防抱死系统，包括实时检测车加速度、各个车轮轮速的检测单元、微分电路、可编程控制单元、电磁阀及制动力执行单元。测得的各个车轮轮速模拟信号经微分电路转换成加速度信号并经电压翻转电路后输出；车加速度信号、所取数值最大的车轮加速度信号分别经A/D转换电路后输入至可编程控制单元；三个或三个以上微分电路的输出端与可编程控制单元间通过或门连接，可编程控制单元与电磁阀间串接有放大电路二，车加速度信号的输出端或数值最大的车轮加速度信号的输出端与A/D转换电路间串接有放大电路一。本实用新型结构简单、价格低廉且安装使用方便，通过对车轮进行连续点刹，准确地实现汽车及飞机的防抱死功能，安全性高。
文档编号B60T8/17GK201161583SQ20082002825
公开日2008年12月10日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者赵西安 申请人:赵西安