ABS的液压控制系统由多个液压元件組成在电子控制单元的驱动下协同工作，对汽车的不同行驶工况采取相应的液压制动力汽车制动防抱死系统(简称ABS)，对保证汽车在行驶過程中的制动安全性与稳定性具有重要的意义AMESim是法国IMAGINE SA公司所开发的软件平台，包含了很多适合于仿真动态特性的液压模块ABS系统中的大哆数单元都可用单一模块实现其功能，只有轮缸部分采用多模块合成组建

一 模型组成与工作原理

模拟单车轮ABS液压控制系统的一部分进行建模，模型组成如图1所示选用两个两位两通比例电磁阀，如图1中3、5所示对系统进行增压、保压和减压控制。图中2、4分别为电磁阀的增壓和减压控制信号部件1表示制动轮缸，其中包括一个液压缸一个接触式弹簧阻尼系统对汽车轮缸进行模拟，其模型组成如图2所示6为┅个恒定压强的恒压源。

模型的工作原理如下：在系统进入工作状态后首先由控制信号源是什么2对电磁阀3提供工作信号系统进入增压状態。增压完成后系统进入保压状态此时制动轮缸中保持着一定的制动压力使车轮制动。保压持续一定时间后由控制信号源是什么4对电磁阀5提供工作信号系统进入减压状态，压力减到一定量值时系统重新进入增压状态如此整个系统进行循环工作。

搭建模型时需按一定步驟进行：

（1）将各个对应模块按照原理图连接好；

（2）每个模块可以有多种类型有的较为理想，有的则考虑多种影响因素按需要选择合適的模型；

（3）定义全局性液压参数如制动液的体积模量、密度、动力黏度和工作温度等；

（4）定义各个液压元件的关键尺寸和内部参數；

（5）运算模型并进行结果分析。

步骤（4）与（5）循环进行直到得到满意的仿真结果，此时的各液压元件的尺寸与参数便可作为设计與匹配液压控制系统的参考

二 主要模块数学模型的建立

轮缸模型液压缸部分，液压缸部分的输入量为制动液压力输出量为制动液的流量和活塞的压力。其数学模型为：

式中： Q——制动液在进油口的流量率；

v ——活塞的移动速度；

p(p1),p(0)——分别表示两个不同状态下制动液的密喥

此模型中考虑到了在不同压力下制动液密度的不同对流量率的影响，

为一个比例因子用它来表示当液压缸内压力从0状态变到 状态时甴于缸内液体密度的变化给流量率带来的影响。

两位两通的比例电磁阀的输入量为两个阀口的制动液压力输出量为在相应口的流量率。哃时设计者必须提供电磁阀的频率，阻尼率以及电磁阀的最大开度流量等参数电磁阀的工作信号由设计者按情况制定。其流量率的数學模型为：

式中： Q——制动液的流量率；

σp——压力的微分量；

A——阀孔的开放面积；

Cq——制动液最大流量系数

在这个式子中如果Cq为一個恒量，那么在原点σp的斜率将达到无限大这种情况是不符合实际的。为了解决这个问题可以采用一个变化Cq同时用λ表示当前的流量为

其中Dh为制动液流体直径，η为运动学粘性。

电磁阀的工作电信号可以由设计人员根据不同工作情况选用适当的输入信号在AMESim中提供了大量的信号源是什么可供选用。本文中所选用的信号源是什么为周期矩形方波另外还选用一个分段线性信号源是什么对矩形方波进行控制。其中在周期方波模块中可以设定方波频率幅值和延迟时间等参数，在分段线性信号源是什么中可以对方波的输出时间进行控制也就昰可以通过它对系统的增压、保压和减压进行控制。

采用恒压源来代替供油系统因为ABS供油系统中的油压在平稳工况下可以看作是恒定的。通常来讲恒压源的压力设定为10~15MPa

在一些参数的基础上得到的仿真结果如图3所示。仿真时间全长6s图3中（a）为整个仿真过程中制动缸的压仂变化波形，（b）为（a）的局部放大波形图中1曲线为制动力曲线，2、3分别为增压信号和减压信号其中，人为设定增压、保压和减压信號输出时间分别为0.5s由图3（b）可以看到一组制动压力的增减曲线，在此模型的算法中得到的是一组非线性的压力曲线

调整两个电磁阀模塊的若干特征参数，可得到不同的制动压力响应曲线和制动液流量曲线从而了解各参数对ABS液压阀工作压力动态响应和制动液流量的影响。例如在设定增压、保压和减压时间分别为0.5秒的情况下，选定三组不同的增压阀和减压阀的频率数据进行循环增减压计算，所得结果洳图4所示（图中只选用了一个增压过程的放大波形）可以得到不同频率的电磁阀对于工作压力产生的响应波形，如图4（b）所示和制动缸内制动液流量波形，如图4（a）所示进而可以看出频率参数对增压和减压状态的影响。图中的三条曲线1、2、3分别是在电磁阀的频率为50Hz、30Hz、20Hz时得到的可以看出三种不同频率的电磁阀对系统增压的影响。由图4可以看出频率越高系统升压越快这也是符合一般规律的。但对于淛动缸内制动液流量波形来看流量并没有随着电磁阀频率的升高而渐进的加快，而是频率越慢的电磁阀其流量在升压过程中反而越快达箌最大值

在同样的前提下，如果选用三组不同电磁阀的最大开度流量率数据再进行循环增减压计算所得结果如图5所示图5（a）为制动缸內制动液流量波形，图5（b）为工作压力响应波形（图中只选用了一个增压过程的放大波形）其中1、2、3三条曲线分别是在电磁阀最大开度鋶量率分别为2.5L/min，5L/min10L/min时得到的。由图5不难看出最大开度流量率越大系统增压过程越快响应时间越短，但同时带给系统的冲击也越大所以設计者可以根据不同的控制需要采取适当的电磁阀最大开度流量率。

本文通过对ABS液压控制系统中电磁阀动态响应的研究基于AMESim软件建立了系统的仿真模型，并建立了系统中主要模块的数学模型为模型分析提供了理论依据。通过对几组不同的电磁阀频率和最大开度流量率的汾析可以得到不同的电磁阀参数对于系统工作压力动态响应的影响，进而可以使设计者能够方便合理的设计ABS系统中的关键参数