【正文】 ( ) ( )x y r x f y f y r l y r ry x r y fl y fr y r l y r rz r x f x r l x f x r r y f y f y r l y r rM v v F l F r F FM v v F F F FI F l F F r F c F l F r a F F b???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? () 11122122fl bfl dF x f lfr bf r dF x f rr l br l dR x r lr r br r dR x r rI T r FI T r FI T r FI T r F????? ? ?? ? ?? ? ??? 式 中 ,Vx－汽車縱向速度； Vy－汽車橫向速度； 第一個下標(biāo) f－汽車前輪； 第一個下標(biāo) r－汽車后輪； 第二個下標(biāo) f－汽車左輪； 第二個下標(biāo) r－汽車右輪； rdF－汽車前輪滾動半徑； rdR－汽車后輪滾動半徑； Tbxx－車輪上的制動力； M－整車質(zhì)量； a－質(zhì)心到前軸的距離； b－質(zhì)心到后軸的距離； Iz－整車轉(zhuǎn)動慣量； Ixx－車輪轉(zhuǎn)動慣量； 作為 整車模型，還應(yīng)考慮汽車在縱向加速度和橫向加速度下引起的載荷轉(zhuǎn)移考慮到這些因素，作用在各個車輪上的垂直載荷 如公式（ ）。 為簡化研究問題，選用的車輪動力學(xué)模型為單輪車輛模型，因為此模型只要描述的式制動性能，適合于汽車 防抱死制動系統(tǒng)進行制動性能分析，同時也可簡化問題。 從 AMESIM 模型庫中選取液壓元件模型，按照工作原理 連接各個元件 ，對 ABS 液壓 系統(tǒng) 進行 增壓、減壓 ，保壓 種狀態(tài) 下的仿真。 AMESIM 在汽車防抱死技術(shù)方面應(yīng)用 汽車防抱死制動系統(tǒng) 涉及到自動化、機械、 液壓、氣動、電、磁以及熱等多學(xué)科領(lǐng)域的集成和相互作用，為了準(zhǔn)確地仿真此類系統(tǒng)，就需要適合系統(tǒng)工程設(shè)計的仿真平臺。在傳統(tǒng)制動的情況下，汽車緊急制動時極易發(fā)生車輪抱死，即滑移率 S＝ 100％，這樣不但沒有充分利用路面提供的縱向附著力，導(dǎo)致制動距離加長，而且更 為嚴重的是，此時側(cè)向附著系數(shù)非常小，抗側(cè)滑能力非常低，也幾乎喪失了轉(zhuǎn)向能力 [5]。決定側(cè)向附著力大小的摩擦系數(shù)稱為側(cè)向附著系數(shù)，側(cè)向附著系數(shù)隨滑移率的增大而減小。隨著人們對輪胎與路面間的互相作用機理和輪胎動力學(xué)認識的不斷加深，在研究中得到了如 圖 所示的路面附著系數(shù) μ 與車輪滑移率 S 的關(guān)系。經(jīng)過這樣幾個控制循環(huán)，汽車就完成制動過程，達到減速停車的目的。在防抱死制動過程中，通過 HCU 電磁閥的開關(guān)動作來實現(xiàn)制動壓力的調(diào)節(jié)。 HCU 中共有 4 對用于防抱死制動壓力調(diào)節(jié)的高速開關(guān)電磁閥。制動壓力波動不宜太大，否則制動摩擦力矩波動范圍大，路面制動 力波動范圍也增大，會使車輛傳動系的沖擊損傷也大。壓力調(diào)節(jié)速率決定了制動器摩擦力矩的調(diào)節(jié)速率和控制過程中加、減速度的大小。 ABS 的促動時間應(yīng)小于上述時間。 圖 ABS 電子控制單元 壓力調(diào)節(jié)單元 壓力調(diào)節(jié)單元 (Hydraulic Control Unit)，簡稱 HCU，是 ABS 中的主要執(zhí)行機構(gòu)，也是 ABS 液壓系統(tǒng)的核 心部件，如圖 所示。 電子控制單元 ABS 的電子控制單元 (Electronic Control Unit)，簡稱 ECU。由于有著這樣的限制 ，輪速算法不可能設(shè)計得很復(fù)雜。 圖 ABS 輪速傳感器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 4 實時性 ABS 的防抱 死 控制 大約在 57ms 就完成一個循環(huán)，因而對輪速處理過程的實時性要求就更高了。 Bosch 公司早在 1987 年就推出了ABS/ASR 防滑控制系統(tǒng)。 由于技術(shù)的不斷改進， ABS 的功能在不斷加強。 隨著車輛動力學(xué)與控制理論研究的不斷深入，以及計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、液壓技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，可以預(yù)測 ABS 技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展。 1984 年興平 814 廠研制的第一代防抱制動系統(tǒng)的主要缺點是不能自動適應(yīng)不同路況，以后該廠與西安公路交通大學(xué)合作研制了第二代防抱制動系統(tǒng)，增設(shè)了路面識別功能的電路，但對于長軸距的大客車則不是很理想。還有德國戴維斯公司 (TEVES)德國瓦布科 (WABCO)、美國凱爾西海斯公司 (KELSEY HAYES)等，這些公司的 ABS產(chǎn)品都在廣泛地應(yīng)用，而且還在不斷發(fā)展、更新和換代。進入 90 年代后， ABS 技術(shù)不斷發(fā)展成熟，控制精度、控制功能不斷完善。機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜使ABS 裝置的可靠性差、控制精度低、價格偏高，使 ABS 技術(shù)在汽車上的推廣應(yīng)用舉步維艱。 ABS 防抱死系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 防抱死制動理論最早是 1928 年由英國人提出來的，基于防抱死制動理論的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 2 制動系統(tǒng)首先是應(yīng)用在火車和飛機上。因此，要求 ABS 保證汽車在短時間內(nèi)在各種路面上，各種情況下都能安全制動的難度是相當(dāng)大的。因此，探討各種高性能的制動系統(tǒng)和完善制動系統(tǒng)的性能是減少交通事故和促進汽車工業(yè)發(fā)展的重要舉措 [1]。汽車防抱死制動系統(tǒng) (ABS)，關(guān)系著汽車制動的安全性。汽車制動過程中的安全性也已成為人們關(guān)注的焦點。汽車動力性能的提高和高速公路的延伸對汽車安全提出了越來越高的要求，許多國家都為此頒布了嚴厲的汽車安全法規(guī)，汽車在制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，已成為人們關(guān)注的焦點。然而，滑移率和路面附著系數(shù)的關(guān)系又受到很多因素的影響，如車輛本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)、車速、輪胎充氣壓力、輪胎垂直載荷、路面狀況等等 [2]。根據(jù)汽車制動過程的物理實質(zhì)及動力學(xué)分析，對 ABS 控制器的結(jié)構(gòu)原理、控制方法等方面進行分析和研究，利用 AMESim 軟件 建立車輛防抱死制動系統(tǒng)模型， 可以很容易分析液壓系統(tǒng)元件對整個系統(tǒng)的影響 。汽車上開始使用 ABS 始于 20 世紀 50 年代中期福特汽車公司， 1954 年福特汽車公司在林肯車上裝配法國航空公司的 ABS 裝置，這種 ABS 裝置控制部分采用機械式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能相對單一，只有在特定車輛和工況下 ， 防抱死控制才有效，因此制動效果并不理想。這段時期許多家公司都相繼研制了形式多樣的 ABS 裝置。美國德科公司 (DELCO)，由美國通用及韓國大宇汽車采用；美國本 迪克斯公司 (BENDIX)，由美國克萊斯勒汽車采用 。交通部重慶公路所研制的 ABS 適用于中型汽車，其第一代 ABS 電子控制單元 (ECU) 采用了 Z80 芯片，第二代 ABS 產(chǎn)品采用了 MCS96系列 8098 單片機，控制軟件、傳感器和執(zhí)行器都由自己研制，裝車試驗的主要問題是系統(tǒng)對于路況的識別不夠理想。重型汽車研究中心 1995 年 6 月對自制的 ABS 系統(tǒng)進行了道路試驗，但存在一些問題，隨后，課題組重新設(shè)計了軟件及硬件，所生產(chǎn)的 ABS 基本上己達到國外產(chǎn)品的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 3 性能。目前，經(jīng)過優(yōu)化的 ABS 己可將主缸、壓力調(diào)節(jié)器和電控單元集成為一體，從而大大減小了體積和成本。這樣，它們可共用許多電子元件和系統(tǒng)部件來控制汽車車輪的運動，電子控制和保護裝置都被裝在同一個殼體內(nèi)。 只有取得準(zhǔn)確的車輪速度或加速度