【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(chē)縱向速度； Vy－汽車(chē)橫向速度； 第一個(gè)下標(biāo) f－汽車(chē)前輪； 第一個(gè)下標(biāo) r－汽車(chē)后輪； 第二個(gè)下標(biāo) f－汽車(chē)左輪； 第二個(gè)下標(biāo) r－汽車(chē)右輪； rdF－汽車(chē)前輪滾動(dòng)半徑； rdR－汽車(chē)后輪滾動(dòng)半徑； Tbxx－車(chē)輪上的制動(dòng)力； M－整車(chē)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(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； Ixx－車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 作為 整車(chē)模型，還應(yīng)考慮汽車(chē)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(gè)車(chē)輪上的垂直載荷 如公式（ ）。 為簡(jiǎn)化研究問(wèn)題，選用的車(chē)輪動(dòng)力學(xué)模型為單輪車(chē)輛模型，因?yàn)榇四Ｐ椭灰枋龅氖街苿?dòng)性能，適合于汽車(chē) 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)性能分析，同時(shí)也可簡(jiǎn)化問(wèn)題。 從 AMESIM 模型庫(kù)中選取液壓元件模型，按照工作原理 連接各個(gè)元件 ，對(duì) ABS 液壓 系統(tǒng) 進(jìn)行 增壓、減壓 ，保壓 種狀態(tài) 下的仿真。 AMESIM 在汽車(chē)防抱死技術(shù)方面應(yīng)用 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) 涉及到自動(dòng)化、機(jī)械、 液壓、氣動(dòng)、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(lèi)系統(tǒng)，就需要適合系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的仿真平臺(tái)。在傳統(tǒng)制動(dòng)的情況下，汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)極易發(fā)生車(chē)輪抱死，即滑移率 S＝ 100％，這樣不但沒(méi)有充分利用路面提供的縱向附著力，導(dǎo)致制動(dòng)距離加長(zhǎng)，而且更 為嚴(yán)重的是，此時(shí)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(duì)輪胎與路面間的互相作用機(jī)理和輪胎動(dòng)力學(xué)認(rèn)識(shí)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(chē)輪滑移率 S 的關(guān)系。經(jīng)過(guò)這樣幾個(gè)控制循環(huán)，汽車(chē)就完成制動(dòng)過(guò)程，達(dá)到減速停車(chē)的目的。在防抱死制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò) HCU 電磁閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)。 HCU 中共有 4 對(duì)用于防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的高速開(kāi)關(guān)電磁閥。制動(dòng)壓力波動(dòng)不宜太大，否則制動(dòng)摩擦力矩波動(dòng)范圍大，路面制動(dòng) 力波動(dòng)范圍也增大，會(huì)使車(chē)輛傳動(dòng)系的沖擊損傷也大。壓力調(diào)節(jié)速率決定了制動(dòng)器摩擦力矩的調(diào)節(jié)速率和控制過(guò)程中加、減速度的大小。 ABS 的促動(dòng)時(shí)間應(yīng)小于上述時(shí)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(jiǎn)稱 HCU，是 ABS 中的主要執(zhí)行機(jī)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(jiǎn)稱 ECU。由于有著這樣的限制 ，輪速算法不可能設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)性 ABS 的防抱 死 控制 大約在 57ms 就完成一個(gè)循環(huán)，因而對(duì)輪速處理過(guò)程的實(shí)時(shí)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(jìn)， ABS 的功能在不斷加強(qiáng)。 隨著車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與控制理論研究的不斷深入，以及計(jì)算機(jī)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(cè) ABS 技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。 1984 年興平 814 廠研制的第一代防抱制動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是不能自動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)，增設(shè)了路面識(shí)別功能的電路，但對(duì)于長(zhǎng)軸距的大客車(chē)則不是很理想。還有德國(guó)戴維斯公司 (TEVES)德國(guó)瓦布科 (WABCO)、美國(guó)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(jìn)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(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜使ABS 裝置的可靠性差、控制精度低、價(jià)格偏高，使 ABS 技術(shù)在汽車(chē)上的推廣應(yīng)用舉步維艱。 ABS 防抱死系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 防抱死制動(dòng)理論最早是 1928 年由英國(guó)人提出來(lái)的，基于防抱死制動(dòng)理論的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 2 制動(dòng)系統(tǒng)首先是應(yīng)用在火車(chē)和飛機(jī)上。因此，要求 ABS 保證汽車(chē)在短時(shí)間內(nèi)在各種路面上，各種情況下都能安全制動(dòng)的難度是相當(dāng)大的。因此，探討各種高性能的制動(dòng)系統(tǒng)和完善制動(dòng)系統(tǒng)的性能是減少交通事故和促進(jìn)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的重要舉措 [1]。汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) (ABS)，關(guān)系著汽車(chē)制動(dòng)的安全性。汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中的安全性也已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。汽車(chē)動(dòng)力性能的提高和高速公路的延伸對(duì)汽車(chē)安全提出了越來(lái)越高的要求，許多國(guó)家都為此頒布了嚴(yán)厲的汽車(chē)安全法規(guī)，汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)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(diǎn)。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(chē)輛本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)、車(chē)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(chē)制動(dòng)過(guò)程的物理實(shí)質(zhì)及動(dòng)力學(xué)分析，對(duì) ABS 控制器的結(jié)構(gòu)原理、控制方法等方面進(jìn)行分析和研究，利用 AMESim 軟件 建立車(chē)輛防抱死制動(dòng)系統(tǒng)模型， 可以很容易分析液壓系統(tǒng)元件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響 。汽車(chē)上開(kāi)始使用 ABS 始于 20 世紀(jì) 50 年代中期福特汽車(chē)公司， 1954 年福特汽車(chē)公司在林肯車(chē)上裝配法國(guó)航空公司的 ABS 裝置，這種 ABS 裝置控制部分采用機(jī)械式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能相對(duì)單一，只有在特定車(chē)輛和工況下 ， 防抱死控制才有效，因此制動(dòng)效果并不理想。這段時(shí)期許多家公司都相繼研制了形式多樣的 ABS 裝置。美國(guó)德科公司 (DELCO)，由美國(guó)通用及韓國(guó)大宇汽車(chē)采用；美國(guó)本 迪克斯公司 (BENDIX)，由美國(guó)克萊斯勒汽車(chē)采用 。交通部重慶公路所研制的 ABS 適用于中型汽車(chē)，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(jī)，控制軟件、傳感器和執(zhí)行器都由自己研制，裝車(chē)試驗(yàn)的主要問(wèn)題是系統(tǒng)對(duì)于路況的識(shí)別不夠理想。重型汽車(chē)研究中心 1995 年 6 月對(duì)自制的 ABS 系統(tǒng)進(jìn)行了道路試驗(yàn)，但存在一些問(wèn)題，隨后，課題組重新設(shè)計(jì)了軟件及硬件，所生產(chǎn)的 ABS 基本上己達(dá)到國(guó)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(guò)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(lái)控制汽車(chē)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)，電子控制和保護(hù)裝置都被裝在同一個(gè)殼體內(nèi)。 只有取得準(zhǔn)確的車(chē)輪速度或加速度