【正文】 兩個各自獨立處理來自兩輪的信號并執(zhí)行邏輯加過程的電路平行。其中，4 個進液電磁閥處于流通狀態(tài)，4 個出液電磁閥處于斷流狀態(tài)，同時，電動液壓泵也不通電運轉(zhuǎn)。 在一般情況下，即無激勵、不供能的情況下，在制動器總泵接口和車輪分泵接口之間有一個無障礙通道。此信號還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓。下圖所示為轉(zhuǎn)速傳感器在車輪上的安裝位置。對于采用此控制方式的后輪驅(qū)動汽車，如果將比例閥調(diào)整到正常制動情況下前輪趨于抱死時，后輪的制動力接近其附著力，則緊急制動時由于離合器往往難以及時分離，導(dǎo)致后輪抱死，使汽車喪失方向穩(wěn)定性。三通道 ABS 其次，邏輯控制算法僅需要測定車輪的角速度，便于實現(xiàn)， 裝車成本低。在隨后的升壓過程中， 一般采用比初始升壓慢的多的上升梯度，開關(guān)閥以增壓州深壓方式不斷切換相當(dāng)于調(diào)制脈寬控制，直至車輪負加速度再次低于a 門限此后以周期重復(fù)。確定滑移率要用到車體速度。 但是每種方法將以不同的規(guī)律逼近期望的點?；坡屎涂v向附著系數(shù)之間的關(guān)系曲線隨路面類型的不同，出現(xiàn)峰值的滑移率的取值也會不一樣，并且對應(yīng)不同路面類型的滑移率 縱向附著系數(shù)曲線在峰值附著系數(shù)后曲線下降的速度也不相同，在干燥的路面上下降的快些，在濕滑的路面上略微有些下降。圖 34 汽車轉(zhuǎn)彎制動車輪抱死時的運動情況 滑移率定義　 汽車在制動過程中，車輪可能相對于路面發(fā)生滑移，滑移成分在車輪縱向運動中所占的比例可由滑移率來表征。圖 32 制動過程車輪受力簡圖制動車輪軸荷與支撐力 N 平衡，該輪轉(zhuǎn)動慣量 J，半徑 r:，軸心平移速度 V，轉(zhuǎn)動角速度 ，制動器制動力矩 M。汽車在直線行駛并受橫向外界干擾力作用和汽車轉(zhuǎn)彎時所受到地面給汽車的力如圖 31 所示。 其作用是接受 ABS 電子控制單元的指令，驅(qū)動調(diào)節(jié)器中的電磁閥動作(或電機轉(zhuǎn)動等)，調(diào)節(jié)制動系的壓力，使之增大、保持或減小，實現(xiàn)制動系壓力的控制功能。在工作電壓為12V時，輸出幅值保持11．512V不變，車速再慢甚至到零，幅值都不變。它由控制器、電磁閥、輪速傳感器三部分組成。為了有效減少交通事故，必須在車輛上加裝ABS系統(tǒng)。此外新增加的裝置必然增加整車質(zhì)量，對整車經(jīng)濟性、動力性不利，要求 ABS 質(zhì)量輕。ABS 系統(tǒng)的使用與普通制動系統(tǒng)的使用幾乎沒有區(qū)別。人們所希望的既有高速鋼、硬質(zhì)合金的強度和韌性,又有超硬材料的硬度和耐磨性的新刀具材料也完全有可能出現(xiàn)。 ABS 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國 ABS 的研究開始于 80 年代初。博世公司在 1978 年首先推出了采用數(shù)字式電子控制裝置的制動防抱系統(tǒng)博世 ABS2，并且裝置在奔馳轎車上，由此揭開了現(xiàn)代 ABS 系統(tǒng)發(fā)展的序幕。 ABS 系統(tǒng)的發(fā)展歷史進入 50 年代，汽車制動防抱系統(tǒng)開始受到較為廣泛的關(guān)注。 logic threshold。作者簽名： 2022 年 6 月 1 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對整個 ABS 的控制過程和邏輯進行了分析，設(shè)計了 ABS 中央控制器。抗熱衰退性能是指汽車在繁重工作條件下制動時（如下長坡時長時間連續(xù)制動），制動器溫度升高后，其制動效能的保持程度。 克萊斯勒公司與本迪克斯(BENDIX)公司合作研制的稱為“SURETRACK” 的能防止 4 個車輪被制動抱死的系統(tǒng)，在 1971 年開始裝備帝國(IMPERIAL)轎車，其結(jié)構(gòu)原理與凱爾塞近年來，隨著世界汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，道路交通條件的不斷改善，車輛行駛車速的提高，汽車制動時車輪抱死滑移的危害性也愈來愈嚴(yán)重。 另外,他們在基于 MATLAB 仿真環(huán)境實現(xiàn)防抱死控制邏輯、基于 VB 開發(fā)環(huán)境進行車輛操縱仿真和車輛動力學(xué)控制的模擬研究等方面也頗有研究。ABS 系統(tǒng)可以防止四個輪子制動時被完全抱死，提高了汽車行駛的穩(wěn)定性。研究適應(yīng) ABS 這種變工況、非線性系統(tǒng)的控制方法，完善 ABS 技術(shù)性能將是今后 ABS 研究的熱點。汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成主要依靠總線傳輸技術(shù)，汽車總線傳輸是通過某種通訊協(xié)議將汽車中各種電控單元（發(fā)動機、ABS、自動變速器等） 、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來，從而構(gòu)成的汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。如此反復(fù)循環(huán)，直到輪速降至一個較低的數(shù)值，退出ABS控制。磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將物體轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢來測量車輪速度的。電子控制單元一般有以下幾個基本構(gòu)成電路：(1)輪速傳感器的輸入放大電路安裝在各車輪上的輪速傳感器根據(jù)輪速的變化輸出交流信號，并輸入放大電路中，將交流信號放大成矩形波，整形后送往運算電路。全電制動 BBW 是未來制動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，全電制動不同于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)，因為其傳遞的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，制動反應(yīng)時間縮短。側(cè)向力和汽車的方向穩(wěn)定性有關(guān)，它保證了汽車的行進方向。圖 33 (b)為只有后輪抱死時，后輪的側(cè)向力接近于零，汽車仍具有方向操縱性，但會因后輪抱死而失去方向穩(wěn)定性使汽車側(cè)滑。橫向附著系數(shù)幾乎為零。 它是一種加裝于汽車原有制動系統(tǒng)中的主動安全裝置, 能夠自動防止由于制動壓力過大而導(dǎo)致的車輪抱死，從而保證了車輛在制動過程中的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向的可操作性。 可見，只要車輪的加速度大于零即路面所能提供制動力對車輪中心之矩大于所施加的制動力矩就可避免抱死的傾向。若在規(guī)定的保壓時間內(nèi)，車輪的加速度不能超過+a 門限，則屬于低附著系數(shù)路面的情況。綜上所述, 邏輯控制是把車輪的加速度分為（a,+a,+A)，幾個門限值， 再輔之以車輪的滑移率門限值入 1，入 2。 雙通道 ABS 在按前后布置的雙管路制動系統(tǒng)的前后制動管路中各設(shè)置一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，分別對兩前輪和兩后輪進行一同控制。轉(zhuǎn)向操作能力差5．2 ABS 控制器主要硬件部分ABS 系統(tǒng)主要由車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)裝置，電子控制器 (ECU 三部分組成。 ；其二是頻率響應(yīng)高。它裝在制動總泵與車輪分泵之間，使分泵能實現(xiàn)壓力增高、壓力保持和壓力降低的功能。當(dāng)然這要根據(jù)電子控制裝置的指令而定。此過程結(jié)束液壓泵隨之掉電停止運行。警示燈便提示駕駛員整個 ABS 系。此時 ECU 發(fā)出控制指令使該制動輪缸相應(yīng)的進液電磁閥和出液電磁閥都通電換位 (進液電磁閥處于斷流，出液電磁閥處于導(dǎo)通)，該制動輪缸中的部分制動液就會通過出液電磁閥流入低壓儲能室，使制動輪缸的制動壓力隨之減小。 為了使分泵中的壓力降低，就需接通車輪制動分泵和回油路、卸荷閥被打開，以使分泵壓力降低。功用是根據(jù)電子控制裝置傳送的命令信號控制制動總泵向車輪制動分泵提供的液壓或氣壓，從而控制車輪速度。傳感頭由永磁體，霍爾元件和電子電路等組成，永磁體的磁力線穿過霍爾元件通向齒輪輕貨車廣泛應(yīng)用對前輪制動壓力進行獨立控制，可充分利用兩前輪的附著力對汽車進行制動，有利于縮短制動距離，并且汽車的方向穩(wěn)定性卻得到很大改善。 四通道 ABS 然后自第二周期采用和路面附著系數(shù)相對應(yīng)的控制算法，當(dāng)路面附著系數(shù)向大值突變，其識別方法是采用第二加速度門限值+A。圖 45 大附著系數(shù)路面制動調(diào)節(jié)過程在保壓階段，輪速繼續(xù)下降，當(dāng)輪速降至低于入 1 的門限值時，電磁閥由保壓切換到減壓狀態(tài)。分析上面從減壓到增壓轉(zhuǎn)變的過程可以得出，車輪的減速度由門限值a 之外進人到門限值之內(nèi)，并逐漸由減速變?yōu)榧铀?。制動時汽車通過制動系統(tǒng)改變車輪的運動狀態(tài)，從而改變車輪的滑移率，形成整個非線性的制動過程。 當(dāng)滑移率繼續(xù)增大，縱向附著系數(shù)持續(xù)下降，直到車輪抱死( S = 100 %)，縱向附著系數(shù)降到一個較低值。圖 33 (a)為只有前輪抱死時，由于前輪的轉(zhuǎn)彎力基本為零，無法進行正常的轉(zhuǎn)向操作。這里將作用在前輪上的側(cè)滑摩擦力稱為轉(zhuǎn)彎力，將作用在后輪上的側(cè)滑摩擦力稱為側(cè)向力。若只是 ABS 發(fā)生故障、常規(guī)制動系統(tǒng)正常時，汽車制動過程仍像常規(guī)制動過程一樣照常進行，只是失去防抱死控制作用。另外，ABS電腦還有監(jiān)測等功能，如有故障時會使 ABS 停止工作并將 ABS 警示燈點亮。防抱死制動原理框圖如圖 所示：圖2．2防抱死制動原理框圖2．2 ABS 裝置的基本組成 車輪轉(zhuǎn)速傳感器車輪轉(zhuǎn)速傳感器(簡稱為輪速傳感器)是ABS中最主要的一個傳感器，其作用是對車輪的運動狀態(tài)進行檢測，獲得車輪轉(zhuǎn)速(速度)信號?！? 本文采用ABS控制算法采用邏輯門限值控制。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及廉價性是對汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求?！? 1. 采用現(xiàn)代控制理論和方法　　完善 ABS 技術(shù)性能。 (2)ABS 系統(tǒng)的第二個優(yōu)點是增加了汽車制動時的穩(wěn)定性。另外,在滑移率和附著系數(shù)之間的關(guān)系、汽車整車技術(shù)條件和試驗方法方面也有獨到見解。1981 年德國的 WABCO 公司與奔馳公司在載重車上裝用了數(shù)字式的 ABS。海伊斯公司在 1968 年研制生產(chǎn)了稱為“SURE TRACK”兩輪制動防抱系統(tǒng),該系統(tǒng)由電子控制裝置根據(jù)電磁式轉(zhuǎn)速傳感器輸入的后輪轉(zhuǎn)速信號，對制動過程中后輪的運動狀態(tài)進行判定，通過控制由真空驅(qū)動的制動壓力調(diào)節(jié)裝置對后制動輪缸的制動壓力進行調(diào)節(jié)，并在 1969 年被福特公司裝備在雷鳥(THUNDERBIRD)和大陸制動距離越短，越有利于避免交通事故的發(fā)生，它是制動性能最基本的評價指標(biāo)。本文首先對 ABS 的發(fā)展?fàn)顩r進行了概述，解釋了 ABS 系統(tǒng)的控制原理，在此基礎(chǔ)上詳細介紹了 ABS 的結(jié)構(gòu)以及各部分的作用。本學(xué)位論文屬于保密 □，在_________年解密后適用本授權(quán)書。它是汽車上的一種主動安全裝置，其作用是在汽車制動時，防止車輪抱死在路面上滑拖，以提高汽車制動過程中的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和縮短制動距離，使汽車制動更為安全有效。海伊斯(KELSEHAYES)公司在 1957 年對稱為“AUTOMATIC”的制動防抱系統(tǒng)進行了試驗研究，研究結(jié)果表明制動防抱系統(tǒng)確實可以在制動過程中防止汽車失去方向控制，并且能夠縮短制動距離；克萊斯勒(CHRYSLER)公司在這一時期也對稱為“SKID CONTROL”的制動防抱系統(tǒng)進行了試驗研究。從此之后，歐、美、日的許多制動器專業(yè)公司和汽車公司相繼研制了形式多詳?shù)?ABS 系統(tǒng)。具有代表性的有以下幾個。西安正昌電子主要生產(chǎn)牽引車半掛車的氣壓式產(chǎn)品，已開發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品有單通道、三通道、四通道、六通道的氣壓和液壓式的，適用于摩托車、轎車、大中型客車一、重型載貨汽車、掛車的 ABS 及相關(guān)零部件。ABS 系統(tǒng)從目前看可以分為以下幾種：博世(Bosch)ABS 系統(tǒng)、坦孚(Teves)ABS 系統(tǒng)、達科(Delco)ABS 系統(tǒng)和本迪克斯(Bendix)ABS 系統(tǒng)?！? 4. 增強 ABS 控制器的功能，擴大使用范圍。 本課題研究的內(nèi)容本文以汽車ABS為研究對象，對傳感器選用、控制算法、單片機應(yīng)用等作了一定的研究，從而為ABS的設(shè)計改進和升級換代開辟了有利的途徑，本文主要研究內(nèi)容如下： (1)ABS傳感器和控制通道研究 車輪輪速傳感器的作用是測定車輪的速度，并把脈沖頻率信號送入計算機，它可以安裝在各個車輪的輪轂上，也可以安裝在主減速器輸入軸上。當(dāng)車輪輪速恢復(fù)并且地面摩擦力有減小趨勢時，控制器又控制制動系統(tǒng)增加動壓力。(3)抗電磁干擾能力強。在制動過程中，車輪還沒有趨于抱死時，其制動過程與常規(guī)制動過程完全相同。所有車輪上所受地面制動力的總和作為地面給汽車的總的地面制動力，他是使汽車在制動時減速并停止的主要作用力。則有制動時制動力遠大于空氣阻力和滾動阻力， ， ，分別為右側(cè)前后輪制動力，汽車初速為 ，質(zhì)量為 m(重力 G)，質(zhì)心 c 到前后軸距離 , ，軸距 L,輪距 B,質(zhì)心高 hg,汽車制動減速為 前軸載荷 后軸載荷 制動時附加轉(zhuǎn)向力矩從式(24)可知，調(diào)節(jié)制動壓力可以使車輪角減速度產(chǎn)生變化: 從式(210)計算制動時的瞬時車速 V，可計算各車輪滑移率，從式 (27) (28)及各軸載荷可以判斷道路附著系數(shù)，并進行調(diào)節(jié)，故知 ABS 可以用 dW/dt(角加速度 )或滑移率 S，或滑移率與角加速度聯(lián)合作為控制參數(shù)。在不同的滑移率時，附著力系數(shù)也不同。如果這種差別隨路面類型的不同變化比較明顯，則在設(shè)計 ABS 系統(tǒng)控制方法時，就必須考慮到隨路面類型的不同而采取不同的控制目標(biāo)和策略。圖 41 車輪制動滑移曲線 簡單邏輯控制算法設(shè)路面條件是一定的，則無論車輪的滑移率在任何范圍內(nèi)變化，其路面附著系數(shù)都不會超過某一給定的值，也就是作用在四個車輪上的總的制動力必滿足不等式 Fb≤μ maxmg； (1)汽車制動時的最大減速度也必然滿足條件 a≤μ maxg；(a0) (2)當(dāng)車輪的角速度超過極限條件ωrda (3)此時，表明制動力已經(jīng)超出路面所提供的最大附著力，車輪可能出現(xiàn)抱死傾向。 在初始制動過程中， 當(dāng)車輪的負加速度小于a 時，把此時對應(yīng)的車輪速度作為初始參考速度Vreo， 以后以減加速度 are(通常取汽車在一般路面制動時能達到的減速度 )計算參考速度，如下圖公式 ：圖 44 參考速度的構(gòu)造由于車輪的角速度是已知的，當(dāng)參考速度估算出來以后，則車輪的參考滑移率為在減壓階段，車輪在路面制動