【正文】 正是有了你們的教導(dǎo)，我 學(xué)到了豐富的專業(yè)知識，使自己的知識儲備得到了升華，自己的心靈得到了洗禮。三年時光，如梭如夢，夢醒時分，我們又要各自奔天涯。 33 致 謝 談笑間，兩個多月的畢業(yè)設(shè)計快要結(jié)束了。目前制動防抱死技術(shù)的發(fā)展趨勢如下 . ① 減小體積和質(zhì)量，提高集成度以降低成本和銷售價格，并簡化安裝。為了克服以上矛盾，需要另外增加 A4WS系統(tǒng)來保證方向穩(wěn)定性，而 ABS 系統(tǒng)只解決制動距離的問題。 4．安全保護電路 安全保護電路的功用： 1）將汽車電源（蓄電池、發(fā)電機）提供的 12V 或 14V 的電壓變?yōu)?ECU 內(nèi)部所需的 5V 標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定電壓，同時對電源電路的電壓是否穩(wěn)定在規(guī)定的范圍進行監(jiān)控； 2）對車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入放大電路、運算電路和輸出級電路的故障信號進行監(jiān)視。就像人一樣，傳感器就像人的五官，檢測車輪的轉(zhuǎn)速信號。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) 。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，如圖 37 所示。電子控制單元原理圖如圖 33 所示。 對于采用此控制方式的前輪驅(qū)動汽車，如果在緊急制動時離合器沒有及時分離，前輪在制動壓力較小時就趨于抱死，而此時后輪的制動力還遠未達到其附著力的水平，汽車的制動力會顯著減小。 圖 31(a,b) 為了對四個車輪的制動壓力進行獨立控制，在每個車輪上各安裝一個轉(zhuǎn)速傳感器，并在通往各制動輪缸的制動管路中各設(shè)置一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置 (通道 )。這種控制方法的關(guān)鍵在于對車輪加、減速度門限值 16 的設(shè)定，合適的門限值可以使車輪的運動狀態(tài)控制在比較理想的范圍內(nèi)?？墒且坏┯錾暇o急狀態(tài)，大多數(shù)人都是一腳踏死制動踏板，使輪胎抱死為此。由于車輪抱死，汽車的側(cè)向附著力變成了零，汽車輪胎出現(xiàn)側(cè)向滑動，汽車喪夫了控制方向的能力，這是十分危險的。此時，制動器的制動力可全部轉(zhuǎn)化為地面制動力。 但在同一路面上以不同制動初速度制動時車輪的附著系數(shù) 滑移率關(guān)系曲線不會有太大變化。當(dāng) 0 S 100 %時 ,車輪既滾動又滑動。所有這些運動情況若在制動時出現(xiàn)，都是極其危險的。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。 重慶公路研究所研制的適用于中型汽車的氣制動 FKX ACI 型 ABS 裝置已通過國家級技術(shù)鑒定 ,但各種制動情況的適應(yīng)性還有待提高。目前 多使用 CAN 控制器局域網(wǎng)絡(luò) (Controller Area Network)用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。 （ 2）防滑控制系統(tǒng)防滑控制系統(tǒng) ASR (Acceleration Slip Regulation)或稱為牽引力控制系統(tǒng) TCS(Traction Control System)是驅(qū)動時防止車輪打滑，使車輪獲得最大限度的驅(qū)動力，并具有行駛 穩(wěn)定性，減少輪胎磨損和發(fā)動機的功耗，增加有效的驅(qū)動牽引力。 1973 年 Bosch 公司購得 50％的 Teldix GmbH 公司股權(quán)及 ABS 領(lǐng)域的研發(fā)成果， 1975 年 AEG、 Teldix 與 Bosch 達成協(xié)議，將 ABS 系統(tǒng)的開發(fā)計劃完全委托Bosch 公司整合執(zhí)行。因此，裝有 ABS 具有一定的經(jīng)濟效益和安全保障。 1 第一章：防抱死制動系統(tǒng)概述 ABS 的功能 汽車 ABS 在高速制動時用來防止車輪抱死， ABS 是英文 Antilock Brake Syetem 的縮寫，全文的意思是防抱死制動系統(tǒng)，簡稱 ABS。 另外， ABS 使用方便，工作可靠。 “ABS 2” 在 3 年的努力后誕生！有別于 ABS 1 采用模擬式電子組件， ABS 2 系統(tǒng)完全以數(shù)字式組件進行設(shè)計，不但控制單元內(nèi)組件數(shù)目從 1000 個銳減到 140 個，而且有造價降低、可靠性大幅提升與運算速度明顯加快的三大優(yōu)勢。防滑控制系統(tǒng)包括兩部分 :制動防滑與發(fā)動機牽引力控制。 國內(nèi) ABS 系統(tǒng)研究的理論狀態(tài)和具有代表的 ABS 產(chǎn)品公司 我國 ABS 的研究開始于 80 年代初。 清華大學(xué)研制的適用于中型客車的氣制動 ABS 由于資源價格和性能上的優(yōu)勢 ,陶瓷材料的應(yīng)用將迅速擴展 。轉(zhuǎn)彎力越大，汽車的方向操縱性越好 。 從上面對出現(xiàn)這些危險運動情況的簡單分析可以看出，制動時車輪抱死導(dǎo)致汽車出現(xiàn)各種危險運動情況，實質(zhì)上是汽車因失去相應(yīng)的維持本身方向穩(wěn)定性方向操縱性的側(cè)滑摩擦力而使汽車出現(xiàn)這些運動情況，即車輪抱死導(dǎo)致汽車的側(cè)滑摩擦力為零。 滑移 率與附著系數(shù)的關(guān)系 圖 24 給出車輪與路面縱向附著系數(shù)和橫向附著系數(shù)隨滑移率變化的典型曲線。 總之，對于在一種路面上制動的汽車，車輪附著系數(shù)和滑移率之間的非線性特性是決定汽車制動性能的主要因素。但地面制動力不可能超過輪胎與道路的附著力。汽車的側(cè)向附著力和制動力之間的關(guān)系十分緊密。 上述司機做不到的許多事，利用傳感器就能辦到。但顯然門限值的確定需要大量的試驗來確定。 由于四通道 ABS 可以最大程度地利用每個車輪的附著力進行制動，因此汽車的制動效能最好。而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。 電磁閥是防抱死制動系統(tǒng)的執(zhí)行部件，在沒有控制信號的情況下，該制動系統(tǒng)相當(dāng)于常規(guī)制動系統(tǒng)，直接輸出最大制動壓力 。 圖 37 霍爾輪速傳感器示意圖 當(dāng)齒輪位于圖中 (a)所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱；而當(dāng)齒輪位于圖中 (b)所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場相對較強。此時，自制動主缸輸出的制動液可以通過各進液電磁閥直接進入各制動輪缸，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的制動壓力而變化，即平時汽車進行的常規(guī)制動。而電子控制單元就像人的大腦，接收傳感器信息并將其處理后，將執(zhí)行命令傳給肌體（制動壓力調(diào)節(jié)器）以指揮 ABS 系統(tǒng)工作。當(dāng)出現(xiàn)故障信號時，關(guān)閉繼動閥門，停止 ABS系統(tǒng)的工作，轉(zhuǎn)入常規(guī)制動狀態(tài)。 A4WS 出現(xiàn)時的車輛橫擺角速度，并與控制器內(nèi)算出的理想車輛橫擺角速度相比較，然后令后車輪產(chǎn)生一轉(zhuǎn)向角，以消除實際與理想橫擺角速度之間的偏差。 ② 開發(fā)一種可以使兩種系統(tǒng)適應(yīng)多種車型的回流泵系統(tǒng)?？粗种泻裰氐漠厴I(yè)論文，回想三年來的學(xué)習(xí)生活，感慨頗深。留戀學(xué)校的一草一木，懷念那平凡的每一天。你們無私的奉獻促使我們盡早的成熟，我們堅實的翅膀源于你們不懈的滋養(yǎng)。 其次，我要感謝大學(xué)里所有給予我知識的老師。 最后，我要感謝我偉大的母校，感謝與我朝夕相伴三年的朋友?？梢灶A(yù)計 21 世紀(jì)汽車的發(fā)展將是電子控制的時代，汽車在電子系統(tǒng)控制下將變得更加清潔、安全與舒適。 隨著電子技術(shù)和高速數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展， ABS 己逐步由單一的系統(tǒng)向多種控制一體化方向發(fā)展。然而在有些情況下，方向穩(wěn)定性和短的制動距離之間存在矛盾，對于不同的摩擦系數(shù)路面，在 ABS 設(shè)計者中普遍存在一種觀點 :即認(rèn)為在這種情況下應(yīng)該優(yōu)先考慮方向穩(wěn)定性，而不是 最短距離，這樣就會導(dǎo)致制動距離的延長。 3．電磁閥控制電路 電磁閥控制電路的功用是接受運算電路輸入的電磁閥控制參數(shù)信 號，控制大功率三極管向電磁閥提供控制電流。 我們已經(jīng)知道了 ABS 系統(tǒng)是由傳感器、電子控制單元和制動壓力調(diào)節(jié)器組成的。 圖 310 液壓調(diào)節(jié)器工作原理圖 助力器 主缸 三位三通電磁閥 回液泵 限位閥 電動機 回液過濾器 油箱 制動器 （ 1）常規(guī)制動過程 制動系統(tǒng)在常規(guī)制動過程中 (未出現(xiàn)防抱死現(xiàn)象 )，調(diào)節(jié)器中的各個 2 位 2 26 通調(diào)壓電磁閥不通電。 （ 2）霍爾輪速傳感器 ` 霍爾輪速傳感器也是由傳感頭和齒圈組成。定性的來說，就是當(dāng)車輪的滑移率不在控制范圍之內(nèi)時， ECU就輸出一個 控制信號，命令電磁閥打開或閉合，從而調(diào)節(jié)制動輪缸壓力，使輪速上升或下降，將汽車車輪滑移率控制在一定范圍之內(nèi)，實現(xiàn)汽車的安全、可靠制動。 圖 31 （ f）（ g） 圖 31(g)所示的雙通道 ABS 多用于制動管路對角布置的汽車上，兩前輪獨立控制，制動液通過比例閥 (P 閥 )按一定比例減壓后傳給對角后輪。 (1)四通道 ABS 對應(yīng)于雙制動管路的 H 型 (前后 )或 X 型 (對角 )兩種布 置形式，四通道 ABS也有兩種布置形式，見圖 31(a,b)。 ABS 通過這樣的控制過程可以使車輪的速度控制在一定的范圍內(nèi)而不產(chǎn)生抱死。當(dāng)然技術(shù)熟練的司機在某種程度上能根據(jù)各種條件合理地操作制動 ，如采用點制動。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時，如果汽車緊急制動的話，和直線行駛一樣會出現(xiàn)車輪抱死現(xiàn)象。當(dāng)駕駛員踩制動踏板的力較小，制動摩擦力矩較小時，車輪只作減速滾動，并且隨著摩擦力矩的增加，制動器制動力和地面制動力也隨之增長，且在車輪未抱死前地面制動力始終等于制動器的制動力。若汽車在同一種類型路面上制動時的初速度不一樣，車輪的縱向附著系數(shù)和滑移率之間的關(guān)系曲線也會略有不同，制動時的車速越高，車輪的縱向附著系數(shù)越低。當(dāng) ω = 0時 ,S = 100 % ,車輪完全抱死而作純滑動 。 （ 2）汽車在一種路面上轉(zhuǎn)彎制動車輪抱死時可能出現(xiàn)的運動情況如圖 23所示。轉(zhuǎn)彎力和汽車的方向操縱性有關(guān)，它保證了汽車能夠按照駕駛員的意愿轉(zhuǎn)向 。 山東重汽集團引進國際先 進技術(shù)進行的研究也已取得了一些進展。因此，需要采用總線結(jié)構(gòu)將各個系統(tǒng)聯(lián)系起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源信息實時共享，并可以減少傳感器數(shù)量，從而降低整車成本，朝著系統(tǒng)集成化的方向發(fā)展。目前電制動系統(tǒng)首先用在混合動力制動系統(tǒng)車輛上，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)。 Teldix GmbH 公司從 1970 年和奔馳車廠合作開發(fā)出第一具用于道路車輛的原型機 —— ABS 1， 該系統(tǒng)已具備量產(chǎn) 3 基礎(chǔ)，但可靠性不足，而且控制單元內(nèi)的組件超過 1000 個，不但成 本過高也很容易發(fā)生故障。事實上，車輪抱死會造成輪胎小平面磨損，輪胎面損耗會不均勻，使輪胎磨損消耗費增加，嚴(yán)重時 2 將無法繼續(xù)使用。 凡駕駛過汽車的人都有這樣的經(jīng)歷：在積水的柏油路上或在冰雪路面緊急制動時，汽車輕者會發(fā)生側(cè)滑，嚴(yán)重時會掉頭、甩尾，甚至產(chǎn)生劇烈旋轉(zhuǎn)。 ABS 的使用與普通制動系統(tǒng)的使用幾乎沒有區(qū)別，緊急制動時只有把腳用力踏在制動踏板上， ABS 就會根據(jù)情況進入工作狀態(tài)，即使 雨雪路滑， ABS 也會使制動狀態(tài)保持在最佳點。兩家德國車廠奔馳與寶馬于 1978 年底決定將 ABS 2 這項高科技系統(tǒng)裝 置在 S級及 7 系列車款上。制動部分是當(dāng)驅(qū)動輪 (后輪 )在低附著系數(shù)路面工作時，由于驅(qū)動力過大，則產(chǎn)生打滑，當(dāng) ASR 制動部分工作時，通過傳感器將非驅(qū)動輪及驅(qū)動輪的輪速信號采集到控制器 中，控制器根據(jù)輪速信號計算出驅(qū)動車輪滑移率及車輪減、加速度，當(dāng)滑移率或減、加速度超過某一設(shè)定閥值時，則控制器打開開關(guān)閥，氣壓由儲氣筒直接進入 制動氣室進行制動，由于三通單向閥的作用氣壓只能進入打滑驅(qū)動輪的制動氣 室，在低附著系數(shù)路面上制動時，輪速 對壓力十分敏感，壓力稍稍過大，車輪就會抱死。從事 ABS 研制工作的單位和企業(yè)很多 ,諸如東風(fēng)汽車公司、重慶公路研究所、西安公路學(xué)院、清華大學(xué)、吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海汽車制動有限公司和山東重汽集團等。金剛石和 CBN 超硬材料的應(yīng)用將進一步擴大 。側(cè)向力越大，汽車的方向穩(wěn)定性越好。車輪的抱死程度和汽 車的地面制動力及汽車的側(cè)滑摩擦力之間存在一定的關(guān)系， ABS 之所以能防止汽車制動時出現(xiàn)危險的運動情況，就是根據(jù)這個關(guān)系來調(diào)整車輪的運動狀態(tài)，以避免側(cè)滑摩擦力為零。當(dāng)輪胎純滾動時 ,縱向附著系數(shù)為零 。實際上，汽車的制動過程就是車輪和路面之間的一種非線性變化過程，即車輪附著系數(shù)隨車輪運動狀態(tài)非線性變化的過程，所以說汽車的制動過程是一種非線性的制動過程。 當(dāng)制動系壓力（制動踏板力）增大到某一值，地面 制動力達到輪胎與道路的附著力值，即地面制動力達到最大值。在不制動的時候，輪胎前后方向的滑動為零，這時車輪側(cè)向附著力最大。將傳感器的數(shù)據(jù)進行整理、判斷、變成執(zhí)行機構(gòu)所必需的信息，這部分工作對于電腦來說是很簡單的，按照 電腦的指令執(zhí)行操作，這在機械結(jié)構(gòu)上也不會有什么大問題。除了設(shè)定車輪加減速度門限值之外，還可以根據(jù)控制質(zhì)量和路面類型的不同設(shè)定不同的門限值來提高控制