【文章內(nèi)容簡介】 制動時、的滑移率的計算、滑移率和附著系數(shù)之間的關(guān)系及 ABS 的控制算法也有很深的研究。 國內(nèi)現(xiàn)在生產(chǎn) ABS 的公司不少，但大多數(shù)公司是和國外著名 ABS 公司合作生產(chǎn)。完全自主生產(chǎn)開發(fā) ABS 的有代表性的國內(nèi)公司有：廣州市科密汽車制動技術(shù)開發(fā)有限公司、重慶聚能汽車技術(shù)有限責任公司、東風科技汽車制動系統(tǒng)公司、西安博華機電股份有限公司等。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。這些 ABS的制動性能指標達到了國外同類產(chǎn)品的水平，部分試驗數(shù)據(jù)優(yōu)于國外公司同類產(chǎn)品，在國內(nèi)占有一定的市場。 估計 2020 年我國新生產(chǎn)的中、重型載貨汽車，大、中型客車 ABS 的裝車率為 100%，而小、微型客車 ABS 的裝車率 為 20％，轎車 ABS 裝車率為 50%。 國內(nèi)對 ASR 的研究，大約開始于 20 世紀 90年代。一些科研單位如清華大學、吉林工業(yè)大學、北京理工大學、同濟大學、上海交通大學、濟南重汽技術(shù)中心等對 ASR 技術(shù)的發(fā)展進行跟蹤、研究，并取得了階段性進展。目前，我國科研人員主要針對 ASR 控制系統(tǒng)的控制策略、控制算法、邏輯等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行研究。由于受電控發(fā)動機的限制，我國目前在 ASR 系統(tǒng)的控制理論方面大多側(cè)重于采用以制動控制為主、發(fā)動機控制為輔的控制方法?？偟膩碚f，距離產(chǎn)品化研究還有一定的差距。因此國內(nèi)尚無自主研發(fā)的集 ABS 和 ASR 為一體的 ABS/ASR 防滑控制系統(tǒng)產(chǎn)品出現(xiàn)。 第五節(jié) . ABS/ASR 控制技術(shù)的提高 目前，雖然 ABS/ASR 已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但控制方法還是以邏輯門限值控制為主。該控制方法雖比較簡單，但邏輯復雜，所有的門限值都需要大量的實驗來確定，調(diào)試起來很困難。而且，采用邏輯門限值控制的 ABS/ASR 系統(tǒng)通用性比較差，需要針對不同的車型重新開發(fā)。隨著各種現(xiàn)代控制理論不斷發(fā)展和完善，采用優(yōu)化控制理論，可實現(xiàn)伺服控制和高精度控制。將智能控制技術(shù)如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)應(yīng)用到 ABS/ASR 系統(tǒng)中，可以提高系統(tǒng) 的自適應(yīng)性和可靠性。相對于目前的基于滑移率的控制算法，基于路面附著系數(shù)的控制算法容易實現(xiàn)連續(xù)控制，能適應(yīng)各種路面變化，控制滑移率在最佳滑移率附近，使 ABS/ASR 的控制效果得以改善。 通過先進的測試手段可進一步完善 ABS/ASR 功能。例如， ABS 控制車輪制動防滑時，車速沒有直接測量，而是通過輪速的波動情況估取參考車速作為車速，然后計算滑移率用以控制，所以， ABS 控制時的滑移率不能保證其準確性。隨著傳感器制造和集成技術(shù)的發(fā)展，添加車身速度傳感器來測量車身速度，可提高ABS/ASR 的控制效果。 線制動系統(tǒng) BBW（ BrakebyWire）是制動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。 BBW將傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的液壓油或空氣等傳力介質(zhì)完全由電制動取代，電能作為能量來源。制動時由電動機驅(qū)動制動鉗塊，整個系統(tǒng)內(nèi)沒有液、氣壓管路，可省略許多管路和傳感器，因而結(jié)構(gòu)簡捷。 BBW 由電線傳遞能量，數(shù)據(jù)線傳遞信號，制動反應(yīng)時間縮短，極大地提高了汽車的制動安全性，并為將來的智能汽車控制提供條件。此外，在電子控制系統(tǒng)中設(shè)計相應(yīng)程序，操縱電控元件來控制制動力的大小及各軸制動力分配，可完全實現(xiàn) ABS 及 ASR 等功能。 BBW 是一種全新的制動理念 ，但仍有一些問題需要解決：目前車輛的 12 V/24 V 電源系統(tǒng)無法提供如此大的能量，需采用高品質(zhì)的 42 V 電源；因為不存在獨立的主動備用制動系統(tǒng)，因此需要一個備用系統(tǒng)保證制動安全；車輛在運行過程中會有各種干擾信號，如何消除這些干擾信號造成的影響是急需解決的問題。 電子制動系統(tǒng) EBS[10]（ Electronically ControlledBraking System）是適應(yīng)對汽車及掛車制動系統(tǒng)穩(wěn)定性逐步提高的要求，在 ABS/ASR 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一套綜合電子控制系統(tǒng)。它除了包含 ABS/ASR 的基本 功能外，還具有以下特點：① EBS優(yōu)化了各車輪間、主車與掛車或半掛車間的制動力分配。通常，對于常規(guī)制動系統(tǒng)而言，牽引車和掛車之間的制動協(xié)調(diào)性不能總是處于理想的匹配狀態(tài)，尤其在與牽引車相配的掛車經(jīng)常更換的情況下。 EBS 會在任何狀態(tài)下監(jiān)控到主車與掛車的不兼容性，自動調(diào)整主車與掛車之間的制動力分配，滿足主車和掛車制動協(xié)調(diào)性的要求，改善車輛的安全性。前后橋襯片磨損協(xié)調(diào)，總磨損量達到最小，所有襯片更換間隔一致，縮短了維修時間，降低運行成本。同時，制動力的協(xié)調(diào)還可以增加制動舒適性。② EBS 通過制動管理系統(tǒng)將輔助制動和行車 制動統(tǒng)一管理。它確保在每一次制動時，實現(xiàn)無磨損制動（緩速器、發(fā)動機制動承擔大部分的制動工作，因此可以使行車制動器的溫度保持在一個最低的水平，制動襯片的磨損降低）。③改善了 ABS/ASR 的功能，改善了制動響應(yīng)時間和車輛的制動反應(yīng)，縮短了制動距離，改善制動穩(wěn)定性。舒適的制動感應(yīng)，幾乎達到轎車的制動感受。④ EBS 具有完善的診斷和自檢測功能，可提供關(guān)于制動系統(tǒng)的即時信息，任何故障都可以被系統(tǒng)監(jiān)測到，并準確顯示以提示維修。維修專家據(jù)此排除故障。 目前， EBS 在載貨汽車和客車上得到應(yīng)用，是 ABS/ASR 在商用車 領(lǐng)域的替代產(chǎn)品。 ABS/ASR 市場將逐漸減少，因為 EBS 將考慮用于輕型車。 第五節(jié) .控制功能的擴展和集成 1. 和電子制動力分配 EBD（ Electric Brake force Distribution）組合 和電子制動力分配 EBD（ Electric Brake force Distribution）集成，形成ABS/ASR/EBD 系統(tǒng)，可以明顯改善并提高 ABS 的功效。 EBD 的功能就是在汽車制動的瞬間，高速計算出 4個輪胎由于附著力不同而 導致的摩擦力數(shù)值，然后調(diào)整制動裝置，使其按照設(shè)定的程序在運動中高速調(diào)整，達到制動力與摩擦力（牽引力）的匹配，以保證車輛的平穩(wěn)和安全。當緊急制動車輪抱死的情況下， EBD 在ABS 動作之前就已經(jīng)平衡了每一個輪胎的有效地面附著力，可以防止甩尾和側(cè)移，并縮短汽車制動距離。 2. 和電子穩(wěn)定性程序 ESP（ Electronic Stability Program）組成 和電子穩(wěn)定性程序 ESP（ Electronic Stability Program）系統(tǒng)集成 [11]，形成ABS/ASR/ ESP 綜合控制系統(tǒng)，可解除汽車制 動、起步和轉(zhuǎn)向時對駕駛員的高要求。 ESP 又稱汽車動態(tài)控制 VDC（ Vehicle Dynamics Control）。 1995 年， BOSCH 推出基于 ABS/ASR 系統(tǒng)開發(fā)出的電子穩(wěn)定性程序 ESP。 ESP 在吸收 ABS/ASR 優(yōu)點的基礎(chǔ)上，添加轉(zhuǎn)向傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器等傳感器，具有啟動對制動力和汽車行駛方向進行修正、補償?shù)墓δ堋?ESP 通過對各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息進行分析，使 ABS/ASR 自動地向一個或多個車輪施加制動力，將車輛保持在駕駛者所選定的車道內(nèi)，來幫助車輛維持動態(tài) 平衡。因此，可以使車輛在各種狀況下保持最佳的穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足的情形下效果更加明顯。 ACC（ Adaptive Cruise Control）組成 和汽車巡航自動控制 ACC（ Adaptive Cruise Control）系統(tǒng)集成 [12]，形成ABS/ASR/ACC 綜合控制系統(tǒng)，可解除汽車制動、起步和保持安全車距方面對駕駛員的高要求。 ACC 裝置是近年來發(fā)展起來的一項汽車主動安全技術(shù)。裝備 ACC 裝置，可自動根據(jù)主目標車輛與主車車輛的相對距離、相對速度和路面狀況參數(shù)，判定主車的理 想安全距離，并實時自動調(diào)節(jié)主車車速，使之實際車距不小于理想安全距離，因而，可在較大程度上避免碰撞事故發(fā)生，具有良好的安全行駛效果。由于 ABS/ASR 和 ACC 都要用到相同的輪速采集系統(tǒng)、制動力調(diào)節(jié)裝置以及發(fā)動機調(diào)節(jié)裝置，在汽車 ABS/ASR 集成裝置的硬件基礎(chǔ)上，添加一個車距傳感器及相應(yīng)的電磁閥即可實現(xiàn) ACC 功能。因此 ABS/ASR 與 ACC 的集成，不僅可以降低成本，而且可以提高汽車的整體安全行駛性能。 ，提高整體控制性能 隨著汽車電子化程度不斷提高，汽車上 ECU 數(shù)目越來 越多。為了提高信號的利用率，要求大量的數(shù)據(jù)信息能在不同的 ECU 中共享，汽車綜合控制系統(tǒng)中大量的控制信號也需要實時交換。傳統(tǒng)的電器系統(tǒng)大多采用點對點的單一通訊方式，已遠不能滿足這種需求。為此，總線技術(shù)被引人到汽車電控系統(tǒng)中。今后， ABS/ASR控制系統(tǒng)的開發(fā)將基于總線技術(shù)進行，實現(xiàn)與其他控制系統(tǒng)的信息共享。例如，利用 CAN 總線和 SAE J1939，可以很容易實現(xiàn)機械式自動變速器 AMT（ Automatic Mechanical Transmission）和 ABS/ASR 之間的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)資源共享。 ABS 采集的 汽車輪速信號，可以通過變換得到變速器的輸出軸轉(zhuǎn)速為 AMT 所用，可減少傳感器，降低控制系統(tǒng)的成本。同時，減少了插接件，使 AMT 和 ABS/ASR 系統(tǒng)的可靠性和實時性提高。 ABS 工作時，可向 AMT 發(fā)出控制信息，要求 AMT 掛空檔，提高 ABS 的工作性能，使車輛制動更平穩(wěn)、更有效。 ASR 工作時可要求 AMT 向上換檔減少力矩，使 ASR 的控制效果更好。 ASR 可使 AMT 避免在低附著路面起步和加速時出現(xiàn)反復換檔現(xiàn)象。因此，信息交換和共享可以使兩個控制系統(tǒng)的功能比它們單獨控制的功能更豐富和有效，使每個控制器的功能都更加完善，便于進 行更復雜的控制，為整車控制奠定基 第四 章 自動變速器的應(yīng)用 第一節(jié) .自動變速器的概述 變速器作為汽車動力傳動系統(tǒng)的重要組成部分，對汽車的動力性、駕駛舒適性以及油耗都具有重要的作用。因為自動變速器運用計算機和電子控制技術(shù)實現(xiàn)汽車的自動變速，能夠消除駕駛員換擋操作技術(shù)的差異，降低駕駛員的勞動強度，提高行車的安全性，所以自動變速器在現(xiàn)代汽車上的應(yīng)用越來越廣泛 第二節(jié) .自動變速器分類及在汽車上的應(yīng)用 。 目前汽車上使用的自動變速器主要有電控機械自動變速器（ AMT）、液力機械自動變速器（ AT）、無級自 動變速器（ CVT）及雙離合自動變速器（ DCT） 4 種類型。 1 電控機械自動變速器（ AMT） 結(jié)構(gòu)特點和工作原理 AMT 是在原手動變速器（ MT）基礎(chǔ)上，附加了一套電控液壓裝置。工作時通過電子控制單元（ ECU）控制液壓裝置，來操縱有級機械變速器的離合器和換 擋桿，使離合器自動地進行分離與接合，變速器擋位的切換則由 ECU 根據(jù)車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度來自動控制，從而實現(xiàn)了有級機械變速器的自動離合和自動選擋。 優(yōu)點 1）傳動效率高，燃料經(jīng)濟性好。除了在起步過程中有一定的摩擦能量損失外，其余時 間能量損失很少，其傳動效率要高于手動變速器，可高達 95%以上。 2）結(jié)構(gòu)簡單，制造和維護成本低，僅為 AT 的 1/3 ～ 1/4。 3）適用于各種車型。尤其適用于商用車，由于城市公交客車換擋頻繁且要求車輛使用成本低，因此， AMT 也是其最佳的選擇。 不足 1）換擋平穩(wěn)性不高，舒適性較差。與 MT 相同， AMT 所有擋位的切換都要經(jīng)過空擋，換擋時動力必須中斷（屬于非動力換擋）。 2）控制參量太多，實現(xiàn)自動控制困難。由于換擋過程中，離合器和加速踏板必須與選換擋操作協(xié)調(diào)配合才能使換擋時間最短，換擋平穩(wěn)，所以控