【文章內(nèi)容簡介】 動距離，但最重要的還是保證汽車的方向穩(wěn)定性。ABS工作時就相當于以很高的頻率進行點剎。于是，在緊急情況下如果將制動踏板踩到底，肯定會感到制動踏板在顫動，同時也會聽到制動總泵發(fā)出的“噠噠”聲，這便是ABS在正常工作。制動總泵不斷調(diào)整制動壓力，從而對制動踏板產(chǎn)生連續(xù)的反饋力。防抱死制動系統(tǒng)（簡稱ABS）是一種防止制動過程車輪抱死的車輛主動安全裝置。ABS是改善車輛主動安全性能的重要裝置，其核心是通過調(diào)節(jié)制動車輪滑移率，使得在制動過程中，車輪滑移率盡量在附著系數(shù)相對應的滑移率區(qū)域，從而獲得盡量大的制動效能，并保持較高的方向操縱性能[6]。為描述車輪制動過程中與道路接觸的狀態(tài)，引入滑移率： （1）式中：為車輪半徑，為車輪制動時轉(zhuǎn)速，輪速，為車速。通常，車輛要經(jīng)過大量的道路試驗，才能獲得ABS制動時車速變化規(guī)律和其相應的控制邏輯?；谳喐讐毫瘮?shù)的制動時參考車速計算方法，適合制動時有穩(wěn)定壓力源的液壓制動系統(tǒng)。選擇合適的加速度傳感器可以檢測車輛制動過程的車速。 （2） 制動前根據(jù)制動時傳感器給出的輪速和加速度，用梯形公式計算出不同時刻的速度值。由加速度求車速的表達式為:(3)式中：為采樣周期，、為第、時刻測量的加速度值。ABS系統(tǒng)在制動過程中通過傳感器感知車輪與路面的滑移，由ABS電控單元做出判斷，并通過電磁閥調(diào)整制動力的大小，使輪胎滑移率保持在一個理想的范圍（10%～20%），來保證車輛制動時有較大的縱向制動和抗側(cè)向外力的能力，防止可能發(fā)生的后輪側(cè)滑，甩尾，提高車輛在制動過程中的方向穩(wěn)定和轉(zhuǎn)向操縱的能力，并能提高附著系數(shù)利用率，縮短制動距離，減少輪胎磨損。電子控制防抱死系統(tǒng)是目前提高車輛行駛安全性的有效措施之一。汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)ASR（Automobile dynamiccontrol system）是在汽車起步和加速時將滑移率控制在一定范圍（5%～15%）內(nèi)，防止驅(qū)動輪快速滑動，提高汽車的驅(qū)動力。ASR在控制中，通過輪速傳感器反饋來的信號經(jīng)控制單元處理后發(fā)出指令，調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。目前ASR的裝備大多是在ABS系統(tǒng)增設一部分部件的方法來實現(xiàn)，可看成是對ABS系統(tǒng)的完善和補充。 ECU控制原理車輛電子控制器常稱為ECU，也叫電子控制單元。它是發(fā)動機的一種綜合電子控制裝置。其核心部件是電腦(ECU或電子計算機)，簡稱微處理機或微機。電子控制器包括硬件和軟件兩部分控制裝置是變速器的中央控制單元，該裝置由一個電子控制單元和一個電動液壓控制單元組成，它安裝在變速器內(nèi)并浸在DSG機油中。所有傳感器和其他控制單元的信號都匯集到此，并由它分析后，向各個執(zhí)行器發(fā)出指令并監(jiān)控。2 車輛限速裝置的設計 控制裝置系統(tǒng)的設計電子控制器ECU硬件的作用是：根據(jù)電子控制器存儲的程序和數(shù)據(jù)，對發(fā)動機(或汽車)傳感器輸入的各種信息(模擬／數(shù)字)進行運算、處理、判斷。然后輸出動作指令，控制各有關執(zhí)行器進行工作，達到快速、準確、自動地控制發(fā)動機(或汽車)工作的目的[5]。若系統(tǒng)中采用硬件較多，則處理信息的速度加快，可改善控制系統(tǒng)的性能，但系統(tǒng)的結構復雜化；若系統(tǒng)中多采用軟件替代一些硬件，則可減少電器元件數(shù)目，但系統(tǒng)的處理速度減慢，響應度也降低。因而電子控制器合理地選配硬件與軟件兩者的比例是至關重要的，應按控制系統(tǒng)的具體要求來確定電子控制器的硬件有專用控制微機、電路、輸入與輸出接口等。即主要是集成電路、電子元件與印刷電路板。汽車發(fā)動機電子控制器ECU的組成如圖2所示。主要由輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器(中轉(zhuǎn)換電路)、微型計算機(ECU)和輸出回路等四部分組成。輸入電路的作用是將系統(tǒng)中各傳感器檢測到的信息(號)通過I/O (輸入／輸出接口電路)接口送入ECU，完成汽車發(fā)動機在運行過程中對其工況狀態(tài)的實時檢測任務。在檢測過程中，需要檢測與輸入的信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種。從傳感器送來的信號，首先進入輸入回路。在輸入回路中，對輸入信號進行預處理。一般是去除雜波和將正弦波變?yōu)榫匦畏讲ê?，再轉(zhuǎn)換成輸入電平，其大致過程如圖3所示。圖3 發(fā)動機電子控制的組成從傳感器送出的信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種，其中的模擬信號ECU不能直接識別與處理，需經(jīng)過相應的A/D中轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才能輸入ECU(微機)。從傳感器送出的信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種，其中的模擬信號ECU不能直接識別與處理，需經(jīng)過相應的A/D中轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才能輸入ECU(微機)。輸入的模擬信號有吸入空氣流量、空氣溫度、發(fā)動機冷卻水溫度、發(fā)動機負荷(轉(zhuǎn)速)、電源電壓等多個信號。這幾個信號分別經(jīng)過相應的處理電路后，再經(jīng)過模／數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后，才以數(shù)字量的形式送入到中央處理器CPU，控制系統(tǒng)采集的數(shù)字信號主要是來自轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速信號與活塞上止點參考信息，它們都是脈沖信號。這兩個信號經(jīng)過處理電路之后，通過I/O (輸入／輸出接口電路)接口就可直接送入ECU。其過程如圖4所示。圖4 A/D轉(zhuǎn)換工作過程示意圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計車輛行駛記錄儀大多采用輪速傳感器記錄制動過程中的車速曲線。國內(nèi)研制的車輛行駛記儀大多采用輪速傳感器記錄制動過程中的車速曲線(如圖5所示) 。實際上，目前國內(nèi)車輛大多沒有配置防抱死制動系統(tǒng)(ABS)，在緊急制動時，如果路面的附著系數(shù)較低，車輛車輪有時會發(fā)生抱死，車輛滑行速度遠大于車輪轉(zhuǎn)動的速度(如圖5中的車身速度、車輪速度)，此時輪速不能反映汽車真實的行駛狀況，有必要測量記錄實時車速。傳統(tǒng)上測量車速主要有五輪儀、非接觸式五輪儀，僅適用于測量系統(tǒng)，不適用于控制系統(tǒng)，且價格也較高。圖5 車輛制動過程的輪速與車速因此，這里提出一種利用加速度傳感器測量加速度，然后進行積分求出速度的汽車行駛記錄系統(tǒng)。同時利用微處理器的存儲功能記錄汽車在最近360h內(nèi)的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且具有數(shù)據(jù)鎖死功能。在AD處理電路中，由于壓力傳感器送到采集板的壓力信號是電流信號，因此在輸入端利用精密電阻將其轉(zhuǎn)換成電壓信號，并經(jīng)放大電路對其進行放大。對于輪速信號，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用了霍爾式傳感器處理電路，集和處理輪速信號。其電路圖如圖6所。開關量輸入處理電路主要指人踩下制動踏板所發(fā)出的信號。這里用MAX6816對其進行防抖整形處理。然后輸入到MCU的中斷口。301TLP5211VccWHEEPT74LSVcc圖6 霍爾傳感器速度采集轉(zhuǎn)換電路 系統(tǒng)總體設計汽車車速傳感器是車輛安全行駛