【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 控制方法和門限值控制方法不同，它是一種基于模型分析的控制方法。 其思路是根據(jù)防抱死制 動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)控制要求，按照最優(yōu)化的原理來(lái)求得制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的最優(yōu)控制目標(biāo)。這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)是考慮了控制過(guò)程中狀態(tài)變化的歷程而使控制過(guò)程平穩(wěn)；缺點(diǎn)是控制效果的優(yōu)劣主要依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制質(zhì)量難以準(zhǔn)確把握 [7]。 PID 控制 PID 控制方法的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要了解被控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定，這個(gè)特點(diǎn)正好滿足了 ABS 控制系統(tǒng)建模比較困難的特點(diǎn)。顯然，對(duì)于單一路面（期望滑移率固定）的路面來(lái)說(shuō)， PID控制的特點(diǎn)決了它的實(shí)用性很強(qiáng)，但是我們很難確定一種準(zhǔn)確的輪胎模型來(lái)實(shí)時(shí)確定 不同制動(dòng)工況下的期望滑移率，所以在實(shí)際產(chǎn)品中并不適用。目前，許多研究者把研究的重點(diǎn)放在建立準(zhǔn)確的輪胎模型或者通過(guò)其他的方式來(lái)識(shí)別路況的方法上，以期望和 PID 控制方法聯(lián)合起來(lái)應(yīng)用于 ABS，并且己經(jīng)取得了部分研究成果，但還不能進(jìn)入實(shí)用階段。 模糊控制 模糊控制是基于經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的控制，具有不依賴對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，便于利用人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，具有魯棒性強(qiáng)和簡(jiǎn)單實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)?？刂埔?guī)則符合人的思維規(guī)律。缺點(diǎn)是沒(méi)有有效通用的計(jì)算方法，只能依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)調(diào)試。 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 9 第 3 章 ABS 的應(yīng)用 防 抱死制動(dòng)系統(tǒng) (ABS) 汽車的制動(dòng)性也是汽車的主要性能之一。自從汽車誕生之日起，汽車的制動(dòng)性就顯得至關(guān)重要；并且隨著汽車技術(shù)的發(fā)展和汽車行駛車速的提高，其重要性也顯得越來(lái)越明顯。制動(dòng)性直接關(guān)系到 交通安全 ，重大 交通事故 往往與制動(dòng)距離太長(zhǎng)、緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑等情況有關(guān)。所以，汽車的制動(dòng)性是汽車行駛的重要保障。 汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車并且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車速的能力，以及汽車在一定坡道上能長(zhǎng)時(shí)間停車 不動(dòng)的 駐車 制動(dòng)器 性能稱為汽車的制動(dòng)性。 汽車的制動(dòng)性主要由制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性和制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性三方面來(lái)評(píng)價(jià) [5]。 提高汽車安全性的制動(dòng)控制系統(tǒng) 有汽車參與的交通事故中，事故的預(yù)防、事故的回避、乘客保護(hù)等安全領(lǐng)域與汽車的運(yùn)動(dòng)性能有密切的關(guān)系。事故預(yù)防中起主要作用的是駕駛員，事故發(fā)生瞬間對(duì)乘客保護(hù)主要是汽車的被動(dòng)安全設(shè)備起作用，而事故的回避則與汽車的制動(dòng)控制系統(tǒng)有緊密的關(guān)系。在事故預(yù)防環(huán)節(jié)中人和環(huán)境的作用是主要的，在事故回避環(huán)節(jié)中車的作用是主要的。在汽車中，提高安全 性的制動(dòng)控制系統(tǒng)除了 ABS、 TCS、 ESP（ VSC、 VDS）等，另外還有 BAS（ Brake Assist System，制動(dòng)器輔助系統(tǒng)）。 制動(dòng)輔助系統(tǒng) BAS 是當(dāng)緊急剎車時(shí)，根據(jù)踩的速度、力度，制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)感知而輸出更強(qiáng)的制動(dòng)力。它的工作原理是，令剎車泵里的真空量增加，使你一腳踩下去，制動(dòng)力度大大提高，從而提高了駕駛安全性。即使車子已經(jīng)熄火了，它還會(huì)使剎車制動(dòng)能力保持一段時(shí)間。它的功能是在緊急制動(dòng)時(shí)，提供一個(gè)附加的制動(dòng)力來(lái)幫助沒(méi)能及時(shí)形成較大制動(dòng)力的駕駛員，制動(dòng)助力加快 制動(dòng)踏板 的移動(dòng)；當(dāng)司機(jī)施加在制動(dòng)踏板上的制動(dòng)力不太大時(shí)，增加制動(dòng)力，使車輛的緊急制動(dòng)性能最佳。有關(guān)調(diào)查顯示，約有 90％的 汽車駕駛員緊急情況剎車時(shí)缺乏果斷，而 BAS 則能從駕駛員踩下制動(dòng)踏板的速度，探測(cè)河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 10 車輛行駛情況。緊急情況下，當(dāng)駕駛員迅速踩下制動(dòng)踏板力度不足時(shí)， BAS便會(huì)啟動(dòng)，并在不足 1 秒的時(shí)間內(nèi)把制動(dòng)力增至最大，從而縮短緊急制動(dòng) 剎車距離 。 ABS 雖然能夠縮短剎車距離，但如果駕駛員采用點(diǎn)剎時(shí)，車輪往往不會(huì)抱死， ABS 沒(méi)有機(jī)會(huì)發(fā)揮作用。而制動(dòng)輔助 BAS，則讓現(xiàn)有的 ABS 具有一定的智能。當(dāng)駕駛者迅速用力踩下剎車踏板時(shí)， BAS 就會(huì)判斷車輛正在緊急剎車，從而啟動(dòng) ABS，迅速增大制動(dòng)力。 ABS 系統(tǒng)的保養(yǎng)與正確使用 ABS(防抱死制動(dòng)系統(tǒng) )作為一種主動(dòng)安全裝置，在 現(xiàn)代汽車 上運(yùn)用已經(jīng)很廣泛了。由于其在制動(dòng)過(guò)程中的控制方式及工作過(guò)程與以往普通的制動(dòng)系統(tǒng)有所區(qū)別，因此在使用保養(yǎng)方面也與傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)有所不同，否則會(huì)引發(fā)ABS 系統(tǒng)故障。 總結(jié)多年的維修經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為車主在使用裝有 ABS 系統(tǒng)的汽車時(shí)要做到 “ 四要 ” 、 “ 四不要 ” [6]。 四要 : (1)要始終將腳踩住制動(dòng)踏板不放松。這樣才能保證足夠和連續(xù)的制動(dòng)力，使 ABS 有效地發(fā)揮作用。 (2)要保持足夠的制 動(dòng)距離。當(dāng)在良好路面上行駛時(shí)，至少要保證離前面的車輛有 3s 的制動(dòng)時(shí)間；在不好的路面上行駛，要留給制動(dòng)更長(zhǎng)一些的時(shí)間。 (3)要事先練習(xí)使用 ABS，這樣才能使自己對(duì) ABS 工作時(shí)的制動(dòng)踏板振顫有準(zhǔn)備和適應(yīng)能力。 (4)要事先閱讀汽車駕駛員手冊(cè)。這樣才能進(jìn)一步理解各種操作。 四不要 : (1)不要在駕駛裝有 ABS 的汽車時(shí)比沒(méi)有裝 ABS 的汽車更隨意。有些車主認(rèn)為汽車裝有 ABS 后，安全性加大，因此在駕駛中思想就會(huì)放松，為事故埋下隱患。 (2)不要反復(fù)踩制動(dòng)踏板。在駕駛有 ABS 的車時(shí)，反復(fù)踩制動(dòng)踏板會(huì)使ABS 的工作時(shí)斷時(shí)續(xù)，導(dǎo)致制動(dòng)效能降低和制動(dòng)距離增加。實(shí)際上， ABS 本身會(huì)以更高速率自動(dòng)增減制動(dòng)力，并提供有效的方向控制能力。 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 11 (3)不要忘記控制轉(zhuǎn)向盤。在制動(dòng)時(shí)， ABS 系統(tǒng)為駕駛者提供了可靠的方向控制能力，但它本身并不能自動(dòng)完成汽車的轉(zhuǎn)向操作。在出現(xiàn)意外狀況時(shí)，還得需要人來(lái)完成轉(zhuǎn)向控制。 (4)不要在制動(dòng)過(guò)程中，被 ABS 的正常液壓工作噪聲和制動(dòng)踏板振顫嚇住。這種聲音和振顫都是正常的，且可讓駕駛者由此而感知 ABS 在工作。 經(jīng)過(guò)了一百多年的發(fā)展，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來(lái)，但是隨著電子（特別是大規(guī)模、超大規(guī)模 集成電路 ）的發(fā)展，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。 BBW（全電路制動(dòng)， BreakByWire）系統(tǒng)的出現(xiàn)，將會(huì)徹底顛覆使用 液壓油 或空氣作為傳力介質(zhì)的傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)。全電制動(dòng)不同于傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)槠鋫鬟f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 ，縮短制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間。 與傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)相比， BBW 具有很多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)油箱、制動(dòng)主缸、助力裝置、 液壓閥 、復(fù)雜的管路系統(tǒng)等部件，使整車質(zhì)量降 低；制動(dòng)時(shí)間短，提高制動(dòng)性能；無(wú)制動(dòng)液，維護(hù)簡(jiǎn)單；系統(tǒng)總成制造、裝配、測(cè)試簡(jiǎn)單快捷，制動(dòng)分總成為 模塊化 結(jié)構(gòu)；采用電線連接，系統(tǒng)耐久性能良好；易于改進(jìn)，稍加改進(jìn)就可以增加各種電控制功能。 作為一種全新的制動(dòng)系統(tǒng)， BBW 給制動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的 變革，為將來(lái)的車輛 智能控制 提供條件。但是，要想全面推廣，還有不少問(wèn)題需要解決，比如：當(dāng)前汽車的 電力系統(tǒng) 不能滿足制動(dòng)能量要求、控制系統(tǒng)失效時(shí)的處理和如何清除其它干擾信號(hào)對(duì)控制系統(tǒng)造成的影響等。目前 BBW 系統(tǒng)主要是應(yīng)用在 混合動(dòng)力 制動(dòng)控制系統(tǒng)汽車上，采用液壓制動(dòng)和電制動(dòng)兩種制動(dòng)系統(tǒng)；但是隨著未來(lái)技術(shù)的發(fā)展， BBW 全電路制動(dòng)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)將成為現(xiàn)實(shí)。 汽車 ABS 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)研究 在汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)之前，汽車所用的都是開(kāi)環(huán)制動(dòng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是制動(dòng)器制動(dòng)力矩的大小僅與駕駛員的操縱力、制動(dòng)力的分配調(diào)節(jié)以及制動(dòng)器的尺寸和型式有關(guān)。由于沒(méi)有車輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反饋信號(hào)，無(wú)法測(cè)知制動(dòng)過(guò)程中車輪的速度和抱死情況，汽車就不可能據(jù)此調(diào)節(jié)輪缸或氣室制動(dòng)壓力的大小。 因此在緊急制動(dòng)時(shí)，不可避免地出現(xiàn)車輪在地面上抱死拖滑的現(xiàn)象。當(dāng)車輪抱死時(shí)，地面的側(cè)向附著性能很差，所能提供的側(cè)向附著力很小，汽車在受到任何微小外力的作用下就會(huì)出現(xiàn)方向失穩(wěn)問(wèn)題，極易發(fā)生交通事河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 12 故。在潮濕路面或冰雪路面上制動(dòng)時(shí)，這種方向失穩(wěn)的現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重 [7]。汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ Antilock Braking System 簡(jiǎn)稱 ABS）的出現(xiàn)從根本上解決了汽車在制動(dòng)過(guò)程中的車輪抱死問(wèn)題。它的基本功能就是通過(guò)傳感器感知車輪每一瞬時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相應(yīng)地調(diào)節(jié)制動(dòng)器制動(dòng)力矩的大小以避免出現(xiàn)車輪的抱死 現(xiàn)象，因而是一個(gè)閉環(huán)制動(dòng)系統(tǒng)。 它是電子控制技術(shù)在汽車上最有成就的應(yīng)用項(xiàng)目之一，汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)可使汽車在制動(dòng)時(shí)維持方向穩(wěn)定性和縮短制動(dòng)距離，有效提高行車的安全性。 ABS 技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀 基于制動(dòng)防抱理論的制動(dòng)系統(tǒng)首先是應(yīng)用于火車和飛機(jī)上。 1936 年，德國(guó)博世公司（ BOSCH）申請(qǐng)一項(xiàng)電液控制的 ABS 裝置專利，促進(jìn)了 ABS 技術(shù)在汽車上的應(yīng)用。汽車上開(kāi)始使用 ABS 始于 1950 年代中期福特汽車公司， 1954年福特汽車公司在林肯車上裝用法國(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，只有在特定車輛和工況下防抱死才有效，因此制動(dòng)效果并不理想。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。 ABS 技術(shù)在汽車上的推廣應(yīng)用舉步艱難。直到 70 年代后期，由于電子技術(shù)迅猛發(fā)展，為 ABS 技術(shù)在汽車上應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持。 ABS 控制部分采用了電子控制，其反應(yīng)速度、控制精度和可靠性都顯著提高，制動(dòng)效果也明顯改善，同時(shí)其體積逐步變小，質(zhì)量逐步減輕，控制與診斷功能不斷增強(qiáng)，價(jià)格也逐漸降低。這段時(shí)期許多家公司都相繼研制了形式多樣的 ABS 裝置。 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?，F(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛采用 ABS 技術(shù)， ABS 裝置已成為汽車的必要裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車 ABS 的裝備率已達(dá) 90％以上，轎車 ABS 的裝備率在 60％左右，運(yùn)送危險(xiǎn)品的貨車 ABS 的裝備率為 100％。 ABS 裝置制造商主要有：德國(guó)博世公司（ BOSCH），歐、美、日、韓國(guó)車采用最多；美國(guó)德科公