【文章內容簡介】 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。 其思路是根據防抱死制 動系統的各項控制要求，按照最優(yōu)化的原理來求得制動防抱死系統的最優(yōu)控制目標。這種控制方法的優(yōu)點是考慮了控制過程中狀態(tài)變化的歷程而使控制過程平穩(wěn)；缺點是控制效果的優(yōu)劣主要依賴于系統的數學模型，控制質量難以準確把握 [7]。 PID 控制 PID 控制方法的最大優(yōu)點是不需要了解被控制對象的數學模型，只需要根據經驗進行調節(jié)器參數的整定，這個特點正好滿足了 ABS 控制系統建模比較困難的特點。顯然，對于單一路面（期望滑移率固定）的路面來說， PID控制的特點決了它的實用性很強，但是我們很難確定一種準確的輪胎模型來實時確定 不同制動工況下的期望滑移率，所以在實際產品中并不適用。目前，許多研究者把研究的重點放在建立準確的輪胎模型或者通過其他的方式來識別路況的方法上，以期望和 PID 控制方法聯合起來應用于 ABS，并且己經取得了部分研究成果，但還不能進入實用階段。 模糊控制 模糊控制是基于經驗規(guī)則的控制，具有不依賴對象的數學模型，便于利用人的經驗知識，具有魯棒性強和簡單實用等優(yōu)點。控制規(guī)則符合人的思維規(guī)律。缺點是沒有有效通用的計算方法，只能依靠設計者的經驗和反復調試。 河南科技大學高等教育自學考試畢業(yè)論文 9 第 3 章 ABS 的應用 防 抱死制動系統 (ABS) 汽車的制動性也是汽車的主要性能之一。自從汽車誕生之日起，汽車的制動性就顯得至關重要；并且隨著汽車技術的發(fā)展和汽車行駛車速的提高，其重要性也顯得越來越明顯。制動性直接關系到 交通安全 ，重大 交通事故 往往與制動距離太長、緊急制動時發(fā)生側滑等情況有關。所以，汽車的制動性是汽車行駛的重要保障。 汽車行駛時能在短距離內停車并且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時能維持一定車速的能力，以及汽車在一定坡道上能長時間停車 不動的 駐車 制動器 性能稱為汽車的制動性。 汽車的制動性主要由制動效能、制動效能的恒定性和制動時汽車的方向穩(wěn)定性三方面來評價 [5]。 提高汽車安全性的制動控制系統 有汽車參與的交通事故中，事故的預防、事故的回避、乘客保護等安全領域與汽車的運動性能有密切的關系。事故預防中起主要作用的是駕駛員，事故發(fā)生瞬間對乘客保護主要是汽車的被動安全設備起作用，而事故的回避則與汽車的制動控制系統有緊密的關系。在事故預防環(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 性的制動控制系統除了 ABS、 TCS、 ESP（ VSC、 VDS）等，另外還有 BAS（ Brake Assist System，制動器輔助系統）。 制動輔助系統 BAS 是當緊急剎車時，根據踩的速度、力度，制動系統自動感知而輸出更強的制動力。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，制動力度大大提高，從而提高了駕駛安全性。即使車子已經熄火了，它還會使剎車制動能力保持一段時間。它的功能是在緊急制動時，提供一個附加的制動力來幫助沒能及時形成較大制動力的駕駛員，制動助力加快 制動踏板 的移動；當司機施加在制動踏板上的制動力不太大時，增加制動力，使車輛的緊急制動性能最佳。有關調查顯示，約有 90％的 汽車駕駛員緊急情況剎車時缺乏果斷，而 BAS 則能從駕駛員踩下制動踏板的速度，探測河南科技大學高等教育自學考試畢業(yè)論文 10 車輛行駛情況。緊急情況下，當駕駛員迅速踩下制動踏板力度不足時， BAS便會啟動，并在不足 1 秒的時間內把制動力增至最大，從而縮短緊急制動 剎車距離 。 ABS 雖然能夠縮短剎車距離，但如果駕駛員采用點剎時，車輪往往不會抱死， ABS 沒有機會發(fā)揮作用。而制動輔助 BAS，則讓現有的 ABS 具有一定的智能。當駕駛者迅速用力踩下剎車踏板時， BAS 就會判斷車輛正在緊急剎車，從而啟動 ABS，迅速增大制動力。 ABS 系統的保養(yǎng)與正確使用 ABS(防抱死制動系統 )作為一種主動安全裝置，在 現代汽車 上運用已經很廣泛了。由于其在制動過程中的控制方式及工作過程與以往普通的制動系統有所區(qū)別，因此在使用保養(yǎng)方面也與傳統的制動系統有所不同，否則會引發(fā)ABS 系統故障。 總結多年的維修經驗，筆者認為車主在使用裝有 ABS 系統的汽車時要做到 “ 四要 ” 、 “ 四不要 ” [6]。 四要 : (1)要始終將腳踩住制動踏板不放松。這樣才能保證足夠和連續(xù)的制動力，使 ABS 有效地發(fā)揮作用。 (2)要保持足夠的制 動距離。當在良好路面上行駛時，至少要保證離前面的車輛有 3s 的制動時間；在不好的路面上行駛，要留給制動更長一些的時間。 (3)要事先練習使用 ABS，這樣才能使自己對 ABS 工作時的制動踏板振顫有準備和適應能力。 (4)要事先閱讀汽車駕駛員手冊。這樣才能進一步理解各種操作。 四不要 : (1)不要在駕駛裝有 ABS 的汽車時比沒有裝 ABS 的汽車更隨意。有些車主認為汽車裝有 ABS 后，安全性加大，因此在駕駛中思想就會放松，為事故埋下隱患。 (2)不要反復踩制動踏板。在駕駛有 ABS 的車時，反復踩制動踏板會使ABS 的工作時斷時續(xù)，導致制動效能降低和制動距離增加。實際上， ABS 本身會以更高速率自動增減制動力，并提供有效的方向控制能力。 河南科技大學高等教育自學考試畢業(yè)論文 11 (3)不要忘記控制轉向盤。在制動時， ABS 系統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完成汽車的轉向操作。在出現意外狀況時，還得需要人來完成轉向控制。 (4)不要在制動過程中，被 ABS 的正常液壓工作噪聲和制動踏板振顫嚇住。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。 經過了一百多年的發(fā)展，汽車制動系統的形式已經基本固定下來，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，汽車制動系統的形式也將發(fā)生變化。 BBW（全電路制動， BreakByWire）系統的出現，將會徹底顛覆使用 液壓油 或空氣作為傳力介質的傳統制動系統。全電制動不同于傳統的制動系統，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 ，縮短制動反應時間。 與傳統的制動系統相比， BBW 具有很多優(yōu)點：結構簡單，省去了傳統制動系統中的制動油箱、制動主缸、助力裝置、 液壓閥 、復雜的管路系統等部件，使整車質量降 低；制動時間短，提高制動性能；無制動液，維護簡單；系統總成制造、裝配、測試簡單快捷，制動分總成為 模塊化 結構；采用電線連接，系統耐久性能良好；易于改進，稍加改進就可以增加各種電控制功能。 作為一種全新的制動系統， BBW 給制動系統帶來了巨大的 變革，為將來的車輛 智能控制 提供條件。但是，要想全面推廣，還有不少問題需要解決，比如：當前汽車的 電力系統 不能滿足制動能量要求、控制系統失效時的處理和如何清除其它干擾信號對控制系統造成的影響等。目前 BBW 系統主要是應用在 混合動力 制動控制系統汽車上，采用液壓制動和電制動兩種制動系統；但是隨著未來技術的發(fā)展， BBW 全電路制動系統取代傳統制動系統將成為現實。 汽車 ABS 技術的發(fā)展趨勢研究 在汽車防抱死制動系統出現之前，汽車所用的都是開環(huán)制動系統。其特點是制動器制動力矩的大小僅與駕駛員的操縱力、制動力的分配調節(jié)以及制動器的尺寸和型式有關。由于沒有車輪運動狀態(tài)的反饋信號，無法測知制動過程中車輪的速度和抱死情況，汽車就不可能據此調節(jié)輪缸或氣室制動壓力的大小。 因此在緊急制動時，不可避免地出現車輪在地面上抱死拖滑的現象。當車輪抱死時，地面的側向附著性能很差，所能提供的側向附著力很小，汽車在受到任何微小外力的作用下就會出現方向失穩(wěn)問題，極易發(fā)生交通事河南科技大學高等教育自學考試畢業(yè)論文 12 故。在潮濕路面或冰雪路面上制動時，這種方向失穩(wěn)的現象會更加嚴重 [7]。汽車防抱死制動系統（ Antilock Braking System 簡稱 ABS）的出現從根本上解決了汽車在制動過程中的車輪抱死問題。它的基本功能就是通過傳感器感知車輪每一瞬時的運動狀態(tài)，并根據其運動狀態(tài)相應地調節(jié)制動器制動力矩的大小以避免出現車輪的抱死 現象，因而是一個閉環(huán)制動系統。 它是電子控制技術在汽車上最有成就的應用項目之一，汽車制動防抱死系統可使汽車在制動時維持方向穩(wěn)定性和縮短制動距離，有效提高行車的安全性。 ABS 技術的發(fā)展及應用現狀 基于制動防抱理論的制動系統首先是應用于火車和飛機上。 1936 年，德國博世公司（ BOSCH）申請一項電液控制的 ABS 裝置專利，促進了 ABS 技術在汽車上的應用。汽車上開始使用 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航空公司的 ABS 裝置，這種 ABS 裝置控制部分采用 機械式，結構復雜，功能相對單一，只有在特定車輛和工況下防抱死才有效，因此制動效果并不理想。機械結構復雜使 ABS 裝置的可靠性差、控制精度低、價格偏高。 ABS 技術在汽車上的推廣應用舉步艱難。直到 70 年代后期，由于電子技術迅猛發(fā)展，為 ABS 技術在汽車上應用提供了可靠的技術支持。 ABS 控制部分采用了電子控制，其反應速度、控制精度和可靠性都顯著提高，制動效果也明顯改善，同時其體積逐步變小，質量逐步減輕，控制與診斷功能不斷增強，價格也逐漸降低。這段時期許多家公司都相繼研制了形式多樣的 ABS 裝置。 進入 90 年代后， ABS 技術不斷發(fā)展成熟，控制精度、控制功能不斷完善?，F在發(fā)達國家已廣泛采用 ABS 技術， 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 90％以上，轎車 ABS 的裝備率在 60％左右，運送危險品的貨車 ABS 的裝備率為 100％。 ABS 裝置制造商主要有：德國博世公司（ BOSCH），歐、美、日、韓國車采用最多；美國德科公