【文章內(nèi)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(jù)防抱死制 動系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制質(zhì)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(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)經(jīng)驗進行調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定，這個特點正好滿足了 ABS 控制系統(tǒng)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(chǎn)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(lián)合起來應(yīng)用于 ABS，并且己經(jīng)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(jīng)驗規(guī)則的控制，具有不依賴對象的數(shù)學(xué)模型，便于利用人的經(jīng)驗知識，具有魯棒性強和簡單實用等優(yōu)點?？刂埔?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(shè)計者的經(jīng)驗和反復(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 抱死制動系統(tǒng) (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(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越明顯。制動性直接關(guān)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(cè)滑等情況有關(guān)。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(nèi)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(tǒng) 有汽車參與的交通事故中，事故的預(yù)防、事故的回避、乘客保護等安全領(lǐng)域與汽車的運動性能有密切的關(guān)系。事故預(yù)防中起主要作用的是駕駛員，事故發(fā)生瞬間對乘客保護主要是汽車的被動安全設(shè)備起作用，而事故的回避則與汽車的制動控制系統(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 性的制動控制系統(tǒng)除了 ABS、 TCS、 ESP（ VSC、 VDS）等，另外還有 BAS（ Brake Assist System，制動器輔助系統(tǒng)）。 制動輔助系統(tǒng) BAS 是當緊急剎車時，根據(jù)踩的速度、力度，制動系統(tǒng)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(jīng)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(guān)調(diào)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(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(nèi)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(xiàn)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(tǒng)的保養(yǎng)與正確使用 ABS(防抱死制動系統(tǒng) )作為一種主動安全裝置，在 現(xiàn)代汽車 上運用已經(jīng)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(tǒng)有所區(qū)別，因此在使用保養(yǎng)方面也與傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)有所不同，否則會引發(fā)ABS 系統(tǒng)故障。 總結(jié)多年的維修經(jīng)驗，筆者認為車主在使用裝有 ABS 系統(tǒng)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(xí)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(yīng)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(fù)踩制動踏板。在駕駛有 ABS 的車時，反復(fù)踩制動踏板會使ABS 的工作時斷時續(xù)，導(dǎo)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(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。在制動時， 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完成汽車的轉(zhuǎn)向操作。在出現(xiàn)意外狀況時，還得需要人來完成轉(zhuǎn)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(jīng)過了一百多年的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式已經(jīng)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(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。 BBW（全電路制動， BreakByWire）系統(tǒng)的出現(xiàn)，將會徹底顛覆使用 液壓油 或空氣作為傳力介質(zhì)的傳統(tǒng)制動系統(tǒng)。全電制動不同于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)，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(yīng)時間。 與傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)相比， BBW 具有很多優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，省去了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的制動油箱、制動主缸、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；制動時間短，提高制動性能；無制動液，維護簡單；系統(tǒng)總成制造、裝配、測試簡單快捷，制動分總成為 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，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(tǒng)， BBW 給制動系統(tǒng)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(tǒng) 不能滿足制動能量要求、控制系統(tǒng)失效時的處理和如何清除其它干擾信號對控制系統(tǒng)造成的影響等。目前 BBW 系統(tǒng)主要是應(yīng)用在 混合動力 制動控制系統(tǒng)汽車上，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)；但是隨著未來技術(shù)的發(fā)展， BBW 全電路制動系統(tǒng)取代傳統(tǒng)制動系統(tǒng)將成為現(xiàn)實。 汽車 ABS 技術(shù)的發(fā)展趨勢研究 在汽車防抱死制動系統(tǒng)出現(xiàn)之前，汽車所用的都是開環(huán)制動系統(tǒng)。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(diào)節(jié)以及制動器的尺寸和型式有關(guān)。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(jù)此調(diào)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(xiàn)車輪在地面上抱死拖滑的現(xiàn)象。當車輪抱死時，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出現(xiàn)方向失穩(wěn)問題，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時，這種方向失穩(wěn)的現(xiàn)象會更加嚴重 [7]。汽車防抱死制動系統(tǒng)（ Antilock Braking System 簡稱 ABS）的出現(xiàn)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(jù)其運動狀態(tài)相應(yīng)地調(diào)節(jié)制動器制動力矩的大小以避免出現(xiàn)車輪的抱死 現(xiàn)象，因而是一個閉環(huán)制動系統(tǒng)。 它是電子控制技術(shù)在汽車上最有成就的應(yīng)用項目之一，汽車制動防抱死系統(tǒng)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(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀 基于制動防抱理論的制動系統(tǒng)首先是應(yīng)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(shù)在汽車上的應(yīng)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(jié)構(gòu)復(fù)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(jié)構(gòu)復(fù)雜使 ABS 裝置的可靠性差、控制精度低、價格偏高。 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，制動效果也明顯改善，同時其體積逐步變小，質(zhì)量逐步減輕，控制與診斷功能不斷增強，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(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)達國家已廣泛采用 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 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