【正文】 ,2002[6] 。在論文的寫作過程中，也得到了許多同學的寶貴建議。在我的學業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。在今后的日子里，仍然要不斷地充實自己，爭取在所學領(lǐng)域有所作為。在論文中我充分地運用了大學期間所學到的知識。下一代產(chǎn)品已進行了批量生產(chǎn)，即電子制動系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的制動液壓傳動部分改為電傳動，但制動力仍靠液壓及主缸分泵產(chǎn)生，這樣可以提高制動的響應速度，減小制動距離，同時可以實現(xiàn) Brakebywire的功能。氣動ABS演化為EBS，即電子制動系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上發(fā)展為穩(wěn)定性控制系統(tǒng)ESP，穩(wěn)定性控制系統(tǒng)主要利用車輛加速度傳感器和橫擺角速度傳感器，對車輛橫向穩(wěn)定性進行控制，如對過度轉(zhuǎn)向及不足轉(zhuǎn)向進行糾正，防止車輛失去穩(wěn)定性。電子制動將是發(fā)展方向ABS技術(shù)在20世紀90年代初期就已成熟，近十年來沒有突破性的發(fā)展，但在ABS技術(shù)進行的擴展，將ABS的內(nèi)涵給予了很大的提升。目前沒有一種總線進入實用化階段，價格及系統(tǒng)的容錯能力是主要問題。 ABS是安全系統(tǒng)，所以一般它要將ABS狀態(tài)、輪速等信息發(fā)送到總線上。ABS主要采用CAN作為通信總線車載網(wǎng)絡(luò)主要有A、B、C三個級別，A級主要以本身電子為主，其代表的總線是LIN。其所用到各種硬件芯片，國外大的半導體廠商都有成熟的解決方案，所以硬件實現(xiàn)已比較簡單。如圖316圖316 AD信號電路。當然，用戶可以通過不同方式實現(xiàn)具體的設(shè)計要求，多數(shù)方案可歸納為這四種結(jié)構(gòu)中的一種 信號輸入電路設(shè)計圖315信號輸入電路 數(shù)據(jù)采集模塊是數(shù)據(jù)采集的核心，負責信號的處理和轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信號送人MCU進行分析處理，該模塊可以實現(xiàn)對模擬信號、正弦波信號、方波信號和開關(guān)量信號的采集。但是，工藝優(yōu)化的方向并不符合汽車應用的需求。外部時鐘同步、高于AM調(diào)制頻段的工作頻率、內(nèi)置MOSFET、軟開關(guān)技術(shù)、擴頻技術(shù)等都是近年推出的EMI抑制方案。 ：隨時間變化的電場會產(chǎn)生電磁輻射，輻射強度取決于場的頻率和幅度，一個工作電路所產(chǎn)生的電磁干擾會直接影響另一電路。 ：在電源設(shè)計中PCB和元件布局會限制電源的整體性能。PCB類型、散熱能力、允許選擇的封裝及其它設(shè)計約束條件實際受限于特定項目的預算。A。為了保證靜態(tài)工作電流IQ在可控范圍內(nèi)，大多數(shù)OEM廠商開始對每個ECU的IQ加以限制。 大功率設(shè)計(20W)對于熱管理要求比較嚴格，需要采用同步整流架構(gòu)。受環(huán)境溫度和管殼/結(jié)熱阻的限制，將會明顯降低1W最大輸出功率。C)。C)。圖1和圖2所示波形即為ISO7637標準給出的部分波形，圖中顯示了高壓汽車電源轉(zhuǎn)換器需要滿足的臨界條件。 典型的汽車電池電壓范圍為9V至16V，發(fā)動機關(guān)閉時，汽車電池的標稱電壓為12V；發(fā)動機工作時。314循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器減壓制動過程4．增壓制動過程當制動壓力下降后，車輪的轉(zhuǎn)速增加，當電控制單元檢測到車輪轉(zhuǎn)速增加太快時，便切斷通往電磁閥的電流，使制動主缸與制動輪缸再次相通，制動主缸的高壓制動液再次進入制動輪缸，制動力增加。此時制動主缸、制動輪缸和回油孔相互隔離，輪缸中的制動壓力保持一定。 9電磁閥 5儲液器圖312循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器常規(guī)制動過程1制動踏板反饋線圈末端放1個75 kΩ的精阻接地，可以通過測量精阻兩端的電壓，計算反饋線圈中的電流，進而推算穿過集磁環(huán)中心的被測電流的大小。HW300B是一款可采用電壓模式供電和電流模式供電的霍爾元件，HW300B放在開有氣隙的集磁環(huán)的氣隙里，并用膠水加以固定(霍爾元件和集磁環(huán)相對位置如果發(fā)生變化，會影響產(chǎn)生的霍爾電勢的大小)。其系統(tǒng)總流程圖如圖310所示。其響應頻率高達20kHz，相當于車速為1000km/h時所檢測的信號頻率；其三是抗電磁波干擾能力強。齒輪轉(zhuǎn)動時，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個毫伏(mV)級的準正弦波電壓。目前，國內(nèi)外ABS系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15～160km/h，今后要求控制速度范圍擴大到8～260km/h以至更大，顯然電磁感應式輪速傳感器很難適應。ABS電控單元通過檢測感應電動勢的頻率來檢測車輪轉(zhuǎn)速。a)鑿式極軸 b)柱式極軸a)鑿式極軸 b)柱式極軸轉(zhuǎn)速傳感器的功用是檢測車輪的速度，并將速度信號輸入ABS的電控單元。10V或0～177。80C196KC片內(nèi)不帶程序存儲器，因而用P3和P4口作為地址數(shù)據(jù)總線，單片機剩余有效IO口資源較少，因此必須擴展并口。通信信號傳輸?shù)綄Ь€的端點時會發(fā)生反射，反射信號會干擾正常信號的傳輸，因而總線兩端通常應接有終端電阻，以消除反射信號，其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗，一般取120Ω。硬件連接上比較簡單：SJA1000的數(shù)據(jù)地址總線是分時復用的，可以直接與80C196KC的P3口連接，對應控制線相連即可。CPU中的算術(shù)邏輯單元不采用常規(guī)的累加器結(jié)構(gòu)，改用寄存器寄存器結(jié)構(gòu)。圖36 80C196KC雙向型：P1口的19腳、20腳、21腳、22腳、23腳、30腳、31腳、32腳，P2口的15腳、17腳、18腳、33腳、38腳、39腳、42腳、44腳，P3口的53腳、54腳、55腳、56腳、57腳、58腳、59腳、60腳，P4口的45腳、46腳、47腳、48腳、49腳、50腳、51腳、52腳，HS1口的26腳、27腳。80C196KC的一種常見的封裝形式是68腳PLCC封裝。另外前輪制動分泵的壓力并未進行控制，制動時前輪仍會出現(xiàn)抱死，因而轉(zhuǎn)向操縱能力也未能得到改善。為了減少制動壓力調(diào)節(jié)部分裝置的數(shù)量，降低系統(tǒng)成本，也有采用雙通道ABS。在倆個車輪的制動壓力進行一同控制時，如果以保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進行制動壓力調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為按高選原則一同控制；如果以保證附著力較小的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進行制動壓力調(diào)節(jié)，則稱這種控制方式為按低選原則一同控制。上述三者的結(jié)合體就是我們要介紹的防抱死制動系統(tǒng)（ABS） ABS的工作原理1．制動壓力上升階段為了達到最佳制動，當車輪達到預定轉(zhuǎn)速后，需再次增加制動壓力，電子控制單元使常開閥斷電開啟，常閉閥處于斷電狀態(tài)，見圖4所示。當然技術(shù)熟練的司機在某種程度上能根據(jù)各種條件合理地操作制動，如采用點制動。在摩擦系數(shù)小的光滑路面上，司機在制動時都很小心，唯恐使車輪抱死，但仍很難做到，原因是司機不知道車輪什么時候抱死了。 上述各種狀態(tài)是極其危險的。 最后，當輪胎的滑動率達到100%時，輪胎抱死。由于車輪抱死，汽車的側(cè)向附著力變成了零，汽車輪胎出現(xiàn)側(cè)向滑動，汽車喪失了控制方向的能力，這是十分危險的。當輪胎的滑動率在10%20%時，輪胎和地面的摩擦力（附著力）最大。 如果汽車發(fā)生交通事故，交通警察來了之后，首先總是檢查一下汽車剎車痕跡，判斷司機在事故中是否采取了制動措施。從圖中可以看出，當滑移率為零時，橫向附著系數(shù)最大；隨著滑移率的增加，橫向附著系數(shù)越來越小。圖中實線為制動時縱向附著系數(shù)和車輪滑移率的一般關(guān)系，虛線為橫向附著系數(shù)和車輪滑移率的一般關(guān)系。一般來說，干燥路面附著系數(shù)大，潮濕路面附著系數(shù)小，冰雪路面附著系數(shù)更小。 在實際制動過程中， 路面附著系數(shù)?不是一個固定常數(shù)， 而是與車輪滑動程度有關(guān)的變量。 由于地面制動力是滑動摩擦的束反力，它的最大值不能超過附著力，如設(shè)xb為地面制動力， 即xb≤Z?或地面最大制動力xbmax＝Z，其中z為汽車對地面的垂直載荷， 系數(shù)? 為路面附著系數(shù)。如果這個時候駕駛員慌慌張張地松開制動踏板的話，車輪又會重新恢復側(cè)向力，汽車突然停止旋轉(zhuǎn)運動，開始直線行駛。在停車前，方向盤不起作用。3．前后輪同時抱死——維持原運動狀態(tài)?，F(xiàn)在汽車上裝備的ABS防抱死制動系統(tǒng)已經(jīng)可以達到這個目的。我們比較一下以上三種制動力分配比例哪一種比較安全。如果是在轉(zhuǎn)彎過程中，汽車的車頭仍然保持轉(zhuǎn)向運動，但是汽車的重心是沿直線方向前進，直到停止。前后輪同時抱死。如果制動力分配給后輪比較大時，汽車加強制動，后輪首先抱死。結(jié)果不論前輪轉(zhuǎn)到哪個方向汽車也不會轉(zhuǎn)向，一直向前運動直到汽車停車。汽車在直線行駛時，制動過程會出現(xiàn)幾種不同的運動情況：前輪抱死。一個是制動器內(nèi)制動蹄摩擦片與制動鼓間的摩擦力一一制動器的制動力，另一個是輪胎與路面間的摩擦力—附著力(地面制動力)圖21為車輪在制動時受力情況示意圖，地面制動力可由下式確定式(1)中，F(xiàn)b地面制動力(N )； M制動器摩擦力矩(Nm)制動器制動力相當于將汽車架離路面，并踩住制動踏板，在輪胎周緣沿切線方向推動車輪直至它能轉(zhuǎn)動所需的力，可有(2)式確定 （2）式(2)中：Fμ制動器制動力(N)當制動踏板力較小，制動器摩擦器力矩不大，路面與輪胎之間的摩擦力一一地面制動力足以克服制動器就等于制動器動力，且隨踏板的增長而增長，但地面制動力是浴動摩擦的約束反力，它的值不能超過附著力，即:式（3）、(4)中: Fφ地面附著力(N)。這個外力只能山地面和空氣提供。金剛石和CBN 超硬材料的應用將進一步擴大。其中BH1203 FB 型ABS 和BH1101 FB 型ABS 已通過陜西省科委科技成果鑒定和陜西省機械工業(yè)局新產(chǎn)品鑒定,認為該項技術(shù)已達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。濟南程軍電子科技公司以ABS 專家程軍為代表的濟南程軍電子科技公司對ABS 控制算法研究頗深,著有《汽車防抱死制動系統(tǒng)的理論與實踐》等專著幾本,專門講述ABS 控制算法,是國內(nèi)ABS 開發(fā)人員的必備資料之一。吉林大學汽車動態(tài)模擬國家重點實驗室以郭孔輝院士為代表的研究人員致力于汽車操縱穩(wěn)定性、汽車操縱動力學、汽車輪胎模型、汽車輪胎穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)側(cè)偏特性的研究,在輪胎力學模型、汽車操縱穩(wěn)定性以及人 車閉環(huán)操縱運動仿真等方面的研究成果均達到世界先進水平。從事ABS研制工作的單位和企業(yè)很多,諸如東風汽車公司、重慶公路研究所、西安公路學院、清華大學、吉林大學、北京理工大學、上海汽車制動有限公司和山東重汽集團等。我們有理由相信ABS及其衍生的ASR與ESP系統(tǒng)大幅度降低緊急狀況發(fā)生車輛失去控制的機率。在此同時，Bosch于1998及2001年推出的ABS 、ABS ，處理器的運算速度從48 k字節(jié)升級到128 k字節(jié)，奔馳車廠主要競爭對手寶馬與奧迪也于2001年也宣布全車系都將ESP列為標準配備。ESP系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向傳感器（監(jiān)測方向盤轉(zhuǎn)動角度以確定汽車行駛方向是否正確）、車輪傳感器（監(jiān)測每個車輪的速度以確定車輪是否打滑）、搖擺速度傳感器（記錄汽車繞垂直軸線的運動以確定汽車是否失去控制）與橫向加速度傳感器（測量過彎時的離心加速度以確定汽車是否在過彎時失去抓地力），在此同時、控制單元通過這些傳感器的數(shù)據(jù)對車輛運行狀態(tài)進行判斷，進而指示一個或多個車輪剎車壓力的建立或釋放，同時對引擎扭矩作最精準的調(diào)節(jié)，某些情況下甚至以每秒150次的頻率進行反應。該年保時捷車廠正式宣布全車系都已安裝了ABS，3年后（1992年）奔馳車廠也決定緊跟保時捷的腳步。當ECU判定需要對驅(qū)動輪進行介入時，會將信號傳送到ASR驅(qū)動器對驅(qū)動輪（一般是前輪）進行控制，以防止驅(qū)動輪打滑或使驅(qū)動輪的打滑保持在安全范圍內(nèi)。 　　ASR和ABS的工作原理方面有許多共同之處，兩者合并使用可形成更佳效果，構(gòu)成具有防車輪抱死和驅(qū)動輪防打滑控制(ABS /ASR)系統(tǒng)。到了1985年代中期，全球新出廠車輛安裝ABS系統(tǒng)的比例首次超過1％，通用車廠也決定把ABS列為旗下主力雪佛蘭車系的標準配備。從1978到1980年底，Bosch公司總共才售出24000套ABS系統(tǒng)。 　　1973年Bosch公司購得50％的Teldix GmbH公司股權(quán)及ABS領(lǐng)域的研發(fā)成果，1975年AEG、Teldix與Bosch達成協(xié)議，將ABS系統(tǒng)的開發(fā)計劃完全委托Bosch公司整合執(zhí)行。 　　精于汽車電子系統(tǒng)的德國公司Bosch（博世）研發(fā)ABS系統(tǒng)的起源要追溯到1936年，當年Bosch申請“機動車輛防止剎車抱死裝置”的專利。ouml。在汽車起步時可充分發(fā)揮引擎動力輸出（縮短加速時間），如果在剎車時則減速效果最大（剎車距離最短）。 　　“自動防抱死剎車”的原理并不難懂，在遭遇緊急情況時，未安裝ABS系統(tǒng)的車輛來不及分段緩剎只能立刻踩死。 　　進入70年代后期，數(shù)字式電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，為ABS系統(tǒng)向?qū)嵱没l(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。到1993年，美國在轎車上安裝ABS已達46%，現(xiàn)今在世界各國生產(chǎn)的轎車中有近75%的轎車應用ABS。 　　第一臺防抱死制動系統(tǒng)ABS(Antilock Brake System)，在1950年問世，首先被應用在航空領(lǐng)域的飛機上，1968年開始研究在汽車上應用。 克萊斯勒公司與本迪克斯（BENDIX）公司合作研制的稱為“SURETRACK”的能防止4個車輪被制動抱死的系統(tǒng)，在1971年開始裝備帝國（IMPERIAL）轎車，其結(jié)構(gòu)原理與凱爾塞在60年代后期和70年代初期，一些電子控制的制動防抱系統(tǒng)開始進入產(chǎn)品化階段。福特（FORD）公司曾于1954年將飛機的制動防抱系統(tǒng)移置在林肯（LINCOIN）轎車上，凱爾塞所以為了充分發(fā)揮輪胎與路面間的這種潛在的附著能力，目前在大多數(shù)車輛上都裝備了防抱死制動系統(tǒng)(Antilock Brake System)，簡稱ABS。如果只是后輪制動到抱死滑移而前輪還在滾動，即使受到不大的側(cè)向干擾力，汽車也將產(chǎn)生側(cè)滑(甩尾)現(xiàn)象。 the controllers, the method of logic rate has been firmed, and the bination of acceleration and slippage rate as been chose as control parameters. The time gate method to calculate the wheel rotate speed was adopted.In this paper, based on the knowledge I have mastered, I designed a ABS system and realized the