【正文】 圈6旋轉(zhuǎn)時，齒頂和齒隙交替對向極軸。 圖37車輪轉(zhuǎn)速傳感器剖視圖1．電磁式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)傳感頭的結(jié)構(gòu)如下圖38所示，它由永磁體極軸5和感應(yīng)線圈4等組成,極軸頭部結(jié)構(gòu)有鑿式和柱式兩種。圖37所示為轉(zhuǎn)速傳感器在車輪上的安裝位置。輪速傳感器在車輪上的安裝位置輪速傳感器通常安裝在差速器、變速器輸出軸、各車輪輪軸上。5V單雙極性可選，轉(zhuǎn)換時間為10μs，單通道最大采集速率50KHz，片內(nèi)帶基準(zhǔn)電壓、三態(tài)緩沖器，且具有采樣保持電路，完全滿足設(shè)計的需要。A/D轉(zhuǎn)換電路電路本模塊中A/D轉(zhuǎn)換器選用AD1674，它與AD574兼容，12位分辨率，輸入電壓范圍0～177。并口擴(kuò)展可以采用專用擴(kuò)展芯片或通用74系列的邏輯芯片，為了簡化電路和編程，采用常見的可擴(kuò)展24路IO口的82C55A并口擴(kuò)展芯片。數(shù)字顯示儀表的有效BCD碼位數(shù)為5位(個、十、百位及2位小數(shù)位)，另帶一位符號位，共有21位二進(jìn)制位。數(shù)字信號采集電路電液伺服實驗臺需要采集的物理量之一是液壓缸的位移，實驗室現(xiàn)有裝備的位移傳感器有2種：感應(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)光電編碼器。在低速和總線長度較短時，一般采用斜率控制方式，限制上升和下降斜率，降低射頻干擾，斜率可通過由RS引腳至地連接的電阻進(jìn)行控制。需注意的是，80C196KC是Intel公司的處理器，因此SJA1000工作在Intel方式，mode引腳應(yīng)接電源正端，另外單片機(jī)的外部中斷只有正跳變有效，而SJA1000的中斷信號是低電平有效，因此需反相后才能連接單片機(jī)中斷引腳。SJA1000在軟件上和引腳上都是與它的前款PCA82C200獨立控制器兼容的，并增加了許多新功能：標(biāo)準(zhǔn)幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和擴(kuò)展幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且這2種幀格式都具有單/雙接收過濾器；64字節(jié)的接收FIFO；可讀錯誤計數(shù)器和可編程的出錯警告界限以及僅聽模式和自測試模式等。CPU的操作直接面向256字節(jié)的寄存器，消除了51單片機(jī)中存在的累加器的瓶頸問題，提高了操作速度和數(shù)據(jù)吞吐能力。 CPU簡介電源型：1腳、12腳、14腳、36腳、37腳、68腳。輸出型：40腳、41腳、61腳、62腳、64腳、65腳，HS0口的28腳、29腳、34腳、35腳。它的各腳的名稱（作用）會在我下面畫的圖36中給出，這里不再贅述。圖35防抱死制動系統(tǒng)基本組成 80C196KC最小系統(tǒng)但由于制動時兩后輪并未抱死，能夠顯著地提高制動時的方向穩(wěn)定性，在安全上是一大優(yōu)點，加之具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點，所以一通道ABS目前在一些輕型載貨車上仍廣泛應(yīng)用圖34單通道 防抱死制動系統(tǒng)的基本組成一通道ABS不能使兩后輪的附著力得到充分利用，因而制動距離不一定會明顯縮短。 圖33 雙通道4．單通道一通道ABS常稱為單通道ABS。 圖32 三通道二通道式ABS通常稱為雙通道ABS。按照控制通道數(shù)目的不同，ABS系統(tǒng)分為四通道、三通道、雙通道和單通道四種形式，而布置形式多種多樣。如果對某車輪的制動壓力可以進(jìn)行單獨調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為獨立控制；如果對倆個或倆個以上車輪的制動壓力一同進(jìn)行調(diào)節(jié)，則稱這種方式為一同控制。圖24常開閥開、常閉閥關(guān)，制動壓力增大 2．制動壓力保持階段當(dāng)被制動的車輪趨于抱死時，車輪轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出車輪有抱死危險的信號，電子控制單元向液壓控制單元發(fā)出“保持壓力”的指令，給常開閥通電使其斷開，常閉閥處于無電狀態(tài)仍保持關(guān)閉。將傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、判斷、變成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所必需的信息，這部分工作對于電腦來說是很簡單的，按照電腦的指令執(zhí)行操作，這在機(jī)械結(jié)構(gòu)上也不會有什么大問題?？墒且坏┯錾暇o急狀態(tài)，大多數(shù)人都是一腳踏死制動踏板，使輪胎抱死為此。要完成上述制動要求確實難上加難。 當(dāng)然，司機(jī)在駕駛室內(nèi)根本看不到車輪是否抱死，至于按一定輪胎滑動率去操作制動，那更不是凡人所能達(dá)到的境界了。 為了達(dá)到上述目的，要求司機(jī)在操作時應(yīng)十分精心，即踏動制動踏板使車輪抱死，然后在輪胎抱死的一瞬間放松制動踏板，輪胎一旦開始轉(zhuǎn)動再踏動制動踏板使車輪抱死，如此反復(fù)操作。為了避免發(fā)生這些現(xiàn)象，司機(jī)在踏動制動板時，必須謹(jǐn)慎從事。 在車輪抱死之后，方向盤已經(jīng)不起作用了，汽車陷入了不能控制方向的困境，只有前輪抱死的汽車沿著直線前進(jìn)最后停車，只有后輪抱死的汽車發(fā)生旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象最后停車，如果前后輪都抱死的話，汽車一邊轉(zhuǎn)一邊沿直線前進(jìn)最后停車。這樣汽車的側(cè)向附著力幾乎等于零。司機(jī)踏動制動踏板，隨著制動力的加大，輪胎的滑動率增加，側(cè)向附著力逐漸減速小。汽車的側(cè)向附著力和制動力之間的關(guān)系十分緊密。 轉(zhuǎn)向時的制動 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時，如果汽車緊急制動的話，和直線行駛一樣會出現(xiàn)車輪抱死現(xiàn)象。如果輪胎的滑動率過大的話，附著力反而要降低。 這是不正確的。然后，再測量一下制動距離，看一看該車制動效果好不好。在日常生活中，大家都可能遇到過這種現(xiàn)象。當(dāng)車輪抱死時，橫向附著系數(shù)幾乎為零，此時導(dǎo)致橫向附著力幾乎為零，其危害是較大的，主要是：（1）方向穩(wěn)定性差。橫向附著系數(shù)越大，汽車制動時方向穩(wěn)定性和保持轉(zhuǎn)向控制能力越強。同時給出車輪的橫向（側(cè)向）附著系數(shù)φy。圖23滑移率s和附著系數(shù)φ的關(guān)系為了方便說明附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系，以典型的干燥硬實路面上附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系進(jìn)行介紹，見圖23所示。 ，附著系數(shù)都隨滑移率的變化而變化。通過試驗，附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系見圖22所示從圖22中可以看出：圖22 車輪滑移率 。車輪的滑動程度一般可用滑移率來表示，即 式中： s——滑移率； 　v——車輪中心的平移速度；　ω——車輪轉(zhuǎn)動角速度；　r——設(shè)有地面制動力時的車輪滾動半徑。 由此可見，汽車的地面制動力首先取決于制動器制動力，但同時又受地面附著條件的限制，所以，只有汽車具有足夠的制動器制動力，同時地面又能提供較高的附著系數(shù)時，才有可能獲得足夠的地面制動力。 設(shè)路面附著系數(shù)為一常數(shù)， 則當(dāng)制動踏板力或制動系壓力上升到某一值， 而地面制動力xb達(dá)到最大值xbmax＝Z時， 車輪即抱死不轉(zhuǎn)而出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象， 地面制動力就不會再增加了。顯然車輪滾動時的地面制動力就等于制動器制動力，且隨踏板力的增長成比例地增加。但是那個時候的汽車行駛方向只有天知道 滑移率在制動時，汽車的制動距離與汽車受到的地面制動力大小有關(guān)。因為是在轉(zhuǎn)向過程中，汽車發(fā)生旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象是極其危險的。這時，汽車不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，駕駛員和乘客在車上怎樣運動與汽車前進(jìn)方向無關(guān)。在轉(zhuǎn)彎過程中，前后輪抱死之后，汽車仍能保持原轉(zhuǎn)向方向并慢慢轉(zhuǎn)彎，但汽車重心的運動方向是直線前進(jìn)，直到停車。前后輪同時抱死之后，汽車能維持原運動方向。這種現(xiàn)象一般出現(xiàn)在前輪制動力比較大的汽車上，也就是說，后輪不容易抱死的車輛上。2．前輪抱死——直線前進(jìn)，最終停車。所以在制動過程中仍可躲避行駛前方的障礙物，在轉(zhuǎn)彎時仍然可以適當(dāng)?shù)刂苿印?．前后輪不抱死——汽車方向能夠操縱。然而一旦出現(xiàn)緊急狀況，不得不緊急制動，上述現(xiàn)象仍然不可避免。 綜合以上所述，由于前后輪制動力分配比例不同，在緊急制動時，汽車的運動狀態(tài)大不相同。所以在車輪抱死之后，汽車仍然會按車輪抱死前的運動路線繼續(xù)向前行駛。如果前后輪制動力分配得非常巧妙的話，當(dāng)汽車制動時，前后輪將會同時出現(xiàn)抱死。這種情況是不理想的。這時失去側(cè)向力的是后輪，后輪將會產(chǎn)生橫向打滑，并使汽車?yán)@自身重心旋轉(zhuǎn)，一直到停車為止。 后輪抱死。假如此時汽車正在處于轉(zhuǎn)向過程中，汽車將會沿彎道切線方向沖出道路。抱死的前輪會失去側(cè)向力，而后輪沒有抱死，仍能產(chǎn)生充分的側(cè)向力。由于汽車發(fā)動機(jī)一般情況下布置在前部，因而前部負(fù)荷大，所以汽車設(shè)計時，前后輪制動力分配比例不同，這和前后輪驅(qū)動力分配概念十分相似。汽車的地面制動力首先取決于制動器制動力，同時受地面附著條件的限制，當(dāng)路面能提供足夠高的附著力時，才能獲得足夠高的地面制動力 車輪抱死時汽車的運動情況汽車在行駛過程中，會有各種不同的行駛狀況，制動時也同樣。 G車輪上的垂直載荷(N)。但是地面制動力取決于兩個摩擦副的摩擦力。但山于空氣阻力相對較小，所以實際上外力主要山地面提供的。第2章 防抱死制動系統(tǒng)的基本原理 汽車制動時的運動狀況 制動時車輪受力分析 汽車受到與行駛方向相反的外力時，才能從一定的速度制動到較小車速或直到停車。新刀具材料的研制周期會越來越短,新品種新牌號的推出也將越來越快。清華大學(xué)研制的適用于中型客車的氣制動ABS由于資源價格和性能上的優(yōu)勢,陶瓷材料的應(yīng)用將迅速擴(kuò)展。山東重汽集團(tuán)引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行的研究也已取得了一些進(jìn)展。西安博華公司主要產(chǎn)品是適用于大中型客車和貨車的氣壓四通道ABS 和適用中型面包車的液壓三通道ABS 及其相關(guān)零部件。另外,他們在基于MAT2LAB 仿真環(huán)境實現(xiàn)防抱死控制邏輯、基于VB 開發(fā)環(huán)境進(jìn)行車輛操縱仿真和車輛動力學(xué)控制的模擬研究等方面也頗有研究。另外,在滑移率和附著系數(shù)之間的關(guān)系、汽車整車技術(shù)條件和試驗方法方面也有獨到見解。華南理工交通學(xué)院汽車系以吳浩佳教授為代表從事汽車安全與電子技術(shù)及汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的研究,在ABS 技術(shù)方面有獨到之處,能夠建立制動壓力函數(shù),通過車輪地面制動力和整車動力學(xué)方程計算出汽車制動的平均減速度和車速。該實驗室針對ABS 做了多方面的研究,其中,在ABS 控制量、輪速信號抗干擾處理、輪速信號異點剔除、防抱死電磁閥動作響應(yīng)研究等方面的研究處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。具有代表性的有以下幾個。隨著新理論、新材料、新技術(shù)等的不斷應(yīng)用，結(jié)構(gòu)更簡化、性能更強、成本更低的ABS產(chǎn)品將不斷推出，汽車安全性也將因此得到進(jìn)一步的改善和提高 國內(nèi)ABS系統(tǒng)研究的理論狀態(tài)和具有代表的ABS產(chǎn)品公司我國ABS 的研究開始于80 年代初。NHTSA（北美高速公路安全局）曾估計ABS系統(tǒng)拯救了14563名北美駕駛?cè)说男悦?　　從ABS到ESP，汽車工程師在提升行車穩(wěn)定性的努力似乎到了極限（民用型ESP系統(tǒng)誕生至今已近10年），不過就算計算機(jī)再先進(jìn)仍須要駕駛?cè)说倪m當(dāng)操作才能發(fā)揮最大功效。不像安全氣囊與安全帶（可以透過死亡數(shù)目除以車禍數(shù)目的比例來分析），屬于“防患于未然”的ABS系統(tǒng)較難以真實數(shù)據(jù)佐證它將多少人從鬼門關(guān)前搶回？但據(jù)德國保險業(yè)協(xié)會、汽車安全學(xué)會分析了導(dǎo)致嚴(yán)重傷亡交通事故的原因后的研究顯示，60%的死亡交通事故是由于側(cè)面撞車引起的，30%到40%是由于超速行駛、突然轉(zhuǎn)向或操作不當(dāng)引發(fā)的。Bosch車廠于2003年慶祝售出超過一億套ABS系統(tǒng)及1000萬套ESP系統(tǒng)，根據(jù)ACEA（歐洲車輛制造協(xié)會）的調(diào)查，今天每一輛歐洲大陸境內(nèi)所生產(chǎn)的新車都搭載了ABS系統(tǒng)，全世界也有超過60％的新車擁有此項裝置。4年后奔馳公司就正式宣布全車系都將ESP列為標(biāo)準(zhǔn)配備。整合ABS、EBD、EDL、ASR等系統(tǒng)的ESP讓車主只要專注于行車，讓計算機(jī)輕松應(yīng)付各種突發(fā)狀況。 　　ABS與ASR/ TCS系統(tǒng)已受到全世界車主的認(rèn)同，但Bosch的工程團(tuán)隊卻并不滿足，反而向下一個更具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)：ESP（Electronic Stabilty Program，行車動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)）前進(jìn)！有別于ABS與TCS僅能增加剎車與加速時的穩(wěn)定性，ESP在行車過程中任何時刻都能維持車輛在最佳的動態(tài)平衡與行車路線上。 　　1990年代前半期ABS系統(tǒng)逐漸開始普及于量產(chǎn)車款。技術(shù)上的突破讓Bosch在1989年推出的ABS 2E系統(tǒng)首次將原先分離于引擎室（液壓驅(qū)動組件）與中控臺（電子控制組件）內(nèi)，必須依賴復(fù)雜線路連接的設(shè)計更改為“兩組件整合為一”設(shè)計！ABS 2E系統(tǒng)也是歷史上第一個舍棄集成電路，改以一個8 k字節(jié)運算速度的微處理器（CPU）負(fù)責(zé)所有控制工作的ABS系統(tǒng)，再度寫下了新的里程碑。第一款搭載ASR系統(tǒng)的新車型在1987年出現(xiàn)，奔馳S 級再度成為歷史的創(chuàng)造者。首先由引擎ECU降低副節(jié)氣門以減少進(jìn)油量，使引擎動力輸出扭矩減小。這套系統(tǒng)主要由輪速傳感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驅(qū)動器、ASR驅(qū)動器、副節(jié)氣門控制器和主、副節(jié)氣門位置傳感器等組成。由于ASR是通過調(diào)整驅(qū)動輪的扭矩來控制，因而又叫驅(qū)動力控制系統(tǒng)，在日本又稱之為TRC或TRAC。 　　1986年是另一個值得紀(jì)念的年份，除了Bosch公司慶祝售出第100萬套ABS系統(tǒng)外，更重要的是Bosch推出史上第一具供民用車使用的TCS/ ASR循跡控制系統(tǒng)。1983年推出的ABS ，控制組件也減少到70個。所幸第二年即成長到76000套。 　　在誕生的前3年中，ABS系統(tǒng)都苦于成本過于高昂而無法開拓市場?！癆BS 2”在3年的努力后誕生！有別于ABS 1采用模擬式電子組件， ABS 2系統(tǒng)完全以數(shù)字式組件進(jìn)行設(shè)計，不但控制單元內(nèi)組件數(shù)目從1000個銳減到140個，而且有造價降低、可靠性大幅提升與運算速度明顯加快的三大優(yōu)勢。Teldix GmbH公司從1970年和奔馳車廠合作開發(fā)出第一具用于道路車輛的原型機(jī)——ABS 1， 該系統(tǒng)已具備量產(chǎn)基礎(chǔ)，但可靠性不足，而且控制單元內(nèi)的組件超過1000個，不但成本過高也很容易發(fā)生故障。1964年（也是集成電路誕生的一年）Bosch公司再度開始ABS的研發(fā)計劃，最后有了“通過電子裝置控制來防止車輪抱死是可行的”結(jié)論，這是ABS（Antilock Braking System）名詞在歷史上第一次出現(xiàn)！世界上第一具ABS原型機(jī)于1966年出現(xiàn)，向世人證明“縮短剎車距離”并非不可能完成的任務(wù)。 　　當(dāng)時開發(fā)剎車防抱死裝置的技術(shù)瓶頸是什么？首先該裝置需要一套系統(tǒng)實時監(jiān)測輪胎速度變化量并立即通過液壓系統(tǒng)調(diào)整剎車壓力大小，在那個沒有集成電路與計算機(jī)的年代，沒有任何機(jī)械裝置能夠達(dá)成如此敏捷的反應(yīng)！等到ABS系統(tǒng)的誕生露出一線曙光時，已經(jīng)是半導(dǎo)體技術(shù)有了初步規(guī)模的1960年代早期。hl的“液壓剎車安全裝置”與Richard Trappe的“車輪抱死防止器”等嘗試都宣告失敗。接下來的30年中，