【正文】 制動踏板）到汽車完全停住為止所駛過的距離。圖 電子控制裝置占整車成本 ABS 制動效果評價汽車防抱死制動系統(tǒng)是汽車上應(yīng)用最為廣泛和成功的機電一體化系統(tǒng)之一，其英文名稱為 Antilock Braking System，簡稱 ABS，它是汽車上的一種主動安全裝置，用于防止汽車制動時車輪抱死，以獲得最佳效果。這還不包括電子控制裝置中的液壓系統(tǒng)、電液控制閥、驅(qū)動油缸及各類傳感器等的成本，如果把這些輔助裝置的成本計算在內(nèi)，則電子控制裝置占整車的成本比圖中所示的比例還要高一些。汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的另一個特征是汽車電子控制裝置占整車的成本逐年增加，即純機械部分所占的比重越來越少，而機電結(jié)合的電子控制裝置所占的比重越來越大。其他：刮雨器自動控制、全自動空調(diào)、車窗開關(guān)自動控制、汽車導航系統(tǒng)、安全氣囊。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前汽車上已經(jīng)使用和正在開發(fā)中的機電一體化系統(tǒng)達十種之多，按照應(yīng)用領(lǐng)域可以分為三方面：發(fā)動機：汽油機燃油噴射控制系統(tǒng)、發(fā)動機與變速器聯(lián)合控制系統(tǒng)、柴油機燃油噴射控制系統(tǒng)、柴油機啟動控制系統(tǒng)、泵噴嘴、廢氣再循環(huán)自動控制系統(tǒng)、共軌系統(tǒng)、電子控制消音器、增壓器自動控制系統(tǒng)、冷卻系自動控制系統(tǒng)。目 錄1概述................................................................. 1 ........................................... 1 ABS制動效果評價 ................................................... 2 ABS工作原理 ....................................................... 3 ABS應(yīng)用進展 ....................................................... 4 小結(jié) ............................................................... 5 2 ABS理論基礎(chǔ)......................................................... 6 ..................................... 6 制動力系數(shù)與側(cè)向力系數(shù)特性曲線 ..................................... 9 最佳滑移率范圍 .................................................... 12 小結(jié) .............................................................. 12 3 ABS構(gòu)造與工作原理.................................................. 13 輪速傳感器 ........................................................ 13 ABS執(zhí)行器 ........................................................ 14 .................................................... 15 ................................................ 16 ABS ECU........................................................... 19 小結(jié) .............................................................. 21 4 ABS控制技術(shù)........................................................ 22 ABS控制通道 ...................................................... 22 ABS控制方式 ...................................................... 23 ABS控制方法 ...................................................... 24 邏輯門限值控制 ................................................. 24 PID控制........................................................ 25 模糊控制 ....................................................... 26 ABS控制過程 ...................................................... 26 小結(jié) .............................................................. 29 5 典型 ABS介紹 ....................................................... 30 6 討論與總結(jié) ......................................................... 32 參考文獻 ............................................................. 34 致謝 ................................................................. 35 1 概述 汽車電子控制技術(shù)發(fā)展概況隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，以微型計算機和傳感器為基礎(chǔ)的機電一體化在汽車上獲得廣泛的應(yīng)用，汽車中傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)逐漸被基于微處理器和傳感器的機電一體化系統(tǒng)所代替，現(xiàn)代汽車已發(fā)展成機械技術(shù)、電子技術(shù)與信息科學緊密結(jié)合的高科技產(chǎn)品。汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的特征之一是應(yīng)用范圍不斷拓寬。底盤：變速器自動控制系統(tǒng)、電子控制空氣懸架系統(tǒng)、無極變速自動控制系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)、離合器自動控制系統(tǒng)、驅(qū)動力防滑系統(tǒng)、電子控制力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車速自動控制系統(tǒng)、主動半主動懸架系統(tǒng)、汽車無人駕駛系統(tǒng)。各種機電一體化系統(tǒng)，特別是電子控制噴油系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、電子控制懸架系統(tǒng)及自動導航系統(tǒng)等在汽車上的成功應(yīng)用，明顯地提高了汽車的經(jīng)濟性、安全性、可靠性和舒適性，減少了汽車有害尾氣的排放，減低了汽車的環(huán)境噪聲污染。圖 1976年到 2022年電子控制裝置占整車成本變化趨勢圖，從圖中可以看出，汽車電子控制裝置所占的比重逐年增加，到2022年電子控制裝置占整車成本到 7%以上。最新資料分析表明，汽車電子產(chǎn)品占現(xiàn)代轎車的成本已經(jīng)達到 30%。根據(jù)汽車制動動力學理論，汽車的制動效果主要用下列二個指標評價：（1）制動效果，即制動距離與制動減速度；（2）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。制動距離與制動踏板力、路面附著條件、汽車載荷、汽車行駛初速度等因素有關(guān)。制動時，特別是緊急制動盡可能短，即車輪與路面之間的制動力盡可能大。制動時車輪自動向左或向右偏駛稱為制動跑偏。前輪失去轉(zhuǎn)向能力是指彎道制動時，汽車不在按原來彎道行駛，而是沿彎道切線方向駛出，或者在直線行駛制動時，轉(zhuǎn)動方向盤后汽車仍然按直線方向行駛的現(xiàn)象。造成制動跑偏、側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力的原因是汽車與路面之間的側(cè)向力太小。有經(jīng)驗的駕駛員有時采用所謂的“點剎” ，即先將制動踏板踩到底，稍微放松一下以后再踩到底，如此反復進行，直到汽車停住為止。 ABS 工作原理汽車防抱死制動系統(tǒng)主要由輪速傳感器、電子控制單元（Electrical Control Unit，簡稱 ECU）和 ABS 執(zhí)行器等組成：.圖 ABS 示意圖 2..電子控制單元 執(zhí)行器 信號燈其中，輪速傳感器安裝在汽車驅(qū)動輪上，連續(xù)不斷地測取車輪的輪速，并將這些信號傳遞給 ABS ECU，電子控制單元將檢測到的轉(zhuǎn)速信號處理后與預先存儲在電子控制單元中的參考值進行比較，如果車輪的角減速度急劇增大，表明該車輪即將抱死，ABS ECU 指示執(zhí)行器降低該車輪制動輪缸的制動液壓，車輪開始轉(zhuǎn)動，當傳感器的信號表明車輪又正常轉(zhuǎn)動時，ABS ECU 又發(fā)出指令升高車輪制動輪缸的液壓，而執(zhí)行器則根據(jù)電子控制單元的指令“降低” 、 “增大”或“保持”各車輪制動輪缸的制動液壓，從而以脈沖形式（每秒 4—10次）進行制動壓力的調(diào)節(jié)，將車輪的滑移率始終控制在最佳滑移率范圍內(nèi)，從而保證在制動過程中車輪與路面之間的地面制動力和側(cè)向力最大，縮短制動距離，最大限制地保證制動時車輪的穩(wěn)定性，提高安全性。隨后的 1936年，德國的 Bosch 公司將電器傳感器用于測量車輪的轉(zhuǎn)速，并用電動機對控制閥孔口的大小進行控制，以調(diào)節(jié)制動壓力，該技術(shù)被認為是 ABS 朝實用化方向邁出的最重要的一步，其原理一直延用至今。進入 20世紀 70 年代，隨著電子技術(shù)的進步，數(shù)字電子技術(shù)，大規(guī)模集成電路的發(fā)展和微型計算機的應(yīng)用，ABS 的控制技術(shù)日趨成熟。此后，ABS 技術(shù)得到快速發(fā)展，發(fā)達國家汽車裝備 ABS 的數(shù)量逐步增加。 為了改善交通安全狀況，各國還紛紛通過立法和采用其他行政措施促進ABS 的應(yīng)用。日本從 1991年 10月起規(guī)定，對總質(zhì)量超過 13 t的牽引車和總質(zhì)量超過 10t的運輸危險品的拖車以及在高速公路上行駛的大客車均須裝備 ABS。美國的保險公司宣布，凡裝備 ABS 的汽車可以減收保險費。有時也稱為驅(qū)動力控制系統(tǒng)，其英文全稱為 Traction Control System，簡稱為 TRC。（2）減小體積，降低重量 現(xiàn)代汽車裝備的輔助裝置越來越多，一方面汽車的重量隨之增加，能耗與運行成本也相應(yīng)地增加；另一方面，可供這些裝置布置的空間受到限制，因此，減小 ABS 的體積，降低系統(tǒng)的總重量一直是ABS 的生產(chǎn)公司追求的目標。采用基于 CAN 總線的多控制系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)控制，將 ABS 與其他系統(tǒng)集成控制，可以節(jié)約成本，提高控制效率. 小結(jié)機電一體化在汽車上的成功應(yīng)用，明顯地提高