分 類 號(hào) 密 級(jí) 寧寧波大紅鷹學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )ABS 汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師2014 年 03 月 15 日誠(chéng) 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 《XXXXXXXX》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）： 年 月 日I摘 要汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-Lock Braking System，簡(jiǎn)稱 ABS）是一種性能優(yōu)良的主動(dòng)安全裝置，可大大減少交通事故的發(fā)生率，歐美等國(guó)家早就將其作為汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置，而國(guó)內(nèi) ABS 研究工作目前尚屬于起步階段。氣壓制動(dòng)的汽車多沒(méi)有配備 ABS。本文介紹了適用于汽車的氣動(dòng)防抱死系統(tǒng)的布置以及控制方案的設(shè)計(jì)，為氣壓制動(dòng)的汽車提供穩(wěn)定的氣動(dòng) ABS。關(guān)鍵詞：氣動(dòng) ABS，氣制動(dòng)，邏輯門限控制，制動(dòng)性能IIAbstractAutomobile anti lock braking system (Anti-Lock Braking System, referred to as ABS) is a kind of active safety device with excellent performance, can greatly reduce the incidence of traffic accidents, many countries in Europe and America would have it as the standard configuration of vehicle, and domestic ABS research work at present still belongs to the starting stage. Pneumatic braking vehicle not equipped with ABS. This paper introduces the design and arrangement for automobile pneumatic anti lock braking system and control program, to provide a stable pneumatic ABS for air braking vehicle.Key Words: abs pneumatic, pneumatic brake, logic threshold control, braking performanceIII目 錄摘 要 .IAbstract II目 錄 .III第 1 章 緒論.11.1 課題背景 11.2 汽車防抱死系統(tǒng)簡(jiǎn)介 11.2.1 ABS 的作用機(jī)理 .21.2.2 氣動(dòng) ABS 的工作原理 21.2.3 氣動(dòng) ABS 系統(tǒng)的組成 31.3 本章小結(jié) 3第 2 章 氣動(dòng)防抱死系統(tǒng)工作過(guò)程.42.1 車輪速度傳感器基本結(jié)構(gòu) .42.1.1 車輪速度傳感器基本結(jié)構(gòu) 42.1.2 車輪速度傳感器信號(hào)產(chǎn)生原理 42.1.3 車輪速度傳感器的工作原理 .52.1.4 車速傳感器的安裝 .62.2 信號(hào)處理 62.2.1 控制邏輯 .72.2.2 電子控制單元 ECU142.2.3 控制原則 .142.3 ABS 電磁閥 .152.4 ABS 電磁閥的工作過(guò)程 .162.5 本章小結(jié) 17第 3 章 結(jié) 論.18參考文獻(xiàn).19致 謝.21第 1 章 緒論1第 1 章 緒論1.1 課題背景在各種電控系統(tǒng)出現(xiàn)在汽車上時(shí)，未來(lái)的汽車將變得更加清潔、安全與舒適。汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-lock Braking System，簡(jiǎn)稱 ABS）是汽車重要的主動(dòng)安全系統(tǒng)，裝備 ABS 系統(tǒng)的汽車明顯提高汽車在緊急制動(dòng)時(shí)的安全性，降低交通事故率；國(guó)外保險(xiǎn)公司對(duì)裝備了 ABS 系統(tǒng)的汽車，保險(xiǎn)費(fèi)額減少 5~7%，足以證明其作用。北美、歐、日地區(qū)早在 20 世紀(jì) 90 年代就規(guī)定新注冊(cè)的大客車、汽車和危險(xiǎn)品裝載車必須裝備ABS 系統(tǒng)，美國(guó)已經(jīng)規(guī)定半掛車至少有一軸裝備 ABS 控制，而我國(guó)目前汽車 ABS 正處于開發(fā)初期，市場(chǎng)供應(yīng)裝備 ABS 汽車絕大部分是國(guó)外產(chǎn)品活國(guó)外技術(shù)的產(chǎn)品，限制了 ABS 在國(guó)產(chǎn)汽車上的應(yīng)用。我國(guó) ABS 的開發(fā)、裝配均處于起步狀態(tài)，2003 年又重新修訂了對(duì) ABS 產(chǎn)品的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)《汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)性能要求和試驗(yàn)方法》(GB13594-2003)，并于 1999 年和 2004 年重新修訂并頒布了 《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)方法》和《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》2 個(gè)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定 12 t 以上的大型客車和 16 t 以上的貨車必須裝備 ABS 裝置。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB12676-1999“汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能和試驗(yàn)方法”規(guī)定從 2003 年 10 月起，M3 類旅游客車、N3 累載貨汽車和 O4 類掛車必須裝用防抱死制動(dòng)裝置，交通部規(guī)定高速公路營(yíng)運(yùn)客車必須裝備ABS 系統(tǒng)。這些政策法規(guī)的頒布，使得獨(dú)立自主研發(fā)的高性能汽車用防抱死制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品有極大的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。就目前來(lái)講，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)在轎車上的使用絕對(duì)普遍，可以說(shuō) ABS 已經(jīng)是現(xiàn)在轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置，但是對(duì)于更多的行駛在高速公路事故率更高的汽車來(lái)說(shuō)，ABS 的使用還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。尤其是對(duì)于出廠時(shí)沒(méi)有配備 ABS 的汽車來(lái)說(shuō)，司機(jī)只能憑借自己的駕駛經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)制動(dòng)。因此，本課題是在目前普遍應(yīng)用在汽車上的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做了改動(dòng)，設(shè)計(jì)出了適用于汽車的氣動(dòng)防抱死系統(tǒng)，本方案不但可以直接用于即將下線的新車型上，也可以經(jīng)過(guò)改動(dòng)用于出廠時(shí)未配備 ABS 的氣壓制動(dòng)車型上。1.2 汽車防抱死系統(tǒng)簡(jiǎn)介防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的任務(wù)是防止由于制動(dòng)力過(guò)大造成的車輪抱死（尤其在光滑路面寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2上） 。確保車輛在全制動(dòng)時(shí)也能維持橫向牽引力，保證了駕駛的穩(wěn)定性和車輛的轉(zhuǎn)向控制性以及主、掛車制動(dòng)結(jié)合的最佳效果。同時(shí)保證了可利用的輪胎和路面之間的制動(dòng)摩擦力以及車輛減速和停車距離的最優(yōu)化。1.2.1 ABS 的作用機(jī)理車輛的制動(dòng)性能取決于輪胎與地面的附著系數(shù) μ，附著系數(shù)主要與車輪滑移率有關(guān)，還與路面條件、輪胎條件、車輛軸荷、車輛速度、環(huán)境溫度、車輪所受的橫向力等有關(guān)。在制動(dòng)過(guò)程中，隨著制動(dòng)器制動(dòng)力矩的增加，車輪的角減速度增大,車輪滑移率 λ 也上升，由圖 1-1a 可以看出：隨著 λ 的上升， μ 也上升。在達(dá)到最大峰值附著系數(shù)以前，車輪處于穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，隨著車輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的增加，地面制動(dòng)力隨之增加，當(dāng)?shù)孛嬷苿?dòng)力超過(guò)車輪與地面間的最大附著力時(shí)，車輪則處于輪胎特性曲線的不穩(wěn)定區(qū)域，車輪將會(huì)抱死，使 μ 減小，尤其是橫向附著系數(shù) μS 迅速減小，如圖1-1b 所示。在高速濕路面上制動(dòng)抱死時(shí)，路面附著系數(shù)大大小于峰值附著系數(shù)，使車輛制動(dòng)力大大減小。而在轉(zhuǎn)彎的情況下，抱死車輪會(huì)使輪胎的橫向力迅速減小，車輛的穩(wěn)定性很容易喪失。理論上，ABS 要比制動(dòng)抱死時(shí)制動(dòng)距離短，但在干路面上車輛中、低速制動(dòng)時(shí)往往不明顯，這是因?yàn)檫@時(shí)的峰值附著系數(shù)與抱死時(shí)的附著系數(shù)相差不多，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn) ABS 制動(dòng)要比不帶 ABS 時(shí)制動(dòng)距離略長(zhǎng)些，但重要的是車輛的制動(dòng)穩(wěn)定性得到了改善。1.2.2 氣動(dòng) ABS 的工作原理ABS 由 3 部分組成，即 ABS 控制器 ECU、電磁調(diào)節(jié)閥和傳感器。當(dāng)駕駛員踩制動(dòng)第 1 章 緒論3踏板時(shí)，壓縮空氣通過(guò)制動(dòng)總閥經(jīng)電磁調(diào)節(jié)閥流入前、后車輪的制動(dòng)氣室，隨著制動(dòng)氣室壓縮空氣量的增加，制動(dòng)器制動(dòng)力矩增加，使車輪減速。在這一過(guò)程中，車輪上ABS 傳感器測(cè)量每個(gè)車輪的角速度，并以脈沖的形式輸出，脈沖頻率與車輪角速度成正比。車輪角速度信號(hào)被采集到控制器 ECU 中，在控制器中的控制軟件根據(jù) 4 個(gè)車輪的角速度計(jì)算出角加、減速度，估計(jì)車輪參考速度，計(jì)算出參考滑移率，并由此計(jì)算出所需的制動(dòng)氣室氣壓力，通過(guò)控制器 I/O 端口，將它變?yōu)殡姶砰y的控制指令，使制動(dòng)氣室的壓力根據(jù)路面情況進(jìn)行控制，這種壓力恰使車輪能工作在最佳的附著系數(shù)區(qū)域，即峰值附著系數(shù)附近，充分發(fā)揮汽車的制動(dòng)效能，防止車輪抱死。防抱系統(tǒng)只有在車輪有抱死趨勢(shì)，也即車輪與路面的附著系數(shù)已處于輪胎特性曲線 μ-λ 的不穩(wěn)定區(qū)域時(shí)才會(huì)發(fā)揮作用。1.2.3 氣動(dòng) ABS 系統(tǒng)的組成氣動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）包括：4 或 6 個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器、襯套、齒圈、3~6 個(gè)電磁閥、電子控制單元（ECU） 、指示燈、診斷接口、數(shù)據(jù)接口底盤線束、電源、保險(xiǎn)等。對(duì)于本課題系統(tǒng)的布置，由于適用于 3 軸汽車，所以選用了 6S/6M 的布置方式，即 6 個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器和 6 個(gè) ABS 電磁閥。布置方式如圖 1-2 所示。1.3 本章小結(jié)本章簡(jiǎn)單介紹了本課題研究的氣動(dòng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，本課題主要是對(duì)汽車用的氣壓制動(dòng) ABS 系統(tǒng)進(jìn)行布置及控制方案設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)能在每臺(tái)汽車上都可以使用氣動(dòng) ABS系統(tǒng)。各部件具體的結(jié)構(gòu)、安裝位置、工作原理以及控制方案將在第二章里具體介紹。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4第 2 章 氣動(dòng)防抱死系統(tǒng)工作過(guò)程汽車制動(dòng)時(shí)，氣動(dòng) ABS 的工作過(guò)程如圖 2-1，車輪轉(zhuǎn)速傳感器將車輪的轉(zhuǎn)速采集成信號(hào)，傳遞到 ECU 做相應(yīng)的信號(hào)處理，由 ECU 控制 ABS 電磁閥，已達(dá)到控制制動(dòng)器壓力的效果，從而防止了車輪的抱死。具體過(guò)程見下文。2.1 車輪速度傳感器基本結(jié)構(gòu)氣動(dòng) ABS 的信號(hào)采集是通過(guò)車輪轉(zhuǎn)速傳感器完成的，它可以測(cè)出車輪與驅(qū)動(dòng)軸共同旋轉(zhuǎn)的齒圈數(shù)，然后產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)速成正比的交流信號(hào)。車輪速度傳感器將車輪輪速信號(hào)傳給 ABS 系統(tǒng)電控單元，電控單元通過(guò)計(jì)算決定是否開始或準(zhǔn)確地進(jìn)行防抱死制動(dòng)。因此，車輪速度傳感器十分重要。2.1.1 車輪速度傳感器基本結(jié)構(gòu)車輪速度傳感器是一種由磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電壓的裝置，在每個(gè)車輪上安裝一個(gè)，共六個(gè)，由磁感應(yīng)傳感頭與齒圈組成。傳感頭是一個(gè)靜止部件，由永久磁鐵、電磁線圈和磁極等構(gòu)成，安裝在每個(gè)車輪的托架上。齒圈是一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，一般安裝在輪轂上或輪軸上與車輪一起旋轉(zhuǎn)。齒圈上齒數(shù)的多少與車型、ABS 系統(tǒng)電控單元有關(guān)。本系統(tǒng)采用的傳感器的齒圈的有 100 個(gè)齒，傳感器的頻率為 100Hz，阻值為1100~1250（與環(huán)境溫度有關(guān)，感應(yīng)電壓為 110mV。傳感頭磁極與齒圈的端面的空氣隙為 0.7mm。在實(shí)際安裝中，可用一個(gè)厚度與空氣隙大小一樣的紙盤貼在傳感頭的磁極面上，紙盤的另一面緊挨齒圈凸出端面，然后固定傳感頭即可。2.1.2 車輪速度傳感器信號(hào)產(chǎn)生原理車輪速度傳感器與普通的交流電機(jī)原理相同。永久磁鐵產(chǎn)生一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)，齒圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒圈齒頂和電極之間的間隙就以一定的速度變化，這樣就會(huì)使齒圈和電極組成的磁路中的磁阻發(fā)生變化。其結(jié)果使磁通量周期性增減，在線圈兩端產(chǎn)第 2 章 本章標(biāo)題5生正比于磁通量增減速度，在線圈兩端產(chǎn)生正比于磁通量增減速度的感應(yīng)電壓，見圖2-2。將磁場(chǎng)強(qiáng)度換成電壓、磁阻換成電阻、磁通量換成電流，類比歐姆定律其工作原理很容易理解。因此，感應(yīng)電壓正比于車輪速度。2.1.3 車輪速度傳感器的工作原理車輪速度傳感器的工作原理如圖 2-3 所示。傳感頭與齒圈緊挨著固定，當(dāng)齒圈隨車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在永久磁鐵上的電磁感應(yīng)線圈中就產(chǎn)生一交流信號(hào)（這是因?yàn)辇X圈上齒峰與齒谷通過(guò)時(shí)引起磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化的故障） ，交流信號(hào)的頻率與車輪速度成正比，交流信號(hào)的振幅隨輪速的變化而變化（達(dá)科 ABS（VI）最低轉(zhuǎn)速時(shí)電壓為 0.1V，最高時(shí)為9V） 。ABS 電控單元（ ECU）通過(guò)識(shí)別傳感器發(fā)來(lái)交流信號(hào)的頻率來(lái)確定車輪的轉(zhuǎn)速，將確定的車速求導(dǎo)得到車輪的加速度，這就是下面所要用到的門限值，而通過(guò)電壓的變化頻率和幅度，ECU 還可以計(jì)算出車輪的滑移率 S，然后 ECU 會(huì)根據(jù)后面的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。另外傳感器還引出兩根線接入電控單元，這兩根線必須是屏蔽線。車輪速度傳感器或其線路如果有故障，ABS 電控單元會(huì)自動(dòng)記錄故障，點(diǎn)燃故障指示燈，讓普通制動(dòng)系統(tǒng)繼 續(xù)工作。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）62.1.4 車速傳感器的安裝限于汽車的驅(qū)動(dòng)方式（通常為 6*4 兩后軸驅(qū)動(dòng)） ，作為驅(qū)動(dòng)輪后輪的傳感器的齒圈應(yīng)安裝在后軸上，傳感器裝入夾持體（如圖 2-4） 。而從動(dòng)輪的前輪的傳感器的齒圈，應(yīng)安裝在車輪輪轂旁邊，傳感器裝入轉(zhuǎn)向臂上的孔內(nèi)（如圖 2-5） 。2.2 信號(hào)處理目前 ABS 的控制方法很多，本系統(tǒng)采用了邏輯門限值控制技術(shù)。這種控制方式不需要建立系統(tǒng)具體的數(shù)學(xué)模型,并且對(duì)系統(tǒng)的非線性控制很有效,比較適合用于 ABS 的控制。當(dāng)其用于 ABS 的控制時(shí),僅需要采用汽車制動(dòng)過(guò)程中車輪的角加速度、角減速度門限控制就可以實(shí)現(xiàn)基本的防抱死制動(dòng)循環(huán)。如果再附加適當(dāng)?shù)妮o助門限,則會(huì)得到更為理想的控制效果。第 2 章 本章標(biāo)題72.2.1 控制邏輯1、高附著系數(shù)路面上 ABS 的控制邏輯圖 2-6 為高附著系數(shù)路面上典型的 ABS 控制循環(huán),控制采用邏輯門限方式,其門限為：車輪角減速度門限-a,車輪角加速度門限 + a 和車輪參考滑移率門限 λ 1 ，λ 2。制動(dòng)開始時(shí)制動(dòng)壓力增加，如果測(cè)得的車輪角減速度低于角加速度門限值-a 時(shí)，去此刻車輪速度作為車體的初始參考速度 v0，此后的車體參考速度 v 依據(jù)車體減速度-j 計(jì)算，即：參考車速 v=v0-jt，由此可算出任一時(shí)刻的參考滑移率。在制動(dòng)的初始階段，為是車輛避免在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)進(jìn)入第 2 階段（減壓階段） ，這時(shí)還要比較滑移率。如果 λ＜λ 1，說(shuō)明車輛的滑移率偏小，則控制過(guò)程進(jìn)入保壓狀態(tài)，以使車輪充分制動(dòng)，直到 λ＞λ 1，確保車輪向輪胎滑移特性曲線 μ-λ 的不穩(wěn)定區(qū)域移動(dòng)，然后將電磁閥開啟到減壓位置，進(jìn)入到第 3 階段。由于減壓，車輪角加速度開始回升。當(dāng)車輪角加速度高于-a 門限值時(shí)，電磁閥開啟到保壓位置進(jìn)入第 4 階段。由于制動(dòng)系統(tǒng)的慣性及制動(dòng)氣室所保持的壓力，使此時(shí)車輪速度繼續(xù)上升，角加速度由負(fù)值增加到正值，直到超過(guò)角加速度門限值+a。為了適應(yīng)高附著系數(shù)路面附著系數(shù)的突然增加，本系統(tǒng)設(shè)定了第二角加速度門限+A k，如果在給定保壓時(shí)間內(nèi)車輪加加速度不能超過(guò)門限值+a ，則屬于低附著系數(shù)路面的情況（控制方式如 2.2.1.2） ，如果超過(guò)門限值+a，怎繼續(xù)保壓，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種情況：（1） 附著系數(shù)突然增加，角減速度超過(guò)+A k 門限，此時(shí)要進(jìn)行一次增壓，以寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8適應(yīng)附著系數(shù)的增加，直至角加速度低于+A k 門限，再次保壓至低于 +a門限。（2） 角加速度再次低于+a 門限，這是說(shuō)明車輪進(jìn)入 μ-λ 曲線峰值附近的的穩(wěn)定區(qū)域，并稍有制動(dòng)不足。上面兩種情況的角加速度都可以低于+a 門限，進(jìn)入穩(wěn)定區(qū)域。另外，為使車輪在μ-λ 曲線的穩(wěn)定區(qū)域的制動(dòng)時(shí)間盡量延長(zhǎng)，制動(dòng)壓力采用小的上升梯度，這個(gè)梯度要比初始?jí)毫μ荻刃『芏?。這樣電磁閥在 ECU 的控制下一增壓—保壓的方式不斷循環(huán)直到車輪加速度再次低于-a 門限。此時(shí)不再考慮 λ 1 門限，進(jìn)入下一循環(huán)的防抱死制動(dòng)（這一循環(huán)結(jié)束） 。2、低附著系數(shù)路面上 ABS 控制在低附著系數(shù)路面上的控制情況如圖 2-7 所示，其防抱制動(dòng)過(guò)程的第 1，2 點(diǎn)與在高附著系數(shù)路面時(shí)相同,在進(jìn)入第 3 點(diǎn)后，在給定的保壓時(shí)間內(nèi)，由于附著系數(shù)低，車輪速度恢復(fù)很慢，故無(wú)法達(dá)到+ a 門限。為使系統(tǒng)穩(wěn)定，采用較小的減壓梯度，直到車輪減速度超過(guò)+ a 門限，此時(shí)進(jìn)入第4 點(diǎn)，進(jìn)行保壓（與高附著系數(shù)路面相同） 。保壓至車輪減速度再次低于+ a 門限，下一階段就是采用較小梯度的增壓方法使車輪減速度再次低于- a 門限，此時(shí)就開始進(jìn)入下一循環(huán)的防抱制動(dòng)了。高、低附著系數(shù)路面的識(shí)別，關(guān)鍵在于保壓階段時(shí)在給定的時(shí)間段里車輪減速度是否能達(dá)到+ a 門限值，根據(jù)識(shí)別出的路況不同,施加不同的防抱控制邏輯。3、由高附著系數(shù)路面跳躍到低附著系數(shù)路面上的控制在防抱制動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)路面由高附著系數(shù)過(guò)渡到低附著系數(shù)的情況。在這種情況下進(jìn)行防抱死制動(dòng)控制，一定要保證控制的可靠性（如圖 2-8） 。假設(shè)在防抱第 2 章 本章標(biāo)題9制動(dòng)的上一循環(huán)的最后階段結(jié)束而下一循環(huán)剛開始時(shí)，路況突然由高附著系數(shù)變化到低附著系數(shù)路面，此時(shí)制動(dòng)氣室的氣壓仍保持在上一防抱制動(dòng)循環(huán)中處于高附著系數(shù)路況時(shí)的高壓。由于本循環(huán)中的附著系數(shù)比較小，因而在第 2 階段（減壓階段,見圖 2-6）就會(huì)出現(xiàn)車輪滑移率分別超過(guò) λ 1，λ 2 門限的情況。因此，在此階段車輪減速度從低于- a 門限變化到再高于- a 門限時(shí)，要判斷車輪滑移率是否超過(guò) λ 2。如果超過(guò) λ 2，則說(shuō)明車輪處于 μ-λ 曲線的不穩(wěn)定區(qū)域，此時(shí)不應(yīng)進(jìn)行保壓而是繼續(xù)減壓，直至車輪減速度高于+ a 門限。其后的控制方式與前述相同，即進(jìn)行保壓階段，直到車輪減速度再次低于+ a，然后用小梯度的壓力升高，直至減速度低于- a 門限，至此這一控制循環(huán)結(jié)束。在高附著系數(shù)路面，制動(dòng)氣室保持較高的氣壓，通過(guò)此循環(huán),就能變化到在低附著系數(shù)路面需要的較低的制動(dòng)氣壓，使防抱控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性。此外，在低速（＜20km/h） 、低附著系數(shù)工況下，車輛角加速度減小，此時(shí)用滑移率門限值作為控制變量，車輪角加速度作為負(fù)值控制變量。邏輯門限制控制方式的缺點(diǎn)在于，控制系統(tǒng)的各種門限及保壓時(shí)間都是反復(fù)試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，而無(wú)充分的理論根據(jù)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性無(wú)法評(píng)價(jià)。對(duì)比高、低附著系數(shù)路面上的防抱死邏輯可以發(fā)現(xiàn)，在第 2 階段減壓時(shí)高、低附著系數(shù)的不同路面上控制是不同的。高附著系數(shù)路面上控制減壓時(shí)，車輪加速度只要高于加速度門限就開始保壓，而在低附著系數(shù)路面上控制減壓時(shí)，車輪加速度要達(dá)到加速度門限才開始保壓。這一差別是因?yàn)楦吒街禂?shù)路面上，增壓階段說(shuō)達(dá)到的制動(dòng)壓力較高，由于液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)的非線性，高的的初始?jí)毫Φ臏p壓速率比較低的初始?jí)毫Φ臏p速率要大得多，如果在高附著系數(shù)路面上減壓到一個(gè)加速度門限，加上系統(tǒng)壓力轉(zhuǎn)換時(shí)的滯后，就會(huì)使車輪達(dá)到一個(gè)較大的加速度門限，這樣在保壓階段救活壓力過(guò)低，可能導(dǎo)致車輪減速度達(dá)不到門限值，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致壓力釋放過(guò)多、能耗過(guò)大，速度波動(dòng)大等。而在低附著系數(shù)路面上，壓力釋放時(shí)的初始?jí)毫^低，則減壓速率較寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10慢，而它的增壓速率較快，所以達(dá)到加速度門限比較有利，因而當(dāng)減壓速率大，且系統(tǒng)滯后大時(shí)，要有角小的加速度門限，甚至是負(fù)的加速度門限，而當(dāng)減壓速率小（低壓時(shí)放氣） ，且系統(tǒng)滯后小時(shí)，要有較大的加速度門限。因此防抱死邏輯要根據(jù)制動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)的特性和路面的情況，作動(dòng)系統(tǒng)的滯后主要是因?yàn)橹苿?dòng)壓力與制動(dòng)力矩的產(chǎn)生不是同步的，即制動(dòng)力矩要滯后制動(dòng)壓力的變化。4、脈沖步增壓控制在完成第一個(gè) ABS 控制循環(huán)后，后即的 ABS 循環(huán)，在開始的增壓階段要有較小的增壓速率，因?yàn)檫@是車輪處于輪胎特性的穩(wěn)定區(qū)域，有較大的縱向力和橫向力，要使得這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)盡量保持久些，增壓速度應(yīng)減小，但太小的增壓速率將會(huì)導(dǎo)致過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間增壓，使車輪處于較小的路面附著系數(shù)，導(dǎo)致制動(dòng)距離的增加，所以應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)脑鰤核俣?。?dāng)車輪由保壓變換為增壓時(shí)，第一次增壓要有適當(dāng)?shù)拇笮?，它取決于制動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械滯后和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，當(dāng)系統(tǒng)存在滯后時(shí)，首先必須用一個(gè)初始?jí)毫朔@個(gè)滯后。如圖 2-9。當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)由增壓切換為減壓時(shí)，首先由氣壓△p 12 來(lái)克服制動(dòng)系統(tǒng)的滯后。當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)由減壓切換為增壓時(shí)，首先由氣壓△p 34 來(lái)克服制動(dòng)系統(tǒng)的滯后。系統(tǒng)滯后大時(shí)，供以較大的初始?jí)毫Γ粗到y(tǒng)滯后小時(shí)，供以較小的初始?jí)毫?，這樣系統(tǒng)就可以很快的達(dá)到最佳附著系數(shù)的 90%左右。在這時(shí)用小脈沖增壓速率可以使這時(shí)的制動(dòng)狀態(tài)盡可能長(zhǎng)的維持住。同樣，大慣量時(shí)需要大的初始?jí)毫υ隽?，小慣量時(shí)需要小的初始?jí)毫υ隽?。但控制系統(tǒng)本身無(wú)法預(yù)先知道系統(tǒng)的滯后和車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，為了使防抱死過(guò)程控制系統(tǒng)能夠自適應(yīng)上面的原則，需要采用變?cè)鰤捍螖?shù)的原則，也就是自適應(yīng)的控制。通常自適應(yīng)控制會(huì)出現(xiàn)兩種情況：第 2 章 本章標(biāo)題11（1） 第一個(gè)循環(huán)制動(dòng)不足，如圖 2-10(a)，如果在第一個(gè)循環(huán)后，防抱死用了 6個(gè)小脈沖增壓控制，說(shuō)明制動(dòng)是附著系數(shù)利用不足，第一次增壓時(shí)間 t∞ 過(guò)短，沒(méi)有充分的克服系統(tǒng)滯后和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響。在下一循環(huán)增加增壓時(shí)間，以實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)增壓脈沖步長(zhǎng)達(dá)到加速度門限，達(dá)到優(yōu)化制動(dòng)效果的作用。（2） 第一個(gè)循環(huán)制動(dòng)粗暴，如圖 2-10(b)，如果在第一個(gè)循環(huán)后，系統(tǒng)沒(méi)有使用脈沖增壓控制，說(shuō)明制動(dòng)過(guò)于粗暴，第一次增壓時(shí)間 t∞ 過(guò)長(zhǎng)，在下一循環(huán)減小增壓時(shí)間，以實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)增壓脈沖步長(zhǎng)達(dá)到加速度門限，達(dá)到優(yōu)化制動(dòng)舒適性的作用。通過(guò)這種自適應(yīng)的脈沖步調(diào)節(jié)控制，系統(tǒng)可以盡量的消除滯后及慣量對(duì)制動(dòng)的影響。5、減速度門限值(-a) 的設(shè)置不同路面要設(shè)置不同的減速度門限值。在高附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，所達(dá)到的峰值附著系數(shù)的車輪角減速度小。在其他條件都相同時(shí)，高附著系數(shù)具有較大的減速度門限值，而低附著系數(shù)有較小的門限值。防抱死控制要形成循環(huán)，則應(yīng)是防抱死的控制狀態(tài)運(yùn)行到輪胎特性曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。所以門限值要大于達(dá)到峰值附著系數(shù)時(shí)的角減速度值。在車輛行駛時(shí)，一旦運(yùn)行到不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，車輪會(huì)很快抱死，并且在這個(gè)過(guò)程中車輪角減速度絕對(duì)值會(huì)突然加大。另外如果減速度門限值較小，由于路面不均勻、傳感誤差以及其他噪聲等因素產(chǎn)生的減速度值將與其接近，所以實(shí)際過(guò)程中的控制特別難實(shí)現(xiàn)，可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。從后繼的控制循環(huán)來(lái)考慮，車輪加速度是相對(duì)應(yīng)的，即較小的減速度在車輪恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生較大的車輪恢復(fù)加速度，所以減速度門限應(yīng)與加速度門限配合起來(lái)設(shè)置。減速度門限設(shè)置與很多因素有關(guān)，如不同的車輛、不同軸荷、車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、制動(dòng)壓力上升速率以及制動(dòng)系統(tǒng)的滯后因素等，這需要在實(shí)際系統(tǒng)中對(duì)控制門限進(jìn)行精心的調(diào)節(jié)標(biāo)定。如驅(qū)動(dòng)輪（后輪）要比非驅(qū)動(dòng)輪（前輪）轉(zhuǎn)寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12動(dòng)慣量大的多，在相同門限的情況下，前輪對(duì)制動(dòng)壓力反應(yīng)敏感，門限值應(yīng)略小，壓力速率大，門限值也相應(yīng)增大。6、加速度門限值(+a)的設(shè)置加速度門限值(+a)決定著車輪速度的恢復(fù)。如果設(shè)置的加速度門限值過(guò)大，車輪可能無(wú)法達(dá)到該門限值。這樣可能引起失控，導(dǎo)致車輪一直處于恢復(fù)狀態(tài)（制動(dòng)壓力釋放狀態(tài)） ，導(dǎo)致制動(dòng)壓力不足。如果設(shè)置的門限值過(guò)小，車輪會(huì)在沒(méi)有充分恢復(fù)制動(dòng)的情況下就進(jìn)入下一防抱死循環(huán)，這樣會(huì)產(chǎn)生逐漸抱死的趨勢(shì)。設(shè)置合適的加速度門限值對(duì)保證防抱死邏輯的可靠性是至關(guān)重要的。另外用參考滑移率進(jìn)行輔助控制可以防止上述情況的發(fā)生。如果門限值太小，車輪輪速不能充分地恢復(fù)，這時(shí)參考車速與輪速有較大的差別（即有較大的正參考滑移率） 。只要設(shè)置一個(gè)較小的正的或負(fù)的參考滑移門限值，當(dāng)輪速到達(dá)加速度門限但參考滑移率還很大時(shí)，說(shuō)明輪速還未恢復(fù)到車速附近，所以 ECU 控制繼續(xù)保持減壓，直到參考滑移率達(dá)到較小的門限值，使車輪充分恢復(fù)后再進(jìn)入下一循環(huán)的保壓控制。如果設(shè)置的加速度門限過(guò)大，車輪加速度無(wú)法達(dá)到設(shè)置的加速度門限值，但這一控制循環(huán)中的制動(dòng)壓力一直減小，車輪加速度將達(dá)到低于門限值的某個(gè)最大加速度值后而逐漸減小。同時(shí)速度恢復(fù)得太多使輪速超過(guò)參考速度，這樣 ECU 將控制系統(tǒng)再次回到增壓階段。7、加、減速度門限值及增壓速率的匹配上面提到了加、減速度門限值的選擇原則，但加、減速度門限應(yīng)合理匹配才能得到最佳制動(dòng)效果。加、減速度的形成主要與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及制動(dòng)系統(tǒng)增壓、減壓速率有關(guān)。非驅(qū)動(dòng)輪（前輪）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，對(duì)制動(dòng)壓力敏感，在同一加、減速度門限控制下，前輪的輪速波動(dòng)的頻率比較高，后輪（驅(qū)動(dòng)輪）輪速波動(dòng)的頻率比較小。加、減速度門限是相互聯(lián)系的。如果給定較大的減速度門限，車輪恢復(fù)時(shí)將產(chǎn)生較大的加速度才能使車輪達(dá)到穩(wěn)定區(qū)域，這樣將導(dǎo)致制動(dòng)過(guò)程的輪速波動(dòng)大，制動(dòng)粗暴。如果較大的減速度門限用較小的加速度門限匹配，將使車輪輪速得不到完全恢復(fù)，產(chǎn)生逐步抱死的趨勢(shì)。如果較大的減速度門限與較大的加速度門限匹配，車輪速度將完全恢復(fù)，產(chǎn)生較大的速度波動(dòng)，尤其是在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的非驅(qū)動(dòng)輪（前輪） ，引起制動(dòng)粗暴，而且車輪速度恢復(fù)過(guò)多將是制動(dòng)距離加長(zhǎng)。如果選擇較小的減速度門限，很容易引起系統(tǒng)的誤動(dòng)作。另外在進(jìn)入防抱死循環(huán)時(shí)，較小的減速度門限會(huì)使車輪能達(dá)到的加速度較小，必須匹配減小的加速度門限，如果設(shè)置的加速度門限大車輪系統(tǒng)達(dá)不到門限值將導(dǎo)致防抱死控制的失控， ；而設(shè)置較小的加速度門限會(huì)使防抱死循環(huán)太小，在輪胎附著系數(shù)的區(qū)域內(nèi)獲得的制動(dòng)力較小，制動(dòng)距離將增長(zhǎng)，制動(dòng)不足。第 2 章 本章標(biāo)題138、路面識(shí)別的方案ABS 系統(tǒng)是根據(jù)路面來(lái)確定加、減速度門限的，ABS 工作時(shí) ECU 根據(jù)路面情況確定合適的門限值，同時(shí) ECU 對(duì)參考速度的計(jì)算所需要的參考減速度也是由路面情況確定的。本系統(tǒng)并沒(méi)有額外的傳感器測(cè)試更多的參數(shù)，而是利用現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行路面識(shí)別。主要是從防抱死循環(huán)中的信息確定路面的工況。由防抱死循環(huán)的起始點(diǎn)和終點(diǎn)的輪速及期間的時(shí)間確定車輛的減速度：a=(v2-v1)/△t由減速度可以近似地確定路面附著系數(shù)（如圖 2-11） 。這樣就可以達(dá)到路面識(shí)別的效果。9、制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)氣動(dòng) ABS 系統(tǒng)的影響氣動(dòng) ABS 是和氣壓制動(dòng)系統(tǒng)一起存在的，所以加、減速度門限值要結(jié)合制動(dòng)壓力的動(dòng)態(tài)特性考慮。當(dāng)系統(tǒng)的增壓速率或梯度較大時(shí)，在同一時(shí)間段內(nèi)，容易得到較大的減速度值，因此在這設(shè)置較大的減速度門限。在防抱死的初始循環(huán)給以較大的增壓速率使車輪盡快到達(dá)最佳滑移率區(qū)域，達(dá)到這一區(qū)域后，給以較小的增壓速率，使ABS 控制過(guò)程有一個(gè)適當(dāng)?shù)膭?dòng)作循環(huán)，使車輪盡量停留在這一區(qū)域較長(zhǎng)時(shí)間。如果制動(dòng)壓力過(guò)大，將是此動(dòng)作循環(huán)過(guò)小，特別對(duì)于非驅(qū)動(dòng)軸（前軸） ，會(huì)導(dǎo)致“制動(dòng)震動(dòng)” 。另外附著系數(shù)的利用率也會(huì)下降（如圖 2-12） ，制動(dòng)距離將增長(zhǎng)。所以 ABS 工作是一定要保證有適當(dāng)?shù)膭?dòng)作循環(huán)。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1410、制動(dòng)系統(tǒng)滯后對(duì)氣動(dòng) ABS 的影響氣壓 ABS 的滯后時(shí)間一般包括傳動(dòng)滯后、氣壓傳輸滯后、執(zhí)行機(jī)構(gòu)滯后。氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的滯后時(shí)間一般在 0.2~0.9s 之間。車輛的不同制動(dòng)氣室門的滯后時(shí)間都是不相同的。表 1 是在其他條件不變時(shí)，時(shí)間滯后分別為 0.15s、0.2s 和 0.5s。顯然，滯后時(shí)間的延長(zhǎng)，制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離都會(huì)相應(yīng)加長(zhǎng)，調(diào)節(jié)次數(shù)也會(huì)減少，甚至車輪有提前抱死的傾向時(shí)間滯后 0.2s 時(shí)間滯后 0.5s 時(shí)間滯后 0.15s制動(dòng)時(shí)間 3.46s 制動(dòng)時(shí)間 3.65s 制動(dòng)時(shí)間 3.16s制動(dòng)距離 43.36m 制動(dòng)距離 45.13m 制動(dòng)距離 43.03m前輪調(diào)節(jié) 4 次 前輪調(diào)節(jié) 2 次 前輪調(diào)節(jié) 5 次后輪調(diào)節(jié) 5 次 后輪調(diào)節(jié) 5 次 后輪調(diào)節(jié) 6 次表 1 滯后時(shí)間不同時(shí)氣壓 ABS 制動(dòng)效果對(duì)比考慮到以上滯后因素，滯后大時(shí)，將設(shè)置較小的減速度門限，以免系統(tǒng)滯后導(dǎo)致車輪抱死。文二路防止減壓過(guò)大導(dǎo)致的制動(dòng)速度放松，本系統(tǒng)防抱死過(guò)程的增壓階段的門限值取為減速度值，利用系統(tǒng)滯后使車輪達(dá)到加速度恢復(fù)狀態(tài)。接下來(lái)的保壓狀態(tài)使輪速不過(guò)度恢復(fù)，保持一定的制動(dòng)狀態(tài)。但是在實(shí)踐中由于控制較難，需要不斷地調(diào)整、修改，最后得到最佳的制動(dòng)效果。另外，影響氣動(dòng) ABS 工作的因素還有，汽車的質(zhì)量、質(zhì)心的位置、路面附著力系數(shù)以及初始車速等，這些都會(huì)或多或少的影響到氣動(dòng) ABS 的制動(dòng)效果，但是這些因素的影響都可以通過(guò) EUC 的邏輯門限值算法得以很大程度的解決，不需要在做其他方面的改進(jìn)。2.2.2 電子控制單元 ECU電子控制單元 E C U 是氣壓 A B S 控制系統(tǒng)的核心部件，也是衡量 ABS 系統(tǒng)性能第 2 章 本章標(biāo)題15和功能等級(jí)的主要部件。ABS 系統(tǒng)的控制和計(jì)算是在 ECU 中完成的，對(duì)于新型的汽車，可以在系統(tǒng)本身就自帶 ECU 中直接進(jìn)行編寫程序；而對(duì)于沒(méi)有 ECU 的車輛，需要另外配置 ECU。一般后配置的 ECU 多直接安裝在清潔、防水和遠(yuǎn)離熱源的車架上。ECU與輪速傳感器、壓力調(diào)節(jié)閥、電源、指示燈和故障診斷連接器相連，以便在系統(tǒng)工作時(shí)進(jìn)行控制及計(jì)算。當(dāng)氣壓 A B S 系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，ECU 及時(shí)將故障信息傳遞至 ABS 故障指示燈并轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)為相應(yīng)的故障碼，同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)停止工作，恢復(fù)到常規(guī)制動(dòng)方式。另外 ECU還具有車載故障自動(dòng)診斷功能。2.2.3 控制原則目前的制動(dòng)系統(tǒng)大多采用雙管路系統(tǒng)，即一條制動(dòng)回路控制 2 個(gè)車輪，氣制動(dòng)系統(tǒng)一般按前后布置形式。在防防抱死系統(tǒng)中能夠獨(dú)立進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的管路稱為控制通道，本系統(tǒng)在每個(gè)控制通道上都配有一個(gè) ABS 電磁閥，并在每個(gè)的車輪上都配有輪速傳感器。目前的控制通道有下面 6 種控制方式：獨(dú)立控制 IR、低選控制 LS、高選控制HS、修正的獨(dú)立控制 M IR、修正的軸控方式 MAR、修正的邊控方式 MSR。由于汽車的軸距較大，每個(gè)車輪的行駛的狀況可能不盡相同，所以在本系統(tǒng)在布置中，四個(gè)后輪選擇了控制更準(zhǔn)確的獨(dú)立控制（IR） ，獨(dú)立控制的 ABS 系統(tǒng)能縮短車輛的制動(dòng)距離，但操縱性及制動(dòng)穩(wěn)定性差，所以在前輪選擇了穩(wěn)定性更好的修正的獨(dú)立控制（M IR） ，前軸上左右 2 個(gè)車輪低附著系數(shù)一側(cè)的車輪按獨(dú)立控制的原則，而另一側(cè)的車輪按與它一定的比例關(guān)系并低于最大的車輪附著系數(shù)利用率進(jìn)行控制。采用這種方法主要是為了適應(yīng)左右車輪分別在不同附著系數(shù)的路面上的制動(dòng)。ECU 根據(jù)上述控制方法，對(duì)各轉(zhuǎn)速傳感器傳來(lái)的信號(hào)以邏輯門限值控制技術(shù)進(jìn)行處理，以分析 6 個(gè)車輪所需要的制動(dòng)力以及 6 個(gè) ABS 電磁閥所需的工作的狀態(tài)，并對(duì)ABS 電磁閥進(jìn)行控制。2.3 ABS 電磁閥ABS 電磁閥是 ABS 系統(tǒng)中的執(zhí)行組件，用于制動(dòng)壓力的控制，本系統(tǒng)所用的是 2位 3 通式電磁閥，工作電壓 18~28V，線圈電阻 14~15Ω，工作壓力 0~11bar，接口尺寸 M22×1.5。由于是氣動(dòng)系統(tǒng)，所以安裝時(shí)盡量靠近制動(dòng)氣室（不超過(guò) 1.5mm） ，以縮短工作時(shí)的滯后時(shí)間，排氣口朝下，傾斜不超過(guò) 30°管徑大于 9mm，具體的安裝見本系統(tǒng)的總布置圖。結(jié)構(gòu)如圖 2-13 所示。在正常制動(dòng)狀態(tài)下，無(wú)車輪抱死信號(hào)，ABS系統(tǒng)不起作用，車輛制動(dòng)時(shí)來(lái)自制動(dòng)總閥的壓縮空氣能無(wú)阻礙地通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥流入制動(dòng)氣室。當(dāng) ABS 控制器 ECU 使幾個(gè)先導(dǎo)閥以一定方式組合工作時(shí)，電磁調(diào)節(jié)閥才具有“保壓/減壓”功能；當(dāng)不向先導(dǎo)閥供電時(shí)，則起 “增壓”的功能。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）162.4 ABS 電磁閥的工作過(guò)程（1）壓力增加過(guò)程。當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，ECU 發(fā)出增壓信號(hào)，來(lái)自制動(dòng)總閥的壓縮空氣由口Ⅰ進(jìn)入，打開進(jìn)氣膜片 a 進(jìn)入氣室 B 后，一路通過(guò)口 Ⅱ流入制動(dòng)氣室，使制動(dòng)氣室的壓力增加，另一路流入排氣膜片 b 上部的環(huán)形槽。同時(shí)，壓縮空氣由氣道9 通過(guò)打開的閥 5 進(jìn)入出口膜片下的氣室 C。壓力升高過(guò)程，進(jìn)氣電磁閥、排氣電磁閥均不通電。（2）壓力減小過(guò)程。當(dāng)某一車輪趨于抱死時(shí)（即車輪速度低于滑移率 λ1 門限值時(shí)） ，ABS 控制器 ECU 發(fā)出減壓信號(hào)，電磁鐵 4 通電吸合，閥 3 關(guān)閉，閥 2 打開，氣室 A 內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)氣室 D 和氣道 1 進(jìn)入氣室 E，并使進(jìn)氣膜片 a 關(guān)閉，切斷制動(dòng)總閥至制動(dòng)氣室的壓縮空氣通路。與此同時(shí)電磁鐵 6 也通電吸合，關(guān)閉閥 5，打開閥7，這使得氣室 C 內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)排氣口Ⅲ排出，氣室 C 內(nèi)壓力減小，出口膜片 b向下拱曲打開氣室 B 與氣道 8 的通道。口Ⅱ處的壓縮空氣部分通過(guò)氣道 8 和排氣口Ⅲ排入大氣，使制動(dòng)氣室的壓力降低。壓力下降過(guò)程，進(jìn)、排氣電磁閥均通電。（3）壓力保持過(guò)程。制動(dòng)氣缸的壓力下降后，汽車車輪轉(zhuǎn)速升高，在這一時(shí)間內(nèi)車輪減速度會(huì)恢復(fù)為加速度并超過(guò)加速度門限+ a，此時(shí) ECU 發(fā)出壓力保持信號(hào)使電磁鐵 4 通電，氣室 A 內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)氣室 D 和氣道 1 進(jìn)入氣室 E，使進(jìn)氣膜片 a 關(guān)閉。切斷制動(dòng)總閥至制動(dòng)氣室的通路；同時(shí)電磁鐵 6 不通電，閥 7 在彈簧的作用下關(guān)閉，關(guān)閉氣室 C 至排氣口Ⅲ的通路，閥 5 打開，這使得口 1 處的壓縮空氣到達(dá)氣室 C，關(guān)閉出口膜片 b。保持 B 氣室的壓力即制動(dòng)氣室的壓力恒定。壓力保持階段，進(jìn)氣電磁閥通電，排氣電磁閥斷電。第 2 章 本章標(biāo)題17下表是 ABS 電磁閥工作時(shí)個(gè)閥門和通道的狀態(tài)：壓力升高 壓力降低 壓力保持進(jìn)氣電磁閥 不通電 通電 通電進(jìn)氣通道 打開 關(guān)閉 關(guān)閉排氣電磁閥 不通電 通電 不通電排氣通道 關(guān)閉 打開 關(guān)閉此后，在 ECU 的控制下，進(jìn)氣電磁閥中的電流中斷，制動(dòng)力重新升高，又開始了一個(gè)新的循環(huán)。一個(gè)工作循環(huán)的速度很快，可達(dá) 5 次/ 秒。在連續(xù)的工作循環(huán)下，車輪轉(zhuǎn)速不斷降低，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)的車輪轉(zhuǎn)速降至安全轉(zhuǎn)速時(shí)，車速也達(dá)到了安全制動(dòng)范圍，ECU 發(fā)出信號(hào)，ABS 系統(tǒng)停止工作。2.5 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了氣動(dòng) ABS 系統(tǒng)個(gè)部件的安裝位置、工作原理、以及工作過(guò)程。并著重介紹了本系統(tǒng)的控制方案，邏輯門限值的控制方法、門限值的設(shè)置方案及后輪獨(dú)立控制前輪修正式獨(dú)立控制的控制方式。至此，氣動(dòng) ABS 系統(tǒng)可以正常、穩(wěn)定、平穩(wěn)的工作。參考文獻(xiàn)18第 3 章 結(jié) 論本課題是在傳統(tǒng)的 ABS 系統(tǒng)下進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)其進(jìn)行布置及控制方案的設(shè)計(jì)，使其能夠適用于氣壓制動(dòng)的汽車上。另外，本文還針對(duì)影響氣動(dòng) ABS 的因素做了簡(jiǎn)單的分析，確保本系統(tǒng)可以在各種工作環(huán)境下安全的使用。當(dāng)然，本系統(tǒng)控制僅是作者的一個(gè)簡(jiǎn)單的方案，還有很多不足有待改正，希望老師、同學(xué)、朋友多多幫助。氣動(dòng) ABS 是提高汽車制動(dòng)安全性能的關(guān)鍵系統(tǒng)，它構(gòu)成了目前汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，在今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，氣動(dòng) ABS 仍將在汽車上發(fā)揮不可替代的作用。但是，在當(dāng)今汽車電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的時(shí)代，氣動(dòng)要想單獨(dú)發(fā)展已經(jīng)是不可能的事情，汽車控制系統(tǒng)將成為一個(gè)系統(tǒng)性的大工程，電子化、聯(lián)合化、協(xié)調(diào)化發(fā)展將是氣動(dòng)ABS 唯一的出路?？梢钥隙?，今后氣動(dòng) ABS 的效果會(huì)不斷提升，結(jié)構(gòu)體積會(huì)不斷減小，功能會(huì)不斷完善。它將會(huì)和 TCS、ASR 、ESP、電子懸架等電子系統(tǒng)協(xié)調(diào)匹配，汽車變得更加安全、舒適和節(jié)能。參考文獻(xiàn)19參考文獻(xiàn)[1] D.otte,eral.”Accidents with involvement of commercial vehicle-The influence of automatic antilock systems”,WABCO Wesringhouse Fahrzeugbremse GmbH,Oktober 1984[2] Bakker E，Nyborg L，Pacejka H．B．Tyre Modeling for Use in Vehicle Dynamics Studies．SAE，1987，4(21)：190~204[3] Liu Zhaodu．Mathematical Models of Tire-Longitudinal Road Adhesion and Their Use in the Study of Road Vehicle Dynamics．Journal of Beijing Institute of Technology，1996，5(2)：20~40[4] Austin L，Morrey D．Recent Advance in Antilock Braking Systems and Traction Control System．Proc of Inst．of Mech．Engineers．2000，214(7)：625~638[5] Taheri S，Darvishi M，Bahrami M．A New Control Strategy for Anti-Lock Braking Systems．SAE paper．1998，47(2)：490~496[6] Thomas S，Charles N．Real-Time Heavy-Duty Truck Simulation for Testing and Debug of ECU Networks．SAE paper．1999，3(1)-01：77~81[7] Jeffery R．Layne．Fuzzy Learning Control for Antiskid Braking Systems．IEEE．1998，4(2)：24~26[8] The Math Works．INC ．Stateflow：For Users with Simulink．User’s Guide Version 2，1999(9)[9] Ede.C.YEN.Vehicle Speed Estimation by Wheel Speed Measuments．IEEE．1989，4(2)：24~26[10] Marjan Vott．Method for Estimating Reference Speed and Acceleration for Traction and Anti Skid Braking Control．IEEE．1994，30(3)：61~65[11] Yuen Kwok Chin．Sliding-Mode ABS Wheel-Slip Control．IEEE．1992，5(1)：23~26[12] Transactions on Control System Technology．1993，12(1)，122~129[13] Hanselmann H．Hardware-in-the-loop Simulation as a Standard Approach 參考文獻(xiàn)20forDevelopment，Customization and Production Test of ECU’s．SAE paper．1993，53(19)：201~205[14]陳小磊．商用車防抱制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展．汽車與配件．2006，3(13)：47~48[15]許福玲，陳堯名．液壓與氣壓傳動(dòng)．2．機(jī)械工業(yè)出版社，2004(7)：198~209[16]魏朗，王囤．現(xiàn)代汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)實(shí)用技術(shù)．人民交通出版社，2001(6)：17~25[17]吳修義.商用汽車上應(yīng)用的氣壓防抱死制動(dòng)系統(tǒng).重型汽車.2006，3：17~18[18]肖永清，忠敏．汽車的發(fā)展與未來(lái)．化學(xué)工業(yè)出版社，2004(3)：34~36[19]嚴(yán)愛芳，孫培峰．汽車制動(dòng)防抱系統(tǒng)控制方法的分析．浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)．2001(3)[20]劉訓(xùn)忠，王一玲，夏群生．汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)輪速算法研究．汽車電器．2000，6(1)：7~10[21]孫薇，汪至中．基于 MC9S12DP256B 的汽車防抱死系統(tǒng)設(shè)計(jì)．電子設(shè)計(jì)應(yīng)用．2005，12(8)：126~128致 謝21致 謝本課題在選題及寫作過(guò)程中得到了指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)。經(jīng)指導(dǎo)老師多次討論研究，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。指導(dǎo)老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)四載，卻給以終生受益無(wú)窮之道。對(duì)指導(dǎo)老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。同時(shí)，還要感謝院系各位老師，感謝他們對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。這對(duì)于我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了很大的作用。在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。感謝我同班的每一位同學(xué)，感謝他們四年來(lái)對(duì)我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！附錄22