汽車車速限速系統的設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 是齊直的直線，那么應該先檢查示波器和傳感器的連線，確定電路有沒有對地搭鐵，確認零部件能否轉動(塑料齒輪有沒有咬死等)確認傳感器氣隙是否正常，然后再斷定傳感器。 加速度傳感器敏感元件將測點的加速度信號轉換為相應的電信號，進入前置放大電路，經過信號調理電路改善信號的信噪比，再進行模數轉換得到數字信號，最后送入計算機，計算機再進行數據存儲和顯示。當傳感元件以加速度a運動時，質量塊受到一個與加速度方向相反的慣性力作用，發生與加速度成正比a的形變，使懸臂梁也隨之產生應力和應變。該變形被粘貼在懸臂梁上的擴散電阻感受到。根據硅的壓阻效應，擴散電阻的阻值發生與應變成正比的變化，將這個電阻作為電橋的一個橋臂，通過測量電橋輸出電壓的變化可以完成對加速度的測量加速度傳感器是由加速度敏感頭、高精度電橋放大器、溫度補償電路、輸出飽和控制及輸入輸出接口構成。其原理框圖如圖23所示。 圖23 加速度傳感器原理圖智能加速度傳感器的工作原理是：敏感元件將測點的加速度信號轉換為相應的電信號，進入前置放大電路，經過信號調理電路改善信號的信噪比，再進行模數轉換得到數字信號，最后送人計算機，計算機再進行數據存儲和顯示。本加速度傳感器是采用MEMS (Micro—Electro Mechanical System)技術成果研制而成的高穩定、高精度、可靠性高、低漂溫、環境適應性強的新型加速度傳感器。其輸出信號可直接送入記錄儀器。第三節 控制裝置的工作原理控制裝置是變速器的中央控制單元，它的核心是ECU控制裝置，所有傳感器和信號都匯集于此，由它分析后，發出指令并實施監控。控制裝置其主要組成如圖24所示。 圖24 發動機電控原理框圖控制理論在汽車電控中得到了廣泛的應用，主要有PID控制、最優控制、自適應控制、滑模控制、模糊控制、神經網絡控制以及預測控制等。就其結構而言，電控系統主要由傳感器、電子控制組件ECU、執行器三個部分組成。第四節 ABS控制原理當汽車車輪抱死滑移時，車輪與路面間的側向附著力將完全消失。如果是前輪（轉向輪）制動到抱死滑移而后輪還在滾動，汽車將失去轉向能力（跑偏）。如果是后輪制動到抱死滑移而前輪還在滾動，即使受到不大的側向干擾力，汽車將產生側滑（甩尾）現象。這些都極易造成嚴重交通事故。因此，汽車在制動時不希望車輪制動到抱死滑移，而是希望車輪制動到邊滾邊滑的滑轉狀態。因此由實驗得知，汽車車輪的滑移率s在15%—20%時，輪胎與路面間有最大的縱向附著系數φz，而側向附著系數也較大。所以為了充分發揮輪胎與路面間的這種潛在附著能力，多數車輛都裝備了防抱死制動系統(Antilock Braking System，簡稱ABS)，圖25為有ABS與無ABS的區別。 圖25 有ABS與無ABS的區別ABS系統是一種能防止車輪被抱死而導致車身失去控制的安全裝置，全稱防抱死剎車系統。ABS的工作原理是利用裝在車輛剎車系統上的傳感器來感知剎車時車輪的運動狀態，當車輛緊急制動時，車輪的轉速在制動系統的作用下迅速降低，當傳感器感知到車輪即將停止轉動時，會發出一個指令給剎車系統，減小制動力，當車輪恢復轉動后制動力又會加大，到車輪又要停轉時制動力再減小，如此反復，確保車輪不被抱死，這種動作是十分迅速的，每秒鐘大約發生幾十次。這樣既能保持足夠的制動力，又能防止車輪抱死后車輛失去控制。特別是在濕滑路面上，車輪抱死會發生側滑、打轉，十分危險，所以ABS為行車安全提供了很大幫助。 ABS系統是改善汽車主動安全性的重要裝置，通過調節制動力，使汽車獲得良好的制動效能并保持較高方向操縱穩定性。分置式ABS系統，如圖26所示。ABS最重要的功能并不是為了縮短制動距離，而是為了能夠盡量保持制動時汽車的方向穩定性。ABS起作用時，車輪與路面的摩擦屬滾動摩擦，它會充分利用車輪與路面之間的最大附著力進行制動，從而提高制動加速度，縮短制動距離，但最重要的還是保證汽車的方向穩定性。ABS工作時就相當于以很高的頻率進行點剎。于是，在緊急情況下如果將制動踏板踩到底，肯定會感到制動踏板在顫動，同時也會聽到制動總泵發出的“噠噠”聲，這便是ABS在正常工作。制動總泵不斷調整制動壓力，從而對制動踏板產生連續的反饋力。 圖26 ABS系統的組成防抱死制動系統是一種防止制動過程車輪抱死的車輛主動安全裝置。 ABS是改善車輛主動安全性能的重要裝置，其核心是通過調節制動車輪滑移率，使得在制動過程中，車輪滑移率盡量在附著系數相對應的滑移率區域，從而獲得盡量大的制動效能，并保持較高的方向操縱性能[6]。為描述車輪制動過程中與道路接觸的狀態，引入滑移率： （1） 式中： 為車輪半徑， 為車輪制動時轉速，輪速 ， 為車速。通常，車輛要經過大量的道路試驗，才能獲得ABS制動時車速變化規律和其相應的控制邏輯。基于輪缸壓力函數的制動時參考車速計算方法，適合制動時有穩定壓力源的液壓制動系統。選擇合適的加速度傳感器可以檢測車輛制動過程的車速。 （2） 制動前 根據制動時傳感器給出的輪速和加速度，用梯形公式計算出不同時刻的速度值。由加速度求車速的表達式為:（3）式中： 為采樣周期， 、 為第 、 時刻測量的加速度值。ABS系統在制動過程中通過傳感器感知車輪與路面的滑移，由ABS電控單元做出判斷，并通過電磁閥調整制動力的大小，使輪胎滑移率保持在一個理想的范圍（10%～20%），來保證車輛制動時有較大的縱向制動和抗側向外力的能力，防止可能發生的后輪側滑，甩尾，提高車輛在制動過程中的方向穩定和轉向操縱的能力，并能提高附著系數利用率，縮短制動距離，減少輪胎磨損。電子控制防抱死系統是目前提高車輛行駛安全性的有效措施之一。汽車驅動防滑系統ASR（Automobile dynamiccontrol system）是在汽車起步和加速時將滑移率控制在一定范圍（5%～15%）內，防止驅動輪快速滑動，提高汽車的驅動力。ASR在控制中，通過輪速傳感器反饋來的信號經控制單元處理后發出指令，調節發動機的輸出轉矩，從而調節驅動輪的驅動轉矩。目前ASR的裝備大多是在ABS系統增設一部分部件的方法來實現，可看成是對ABS系統的完善和補充。 第五節 ECU控制原理一、 電子控制單元（ECU）的功能 ECU是一種電子綜合控制裝置，它具備的基本功能如下。（1） 接收傳感器或其他裝置輸入的信息。給傳感器提供5V、8V、12V參考（基準）電壓，將輸入的信息轉換為微機所能接收的信號。（2） 存儲、計算、分析處理信息。存儲計算所用的程序，存儲該車型的特點參數，存儲運算中的數據（隨存隨取），存儲故障信息。（3） 運算分析。根據信息參數計算出執行命令數值，將輸出的信息與標準值對比，查出故障。（4） 輸出執行命令。把弱信號變為強的執行命令數值，輸出控制命令，輸出故障信息。（5） 自我修正功能（自適應功能。 ECU的組成 發動機集中控制系統ECU的組成如圖27所示。ECU主要由輸入回路、A/D轉換器（模擬/數字轉換器）、微型計算機和輸出回路四部分組成。 圖27 ECU的組成部分（1） 輸入回路輸入回路的作用是對輸入信號進行預處理。其預處理的主要內容是先將傳感器輸入信號中的雜波去除掉、正弦波轉變為矩形波，然后再將其轉換成輸入電平，如圖28輸入回路信號處理所示。 圖28 輸入回路信號處理示意圖（2） A/D轉換器（模擬/數字轉換器）。由于傳感器輸入的模擬信號，微機不能直接處理，故要用A/D轉換器轉換成數字信號，再輸入微機。（3） 微機。微機（電腦)的功用是根據發動機工作的需要，把各種傳感器送來的信號，按內存的程序（微機進行處理的順序）對數據進行運算處理，并把處理結果如燃油噴射控制信號、點火控制信號等送往輸出回路。微機由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出裝置等組成，如圖29所示。 圖29 微機（電腦)組成（1）、中央處理器中央處理器主要由運算器、控制器和寄存器構成。 （2）、存儲器存儲器用于存儲程序和數據。存儲器一般分為兩種：RAM和ROM。（3）、輸入/輸出接口（I/O）輸入/輸出接口（I/O）的主要功能有數據匹配、電平匹配、時序匹配、頻率匹配等。 （四)輸出回路。輸出回路的作用是將微機輸出的控制指令轉換成能夠驅動執行器工作的控制信號。 ECU控制原理 ECU按照預先設計的程序計算各種傳感器送來的信息，經過處理以后，并把各個參數限制在允許的電壓電平上，再發送給各相關的執行機構，執行各種預定的控制功能。它是發動機的一種綜合電子控制裝置，其核心部件是電腦(ECU或電子計算