开云集团科技有限公司 - 智能制动系统领军者

　　车辆是内涵丰富的广义概念，按照应用条件的不同，可将起分为两类：即室内轮式 移

　　动机器人和室外轮式机器人。室智能车辆的研究是多学科综合与交叉应用的边缘领 域，

　　不仅涉及人工智能理论、信息理论、控制理论以及决策论的应用。而且还涉及到 计算

　　随着人类社会智能化、信息化程度的不断增加，智能车辆的研究将不断深入，实 用

　　20 世纪50 年代后期，内燃机汽车排放污染已成为发达国家的公害之一，人们的 环

　　保意识不断的增强，对汽车的排放控制越来越严格，同时，随着石油资源的枯竭， 人

　　们开始意识到开发电动汽车的重要性。现在，电动汽车的应用已经有了长足的发展。

　　电动车辆与一般内燃机车辆相比具有无污染、噪声低等优点，同时具有动力电源 使

　　吉林大学智能车辆课题组开发的新智能车就是在杭州易高电动车的基础上研制 开

　　发的智能电动车。它既具备了智能车辆交通安全性高的特点，又兼顾了电动车环保 性

　　JLUIV-III 和JLUIV-kaiyun体育网页W四代视觉导航智能车。在智能车辆的体系结构、传感器信息的 获

　　取与处理、路径识别与规划、智能车辆前方障碍物探测及车距保持等方面进行了较 为

　　1997 年开始，课题组开始JLUIV-I 型智能车辆系统的开发研究。该车车体由课 题

　　组自己制作完成,传感器系统由 CCD 摄像机、三维激光测距仪、 GPS 定位系统, 远/近

　　距离避障传感器、制动拉力传感器、光电编码器等。计算机系统采用一台 Pentium-Ill

　　工业控制计算机，完成车辆的传感信息获取、周围环境感知、图像处理、 导航路径识

　　别及决策控制［2］。课题组利用JLUIV-I 型智能车研究了道路边界识别算 法、恶劣环境

　　要由车体，CCD摄像系统、行走转向驱动系统、避障系统、通讯系统等组成，其 中工

　　业控制系统包括工业计算机，各种10 卡、AD/DA转换卡、计数器卡、行走转向 驱动

　　系统（包括支流电机和电机调速板）。AGV采用两维视觉导航，可实现路径的自 动跟

　　踪、自动转向、自动行驶。在行驶过程中能够自动识别数字编码的多停靠共位和 分支

　　路径，能够自动识别加速、减速、直角转弯、停车等车辆运动状态标识符，能够 智能

　　识别障碍物。AGV根据上述图像识别信息，自动完成各种相应的运行操作。此外， 该

　　种AGV还能够实现和中央管理中心之间的无线通讯。这种视觉导航AGV可用于实际

　　2002 年，课题组研制开发了新一代高速视觉导航智能车辆JLUIV-W，该试验车 由

　　日本三菱轿车改装而成，与智能车课题组前三代视觉导航智能试验车相比。 JLUIV- W

　　试验车系统更加复杂，功能更加完善。车辆主要系统包括传感器系统（前后CCD 摄像

　　机、单点激光测距仪、三维激光扫描仪、霍尔速度传感器、转角传感器、制动力 传感

　　器等）、驱动转向系统（驱动直流电机，制动、转向步进电机及其控制器），工业 控

　　制计算机以及IO卡、AD/DA转换卡，计数器卡和控制面板。其在结构化道路条件 下

　　自主导航驾驶最高行驶速度达到50Km/h。车辆的安全车速转弯、安全车距保持等 的自

　　动操作时速不小于30Km/h。并且JLUIV-W实现了行驶过程中手动和自动的切换， 在

　　自动状态下能够实现系统的紧急制动。车辆具有识障防碰撞功能，有效识障距离大 于

　　本章小结：本章主要对智能车进行了简单说明，从国内外发展情况对智能车有了 一

　　吉大智能车辆研究组所研制的区域智能车是根据苏州易高公司生产的电动车改 装

　　而成的，如图 2-1。在保持原有电动车的基本组成和结构的基础上加装了许多控制 和执

　　本车的主驱动系统在保持原有主电机、蓄电池的基础上改装了调速控制系统，并 保

　　留了原有的机械式变速器，通过手动操作使变速器固定在特定的档位上。这样就通 过

　　计算机对控制器发出控制信号，从而调控主驱动电机的转速，使汽车在相应的速度 范

　　车辆转向系统除保持原有的结构外，在转向轴上安装了变速器和转向控制电机。 转

　　向执行机构与原车的转向机构以并联方式组合。并通过电磁离合器来实现转向的手 动

　　车辆的制动系统由控制电机、减速器、钢丝绳以及原车的制动系统组成。钢丝绳 的

　　一端与原车的制动踏板相连，另一端与减速器的输出轴端相连，通过电机控制连接 在

　　智能车在其内部加装了工业控制计算机，这是台具有多 CPU 并行处理计算机， 其

　　信号的转换，一块PCL-730 10 转换卡和一块计数器控制卡型号为PCL-836。 他们与主

　　控计算机并接到 IPC-6108P3 主板上。主要完成系统初始化，人机交互、系 统管理、控

　　本车还加装了控制箱，主要作用是控制执行机构，通过接线板卡实现计算机与整 车

　　各个系统之间的线路连接，放置零散电器元件等。其内部主要装有电机控制器，控 制

　　智能车的传感器系统有CCD摄像机，避障传感器，光电编码器，转角位移传感 器，

　　1. 功用 汽车制动系的功用是根据需要，使汽车减速或在最短的距离内停车，控 制

　　2. 组成 汽车制动系一般至少有两套独立的制动装置，即：行车制动装置（脚制 动

　　装置），在行驶中使用。一般它的制动器安装在汽车的全部车轮上。驻车制动装置 （手

　　制动装置），主要用于停车后防止汽车滑溜。它的制动器可装在变速器或分制动 器以

　　除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。应急制动装置利用机械力 源

　　进行制动。在某些采用动力制动力或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过 低

　　等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车 制

　　动用。辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或 者

　　（1）人力式制动传动机构。单靠驾驶员施加于制动踏板和手柄上的力作为制动力

　　（2）动力式制动传动机构。利用发动机的动力作为制动力源，并由驾驶员通过踏

　　（1）单回路制动系，传动装置采用单一的气压或液压回路．当制动系中有一处漏

　　（2）双回路制动系，所有行车制动器属于两个彼此隔绝的回路，因而，其中一个

　　回路失效，还能利用另一回路获得一定的制动力。从而提高了汽车制动的可靠性和安 全

　　行驶中的汽车，具有一定的功能。要使它按需减速停车，路面必须对车轮产生— 个

　　阻止汽车行驶的力，即制动力。这个力的方向与汽车行驶的方向相反。制动的实质 就

　　作原理示意图来说明，如图 2-2 所示。它由车轮制动器和液压传动机构两部分组成。

　　车轮制动器主要由kaiyun体育网页旋转部分、固定部分和张开机构组成。旋转部分是金属的制动 鼓

　　8 ，它固定于轮毂上和车轮一起旋转，固定部分主要包括制动蹄 10 和制动底板 11 等。

　　制动蹄上铆有摩擦片 9，制动蹄的下端松套在支承销 12 上，支承销固定在制动 底板上。

　　制动蹄的上端用回位弹簧 13 拉紧压靠在轮缸活塞 7 上。制动底板用螺钉紧 固在转向节

　　凸缘（前轮）或桥壳凸缘（后轮）上。张开机构是液压制动轮缸6（又称 制动分泵），

　　它用油管 5 与装在车架上的液压制动主缸 4（亦称制动总泵）相连通。 主缸 4 中的活

　　在不制动时．摩擦片 9 的外圆面与制动鼓 8 的内圆面之间有一定间隙，使车轮自 由

　　制动时，踩下制动踏板 1，推杆 2 推动主缸活塞 3 前移，制动液的油压升高后．通

　　过油管 5 进入轮缸 6，并推动轮缸活塞 7 外移．活塞 7 推动两制动蹄 10 外张。此时 制

　　1－制动踏板 2－推杆 3－主缸活塞 4－制动缸 5－油管 6－制动轮缸

　　7－轮缸活塞 8－制动鼓 9－摩擦片 10－制动蹄 11 制动底板 12－支

　　10 绕支承销 12 转动，使制动蹄上的摩擦片9 压紧在制动鼓 8 的内圆面上。这样 不

　　旋转的摩擦片9对旋转的制动鼓8产生一个摩擦力矩M，其方向与车轮旋转方向 相反。

　　面作用一个向前的周缘力 F。同时，路面也会给车轮一个反作用力 F，方向与汽车 卩

　　行驶方向相反。这个力就是车轮受到的制动力。车轮上制动力的和就是汽车受到的总 制

　　动力。制动力由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车产生一定的减速

　　度．甚至停车。制动力 F 越大，则汽车减速度也越大。此时汽车的动能转变为热能

　　解除制动时，放松制动踏板，在回位弹簧13 的作用下，制动蹄10 回到原位。同

　　制动力F 不仅取决于摩擦力矩M，还取决于轮胎与路面间的附着力F。即 b 卩

　　F F（它等于轮胎上的垂直负荷G与轮胎和路面间的附着系数9 的乘积，F = G9 ）。

　　制动力最大只能等于附着力。而M的大小决定于轮缸的张力，摩擦因数和制动鼓及 制

　　当F =F 时，车轮将被抱死在路面上拖滑。拖滑使胎面局部严重磨损，在路面

　　上留下一条黑色的拖印。间时，使胎面产生局部高温，胎面局部稀化，好像轮胎与路

　　面间被一层润滑剂隔开，使附着系数下降。因此最大制动力和最短的制动距离，是在

　　近年来国内外许多汽车在制动系中．增设了前后桥制动力分配调节装置，能减少 车

　　轮抱死的现象。但最理想的还是电子控制的自动防抱死制动装置（ ABS 装置），它 能