防抱死系統(tǒng)在常用轎車上的使用特點(diǎn)分析.doc

1、摘摘 要要ABS 系統(tǒng)可以顯著提高或改善汽車緊急制動(dòng)時(shí)的操控性和穩(wěn)定性，縮短了制動(dòng)距離，是一種新型的汽車電子控制產(chǎn)品，并得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文以轎車為研究對(duì)象，展開對(duì)汽車 ABS 的研究。主要完成了以下的工作：通過對(duì)單個(gè)車輪時(shí)的受力分析確定了影響車輪附著系數(shù)的主要因素；通過比較電磁感應(yīng)式輪速傳感器和霍爾效應(yīng)傳感器的性能優(yōu)缺點(diǎn)，采用并設(shè)計(jì)了霍爾效應(yīng)式輪速傳感器；通過對(duì)控制結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)了以 INTEL 公司生產(chǎn)的 80C196KC 單片機(jī)為核心的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，包括信號(hào)輸入電路、控制輸出電路、驅(qū)動(dòng)電路等硬件部分；經(jīng)比較各種控制方案，確定了“邏輯門限制法”作為控制方案，并選用加速度和滑移率的組

2、合作為控制參數(shù)。采用事件門限來計(jì)算車輪的轉(zhuǎn)速。本文通過學(xué)習(xí)比較根據(jù)所學(xué)只是設(shè)計(jì)了 ABS 控制系統(tǒng)。從理論上實(shí)現(xiàn)ABS 的控制功能，完成了設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)過程中對(duì)汽車制動(dòng)理論和制動(dòng)裝置有了較為深入的了解，擴(kuò)大了自己的知識(shí)面，自己解決問題的能力也得到了提高。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：防抱死制動(dòng)系；電子控制單元；門限值滑移率；輪速傳感器；AbstractABS systems can significantly enhance or improve vehicle control during emergency braking and stability, shorter braking distance,

3、 is a new type of vehicle electronic control products, and has been more widely used. Taking cars as the research object, expand the ABS of the car. Mainly to complete the following tasks: By the time the force analysis on a single wheel of the wheel friction coefficient determined the main factors;

4、 Electromagnetic induction by comparing the wheel speed sensors and Hall-effect sensor performance advantages and disadvantages, the use and design of Hall-effect wheel speed sensor; Through the analysis and design of the control structure produced by INTEL 80C196KC microcontroller as the core real-

5、time control system, including the signal input circuit, the control output circuit, drive circuit and other hardware components; The comparison of different control schemes to determine the logic gate limit law, as the control program, and use a combination of acceleration and slip rate as the cont

6、rol parameter. Threshold used to calculate the event the wheel speed. By comparison study is designed according to the ABS control school system. Theoretically achieve the ABS control functions to complete the design requirements. In the design process for automotive brake system with brake theory a

7、nd deeper understanding and expand their knowledge, their problem-solving ability has been improved. Key words: Anti-lock brake system ;Electronic control ；Unit slip ratio threshold; Wheel speed sensors;目錄目錄1 引言引言.52ABS 的實(shí)質(zhì)的實(shí)質(zhì).53ABS 的原理的原理.54 常用轎車常用轎車 ABS 的選用的選用.65 常用轎車常用轎車 ABS 使用要點(diǎn)使用要點(diǎn).66常用轎車常用轎車維護(hù)

8、使用維護(hù)使用 ABS 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng).97.1 使用時(shí)的注意事項(xiàng).97.2 維護(hù)時(shí)的注意事項(xiàng).108總結(jié)總結(jié).13參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).14致謝致謝.151 引言引言現(xiàn)代汽車上大量安裝了防抱死制動(dòng)系統(tǒng) ABS，其全稱是 Anti-lock Brake System。它既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車上最先進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。2ABS 的實(shí)質(zhì)的實(shí)質(zhì)ABS 的實(shí)質(zhì)是控制汽車輪胎的防滑率。眾所周知，汽車的速度是由輪子的轉(zhuǎn)速所決定的，輪子轉(zhuǎn)得快汽車跑得快，輪子轉(zhuǎn)得慢汽車跑得慢，似乎輪子的轉(zhuǎn)速等于汽車

9、的速度。但實(shí)際上，由于輪胎的變形、打滑等因素，車輪速度與汽車速度之間總是存在著差值，這個(gè)差值與汽車速度的比率就是滑動(dòng)率。實(shí)驗(yàn)證明只有將滑動(dòng)率控制在一定的范圍之內(nèi)，輪胎才具有最大的附著力，汽車運(yùn)行才是最安全的。因此，ABS 的主要功能就是將滑動(dòng)率控制在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)。汽車上的 ABS 在工作過程中，通常將車輪的滑動(dòng)率控制在 1020%之間。3ABS 的原理的原理ABS 是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的英文縮寫，英文的全稱是 Antilock Braking System，或者是 Antiskid Braking System。該系統(tǒng)在制動(dòng)過程中可自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)力，防止車輪抱死以取得最佳制動(dòng)效果。一輛汽車制

10、動(dòng)性能的好壞，主要從以下三方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：1、制動(dòng)效能，即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度；2、制動(dòng)效能的恒定性，即抗熱或水衰退性能；3、制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。通常，汽車在制動(dòng)過程中存在著兩種阻力：一種阻力是制動(dòng)器摩擦片與制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤之間產(chǎn)生的摩擦阻力，這種阻力稱為制動(dòng)系統(tǒng)的阻力，由于它提供制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力，因此也稱為制動(dòng)系制動(dòng)力；另一種阻力是輪胎與道路表面之間產(chǎn)生的摩擦阻力，也稱為輪胎道路附著力。如果制動(dòng)系制動(dòng)力小于輪胎道路附著力，則汽車制動(dòng)時(shí)會(huì)保持穩(wěn)定狀態(tài)，反之，如果制動(dòng)系制動(dòng)力大于輪胎道路附著力，則汽車制動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)車輪抱死和滑移。如果前輪抱死，汽車

11、基本上沿直線向前行駛，汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)，但汽車失去轉(zhuǎn)向控制能力，這樣駕駛員制動(dòng)過程中躲避障礙物、行人以及在彎道上所應(yīng)采取的必要的轉(zhuǎn)向操縱控制等就無法實(shí)現(xiàn)。如果后輪抱死，汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性變差，在很小的側(cè)向干擾力下，汽車就會(huì)發(fā)生甩尾，甚至調(diào)頭等危險(xiǎn)現(xiàn)象。尤其是在某些惡劣路況下，諸如路面濕滑或有冰雪，車輪抱死將難以保證汽車的行車安全。另外，由于制動(dòng)時(shí)車輪抱死，從而導(dǎo)致局部急劇摩擦，將會(huì)大大降低輪胎的使用壽命。ABS 通過控制作用于車輪制動(dòng)分泵上的制動(dòng)管路壓力，使汽車在緊急剎車時(shí)車輪不會(huì)抱死，這樣就能使汽車在緊急制動(dòng)時(shí)仍能保持較好的方向穩(wěn)定性。在沒有裝備 ABS 的汽車上，如果在雪地上剎車，汽車很容易

12、失去方向穩(wěn)定性；同時(shí)駕駛員如果想停車，必須使用液壓調(diào)節(jié)器（又稱執(zhí)行器） 。反之，如果汽車上裝備有 ABS，則 ABS 能自動(dòng)向液壓調(diào)節(jié)器發(fā)出控制指令，因而能更迅速、準(zhǔn)確而有效地控制制動(dòng)。4 常用轎車常用轎車 ABS 的選用的選用從通用性角度來說，電子式 ABS 則不如機(jī)械式 ABS 靈活。電子式 ABS 是根據(jù)不同的車型而設(shè)計(jì)的，它的安裝需要較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)水平，如果換裝到另一車型上，必須要改變它的線路設(shè)計(jì)和電瓶容量，沒有通用性；機(jī)械式 ABS 的通用性強(qiáng)，只要是液壓剎車裝置的汽車都可使用，并可從一種車換裝到另一種車上，且安裝較簡(jiǎn)單。另外，電子式 ABS 的體積大，有的車型不一定有空間安裝電子式

13、 ABS；機(jī)械式 ABS 的體積相對(duì)小些，占用空間要小。在成本上電子式 ABS 價(jià)格要高，目前國(guó)內(nèi)只有部分中高檔車才裝有電子式 ABS。相比之下，機(jī)械式 ABS 要便宜很多。無論是鼓式制動(dòng)還是碟式制動(dòng)，都可裝用 ABS，現(xiàn)在人們常說的加裝 ABS 多是指機(jī)械式 ABS，不過制動(dòng)效果不太理想。對(duì)于電子式 ABS，不是一般街邊汽修廠就能安裝的，它需要相當(dāng)高的技術(shù)水平，安裝時(shí)有嚴(yán)格的技術(shù)要求。5 常用轎車常用轎車 ABS 使用要點(diǎn)使用要點(diǎn)具有 ABS 系統(tǒng)的車輛在儀表板上裝有 ABS 或 ANTILOCK 的警告燈。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，此燈應(yīng)熄滅，這表明該系統(tǒng)工作正常，但并不立即工作，只有到車速大于 8k

14、m/h 時(shí)，這是最小的控制速度界限。當(dāng)駕駛員踩剎車時(shí)，ABS 開始工作，可避免車輪鎖死。即便 ABS 的優(yōu)點(diǎn)多，也無法完全違反物理的自然法則對(duì)車子的作用。例如：如果行車不遵守該保持的最佳行車距離，則無法避免追撞意外，或在彎道行車速度超過了汽車的轉(zhuǎn)彎極限也無法避免意外的危險(xiǎn)性，請(qǐng)駕駛員注意。另外，若在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ABS 警告燈仍亮或在駕駛過程中 ABS 燈突然亮起，則表明 ABS 系統(tǒng)有故障，則需盡快到專業(yè)維修廠由專門技術(shù)人員進(jìn)行維修。7 常用轎車常用轎車維護(hù)使用維護(hù)使用 ABS 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)7.1 使用時(shí)的注意事項(xiàng)使用時(shí)的注意事項(xiàng)不可向電子控制裝置提供過高的電壓，否則容易損壞電子控制裝置

15、，所以，切不可用充電機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也不要在蓄電池與汽車電系連接的情況下，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。在蓄電池電壓過低時(shí)，系統(tǒng)將不能進(jìn)入工作狀態(tài)，因此，要注意對(duì)蓄電池的電壓進(jìn)行檢查，特別是當(dāng)汽車長(zhǎng)時(shí)間停駛后初次起動(dòng)時(shí)更要注意。在防抱死警示燈持續(xù)點(diǎn)亮的情況下進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，應(yīng)注意控制制動(dòng)強(qiáng)度，以免因制動(dòng)防抱死系統(tǒng)失效而使車輪過早發(fā)生制動(dòng)抱死。高溫環(huán)境也容易損壞電子控制裝置，所以，在對(duì)汽車進(jìn)行烤漆作業(yè)時(shí)，應(yīng)將電子控制裝置從車上拆下。另外，在對(duì)系統(tǒng)中的電器元件或線路進(jìn)行焊接時(shí)，也應(yīng)將線束插頭從電子控制裝置上拔下來。應(yīng)盡量選用汽車生產(chǎn)廠推薦的輪胎，如果要換用其它型號(hào)的輪胎，應(yīng)該選用與原車所用輪胎的外徑、附著性能和轉(zhuǎn)動(dòng)

16、慣量相近的輪胎，但不能混用不同規(guī)格的輪胎，因?yàn)檫@樣會(huì)影響防滑控制系統(tǒng)的控制效果。不要使車輪轉(zhuǎn)速傳感器和傳感器齒圈被油污沾染或其它臟物；否則，車輪轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)就可能不夠準(zhǔn)確，影響系統(tǒng)的控制精度，甚至使系統(tǒng)無法正常工作。另外，不要敲擊轉(zhuǎn)速傳感器；否則容易導(dǎo)致傳感器發(fā)生消磁現(xiàn)象，從而影響系統(tǒng)的正常工作。7.2 維護(hù)時(shí)的注意事項(xiàng)維護(hù)時(shí)的注意事項(xiàng)目前，大多數(shù) ABS 系統(tǒng)都具有較高的工作可靠性，通常不需要對(duì)其進(jìn)行定期的特別維護(hù)，但是，如果萬(wàn)不得已需要維護(hù)或檢修時(shí)就應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：在點(diǎn)火開關(guān)處于點(diǎn)火位置時(shí)，不要拆裝系統(tǒng)中的電器元件和線束插頭，以免損壞電子控制裝置；要拆裝系統(tǒng)中的電器元件

17、和線束插頭，也應(yīng)將點(diǎn)火開關(guān)斷開。具有防滑控制能力的制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)使用專用的管路，因?yàn)橹苿?dòng)系統(tǒng)往往具有很高的壓力，如果使用非專用的管路極易損壞。由于在很多具有防滑制動(dòng)功能的制動(dòng)系統(tǒng)中都有供給防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)所需能量的蓄能器，所以，在對(duì)這類制動(dòng)系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)，應(yīng)首先使蓄能器中的高壓制動(dòng)液完全釋放。以免高壓制動(dòng)液噴出傷人。在釋放蓄能器中的高壓制動(dòng)液時(shí)，先將點(diǎn)火開關(guān)斷開，然后，反復(fù)地踩下和放松制動(dòng)踏板，直到制動(dòng)踏板變得很硬時(shí)為止。另外，在制動(dòng)液壓系統(tǒng)完全裝好以前，不能接通點(diǎn)火開關(guān)，以免電動(dòng)泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)。大多數(shù)防滑控制系統(tǒng)中的車輪轉(zhuǎn)速傳感器、電子控制裝置和制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置都是不可修復(fù)的，如果發(fā)

18、生損壞，應(yīng)該進(jìn)行整體更換。在對(duì)制動(dòng)液壓系統(tǒng)進(jìn)行維修以后，或者在使用過程中發(fā)覺制動(dòng)踏板變軟時(shí)，應(yīng)按照要求的方法和順序?qū)χ苿?dòng)系統(tǒng)進(jìn)行空氣排除。電子控制裝置受到碰撞和敲擊也極容易引起損壞，因此，要注意使電子控制裝置免受碰撞和敲擊。不要讓油污沾污電子控制裝置，特別是電子控制裝置的端子更要注意；否則會(huì)使線束插頭接觸不良，影響系統(tǒng)的正常工作。不要用砂紙打磨系統(tǒng)中各插頭的端子；否則，也會(huì)造成接觸不良 9 總結(jié)總結(jié)不管一個(gè) ABS 系統(tǒng)多么完善，它仍然擺脫不了一定的物理規(guī)律。盡管四輪防抱制動(dòng)系統(tǒng)能使汽車在盡可能短的距離內(nèi)進(jìn)行制動(dòng)，但如果制動(dòng)進(jìn)行得太遲，使之在與障礙物碰撞前不能完全停下來，仍不能阻止事故的發(fā)生。但是，由于四輪防抱死制動(dòng)系統(tǒng)保留著控制轉(zhuǎn)向的能力，因此，在制動(dòng)過程中有可能繞過障礙物，避免可能發(fā)生的事故。ABS 系統(tǒng)不能違背物理規(guī)律的另一種情況是當(dāng)汽車在彎道上行駛時(shí)，其速度超過了物理學(xué)上所允許的速度，在這種情況下，即使 ABS 系統(tǒng)也不能阻止汽車