ABS控制器设计【毕业论文】【汽车防抱死制动系统】

目  录

摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1选题的目的意义 1
1.2 ABS技术的国内外发展现状 2
1.3本文的主要研究内容 3
1.4 ABS技术发展的最新成果和未来发展方向 3
第2章ABS系统构成原理及控制方法 5
2.1汽车ABS系统的组成及各结构部件的作用 5
2.1.1车轮转速传感器 7
2.1.2电子控制单元(ECU) 8
2.1.3制动压力调节器 8
2.2 ABS系统的工作原理 9
2.2.1车轮的滑移率与附着系数的关系 10
2.2.2制动过程中的加减速度 11
2.2.3制动过程中的载荷转移 11
2.3 ABS系统的控制方法 11
2.4本章小结 13
第3章ABS控制器硬件的设计 14
3.1硬件流程图 14
3.2ABS制动泵 15
3.3 驱动电路 16
3.4本章小结 16
第4章ABS控制器软件的设计 17
4.1dSPACE简介 17
4.2dSPACE软件环境介绍 18
  4.2.1代码生成及下载软件 18
  4.2.2实验软件 23
4.3dSPACE硬件 25
4.3.1智能化的单板系统 25
4.3.2标准组件系统 25
第5章 基于dSPACE的ABS控制器实现 27
5.1程序编制 27
5.2controldesk实现 28
结论 29
参考文献 30
致谢 31
附录A外文文献 32
附录B外文文献翻译 34
摘  要

随着科学技术的进步和人们物质生活水平的提高，人类社会对汽车的安全性，特别是制动安全性能提出了越来越高的要求。汽车防抱死制动系统(ABS)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。该系统能够有效的缩短制动距离、提高制动时的方向稳定性，对汽车的行驶安全具有重要的意义。
本文首先剖析了防抱死制动系统的控制原理，在此基础上详细介绍了ABS的结构以及各部分的作用和工作原理。同时对ABS控制算法进行了研究，选择了ABS控制器的硬件并设计了ABS控制器的软件。软件核心是单片机。随着功能技术和应用水平的提高，单片机应用研究在ABS领域将进一步深入。本文研究了以高性能单片机为核心的ABS控制器的开发思路和设计方法。
总之，研究结果可以看出逻辑门限值方法用于汽车防抱死制动系统不仅具有理论意义，而且具有实用价值，是一种简单、方便、具有较好操纵性、制动性，并且有较好适应性的方法。进一步的研究工作一定要继续开展下去。

关键词：防抱死系统；dSPACE；滑移率；逻辑控制；制动

ABSTRACT

Along with the advancement of science and technology and the improvement of people's living standards, the safety of human society, especially for automobile braking safety performance is put forward higher request. Auto anti-lock braking system (ABS) is a braking which can automatically adjust the wheel braking force, prevent from achieving the best wheel lock braking brake system. This system can effectively shorten braking distance, improve the direction of braking stability, it has an important significance to cars.
This paper analyzes the control principle of ABS, on the basis of detail introducing the structure and ABS parts and working principle. For ABS control algorithm is studied, and the choice of hardware and the design of ABS controller was ABS controller software. Software is the core chip. With the function of raising the level of technology and application research on ABS, microcomputer application fields will further researche on the performance. This is the core of ABS controller chip development train of thought and design method.
Anyhow, the results of the research can see logic threshold method used in automobile anti-lock braking system is not only of theoretical significance and practical value, is a kind of simple, convenient and have better handling, brake, and the method has good adaptability. Further research will be continued doing.

Key words：ABS；dSPACE；Sliding Rate；Logic controlling；Brake

第一章 绪  论

1.1 选题的目的、意义
在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车在受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象会更加严重。
汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System简称ABS）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环制动系统。它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一，汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效提高行车的安全性。
随着世界经济全球化的日益发展，市场竞争日趋激烈，尤其是在我国加入世贸组织之后，汽车行业面临前所未有的挑战和机遇。提高汽车整车和零配件的国产化，赶超世界先进水平，是国人的共同愿望。在产品设计水平的提高，开发周期的缩短、生产成本的降低等各个方面，都有我们广大机械和汽车行业的研究人员亟待解决的问题。
近年来，随着我国汽车工业的大规模投资及国内汽车工业与国外汽车工业的合资得到迅速发展，汽车产量大幅度增加。而另一方面我国公路交通基础设施建设虽然得到了各级政府的大力支持，但总的趋势仍然是车流量和车辆密度不断增加，道路交通安全事故也随之增加。为了有效减少交通事故，必须在车辆上加装ABS系统。我国的ABS技术研制工作开始于上世纪80年代中期，落后欧美几十年，加强ABS技术的研究和应用，完善汽车的主动安全性能，对于我们发展汽车及其相关行业和保护人身安全是具有现实意义的。
1.2 ABS技术的国内外发展现状
1920年ABS技术由英国人霍纳摩尔研制成功，并申请了专利。1936年，德国博世公司（BOSCH）申请一项电液控制的ABS装置专利，促进了ABS技术在汽车上的应用。汽车上开始使用ABS始于1950年代中期福特汽车公司，第二次世界大战以后，成功开发了飞机用ABS并成为飞机的标准装置，1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置，这种ABS装置控制部分采用机械式，结构复杂，功能相对单一，只有在特定车辆和工况下防抱死才有效，因此制动效果并不理想。机械结构复杂使ABS装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。ABS技术在汽车上的推广应用举步艰难。直到70年代后期，由于电子技术迅猛发展，为ABS技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。ABS控制部分采用了电子控制，其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，制动效果也明显改善，同时其体积逐步变小，质量逐步减轻，控制与诊断功能不断增强，价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的ABS装置。
进入90年代后，ABS技术不断发展成熟，控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用ABS技术，ABS装置已成为汽车的必要装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90％以上，轿车ABS的装备率在60％左右，运送危险品的货车ABS的装备率为100％。ABS装置制造商主要有：德国博世公司（BOSCH），欧、美、日、韩国车采用最多；美国德科公司（DELCO），美国通用及韩国大宇汽车采用；美国本迪克斯公司（BENDIX），美国克莱斯勒汽车采用；还有德国戴维斯公司（TEVES）、德国瓦布科（WABCO）、美国凯尔西海斯公（KELSEYHAYES）等，这些公司的ABS产品都在广泛地应用，而且还在不断发展、更新和换代。