防抱死系统在常用轿车上的使用特点分析doc.doc

摘摘 要要 ABS 系统可以显著提高或改善汽车紧急制动时的操控性和稳定性 缩短了 制动距离 是一种新型的汽车电子控制产品 并得到了越来越广泛的应用 本 文以轿车为研究对象 展开对汽车 ABS 的研究 主要完成了以下的工作 通过 对单个车轮时的受力分析确定了影响车轮附着系数的主要因素 通过比较电磁 感应式轮速传感器和霍尔效应传感器的性能优缺点 采用并设计了霍尔效应式 轮速传感器 通过对控制结构的分析设计了以 INTEL 公司生产的 80C196KC 单 片机为核心的实时控制系统 包括信号输入电路 控制输出电路 驱动电路等 硬件部分 经比较各种控制方案 确定了 逻辑门限制法 作为控制方案 并 选用加速度和滑移率的组合作为控制参数 采用事件门限来计算车轮的转速 本文通过学习比较根据所学只是设计了 ABS 控制系统 从理论上实现 ABS 的控制功能 完成了设计要求 在设计过程中对汽车制动理论和制动装置 有了较为深入的了解 扩大了自己的知识面 自己解决问题的能力也得到了提 高 关键词关键词 防抱死制动系 电子控制单元 门限值滑移率 轮速传感器 2 Abstract ABS systems can significantly enhance or improve vehicle control during emergency braking and stability shorter braking distance 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 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 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 control 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 and 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 3 目录目录 1 引言引言 5 2ABS 的实质的实质 5 3ABS 的原理的原理 5 4 常用轿车常用轿车 ABS 的选用的选用 6 5 常用轿车常用轿车 ABS 使用要点使用要点 6 6常用轿车常用轿车维护使用维护使用 ABS 注意事项注意事项 9 7 1 使用时的注意事项 9 7 2 维护时的注意事项 10 8总结总结 13 参考文献参考文献 14 致谢致谢 15 4 1 引言引言 现代汽车上大量安装了防抱死制动系统 ABS 其全称是 Anti lock Brake System 它既有普通制动系统的制动功能 又能防止车轮锁死 使汽车在制动 状态下仍能转向 保证汽车的制动方向稳定性 防止产生侧滑和跑偏 是目前 汽车上最先进 制动效果最佳的制动装置 2ABS 的实质的实质 ABS 的实质是控制汽车轮胎的防滑率 众所周知 汽车的速度是由轮子的 转速所决定的 轮子转得快汽车跑得快 轮子转得慢汽车跑得慢 似乎轮子的 转速等于汽车的速度 但实际上 由于轮胎的变形 打滑等因素 车轮速度与 汽车速度之间总是存在着差值 这个差值与汽车速度的比率就是滑动率 实验 证明只有将滑动率控制在一定的范围之内 轮胎才具有最大的附着力 汽车运 行才是最安全的 因此 ABS 的主要功能就是将滑动率控制在一个设定的范围 内 汽车上的 ABS 在工作过程中 通常将车轮的滑动率控制在 10 20 之间 3ABS 的原理的原理 ABS 是防抱死制动系统的英文缩写 英文的全称是 Anti lock Braking System 或者是 Anti skid Braking System 该系统在制动过程中可自动调节车 轮制动力 防止车轮抱死以取得最佳制动效果 一辆汽车制动性能的好坏 主要从以下三方面进行评价 1 制动效能 即 制动距离与制动减速度 2 制动效能的恒定性 即抗热或水衰退性能 3 制 动时汽车的方向稳定性 即制动时汽车不发生跑偏 侧滑以及失去转向能力的 性能 通常 汽车在制动过程中存在着两种阻力 一种阻力是制动器摩擦片与制 动鼓或制动盘之间产生的摩擦阻力 这种阻力称为制动系统的阻力 由于它提 供制动时的制动力 因此也称为制动系制动力 另一种阻力是轮胎与道路表面 之间产生的摩擦阻力 也称为轮胎 道路附着力 如果制动系制动力小于轮 胎 道路附着力 则汽车制动时会保持稳定状态 反之 如果制动系制动力大 于轮胎 道路附着力 则汽车制动时会出现车轮抱死和滑移 如果前轮抱死 汽车基本上沿直线向前行驶 汽车处于稳定状态 但汽车 5 失去转向控制能力 这样驾驶员制动过程中躲避障碍物 行人以及在弯道上所 应采取的必要的转向操纵控制等就无法实现 如果后轮抱死 汽车的制动稳定 性变差 在很小的侧向干扰力下 汽车就会发生甩尾 甚至调头等危险现象 尤其是在某些恶劣路况下 诸如路面湿滑或有冰雪 车轮抱死将难以保证汽车 的行车安全 另外 由于制动时车轮抱死 从而导致局部急剧摩擦 将会大大 降低轮胎的使用寿命 ABS 通过控制作用于车轮制动分泵上的制动管路压力 使汽车在紧急刹车 时车轮不会抱死 这样就能使汽车在紧急制动时仍能保持较好的方向稳定性 在没有装备 ABS 的汽车上 如果在雪地上刹车 汽车很容易失去方向稳定性 同时驾驶员如果想停车 必须使用液压调节器 又称执行器 反之 如果汽车 上装备有 ABS 则 ABS 能自动向液压调节器发出控制指令 因而能更迅速 准确而有效地控制制动 4 常用轿车常用轿车 ABS 的选用的选用 从通用性角度来说 电子式 ABS 则不如机械式 ABS 灵活 电子式 ABS 是 根据不同的车型而设计的 它的安装需要较强的专业技术水平 如果换装到另 一车型上 必须要改变它的线路设计和电瓶容量 没有通用性 机械式 ABS 的 通用性强 只要是液压刹车装置的汽车都可使用 并可从一种车换装到另一种 车上 且安装较简单 另外 电子式 ABS 的体积大 有的车型不一定有空间安 装电子式 ABS 机械式 ABS 的体积相对小些 占用空间要小 在成本上电子 式 ABS 价格要高 目前国内只有部分中高档车才装有电子式 ABS 相比之下 机械式 ABS 要便宜很多 无论是鼓式制动还是碟式制动 都可装用 ABS 现 在人们常说的加装 ABS 多是指机械式 ABS 不过制动效果不太理想 对于电 子式 ABS 不是一般街边汽修厂就能安装的 它需要相当高的技术水平 安装 时有严格的技术要求 5 常用轿车常用轿车 ABS 使用要点使用要点 具有 ABS 系统的车辆在仪表板上装有 ABS 或 ANTILOCK 的警告灯 启动 发动机后 此灯应熄灭 这表明该系统工作正常 但并不立即工作 只有到车 速大于 8km h 时 这是最小的控制速度界限 当驾驶员踩刹车时 ABS 开始工 作 可避免车轮锁死 即便 ABS 的优点多 也无法完全违反物理的自然法则对 6 车子的作用 例如 如果行车不遵守该保持的最佳行车距离 则无法避免追撞 意外 或在弯道行车速度超过了汽车的转弯极限也无法避免意外的危险性 请 驾驶员注意 另外 若在发动机启动后 ABS 警告灯仍亮或在驾驶过程中 ABS 灯突然 亮起 则表明 ABS 系统有故障 则需尽快到专业维修厂由专门技术人员进行维 修 7 常用轿车常用轿车维护使用维护使用 ABS 注意事项注意事项 7 1 使用时的注意事项使用时的注意事项 不可向电子控制装置提供过高的电压 否则容易损坏电子控制装置 所以 切不可用充电机起动发动机 也不要在蓄电池与汽车电系连接的情况下 对蓄 电池进行充电 在蓄电池电压过低时 系统将不能进入工作状态 因此 要注意对蓄电池 的电压进行检查 特别是当汽车长时间停驶后初次起动时更要注意 在防抱死警示灯持续点亮的情况下进行制动时 应注意控制制动强度 以 免因制动防抱死系统失效而使车轮过早发生制动抱死 高温环境也容易损坏电子控制装置 所以 在对汽车进行烤漆作业时 应 将电子控制装置从车上拆下 另外 在对系统中的电器元件或线路进行焊接时 也应将线束插头从电子控制装置上拔下来 应尽量选用汽车生产厂推荐的轮胎 如果要换用其它型号的轮胎 应该选 用与原车所用轮胎的外径 附着性能和转动惯量相近的轮胎 但不能混用不同 规格的轮胎 因为这样会影响防滑控制系统的控制效果 不要使车轮转速传感器和传感器齿圈被油污沾染或其它脏物 否则 车轮 转速传感器产生的车轮转速信号就可能不够准确 影响系统的控制精度 甚至 使系统无法正常工作 另外 不要敲击转速传感器 否则容易导致传感器发生 消磁现象 从而影响系统的正常工作 7 2 维护时的注意事项维护时的注意事项 目前 大多数 ABS 系统都具有较高的工作可靠性 通常不需要对其进行定 期的特别维护 但是 如果万不得已需要维护或检修时就应注意以下几个方面 7 在点火开关处于点火位置时 不要拆装系统中的电器元件和线束插头 以 免损坏电子控制装置 要拆装系统中的电器元件和线束插头 也应将点火开关 断开 具有防滑控制能力的制动系统应使用专用的管路 因为制动系统往往具有 很高的压力 如果使用非专用的管路极易损坏 由于在很多具有防滑制动功能的制动系统中都有供给防抱死制动压力调节 所需能量的蓄能器 所以 在对这类制动系统的液压系统进行维修作业时 应 首先使蓄能器中的高压制动液完全释放 以免高压制动液喷出伤人 在释放蓄 能器中的高压制动液时 先将点火开关断开 然后 反复地踩下和放松制动踏 板 直到制动踏板变得很硬时为止 另外 在制动液压系统完全装好以前 不 能接通点火开关 以免电动泵通电运转 大多数防滑控制系统中的车轮转速传感器 电子控制装置和制动压力调节 装置都是不可修复的 如果发生损坏 应该进行整体更换 在对制动液压系统进行维修以后 或者在使用过程中发觉制动踏板变软时 应按照要求的方法和顺序对制动系统进行空气排除 电子控制装置受到碰撞和敲击也极容易引起损坏 因此 要注意使电子控 制装置免受碰撞和敲击 不要让油污沾污电子控制装置 特别是电子控制装置的端子更要注意 否 则会使线束插头接触不良 影响系统的正常工作 不要用砂纸打磨系统中各插 头的端子 否则 也会造成接触不良 8 9 总结总结 不管一个 ABS 系统多么完善 它仍然摆脱不了一定的物理规律 尽管四轮 防抱制动系统能使汽车在尽可能短的距离内进行制动 但如果制动进行得太迟 使之在与障碍物碰撞前不能完全停下来 仍不能阻止事故的发生 但是 由于 四轮防抱死制动系统保留着控制转向的能力 因此 在制动过程中有可能绕过 障碍物 避免可能发生的事故 ABS 系统不能违背物理规律的另一种情况是当 汽车在弯道上行驶时 其速度超过了物理学上所允许的速度 在这种情况下 即使 ABS 系统也不能阻止汽车在离心力作用下离开弯道 但是 ABS