目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 ABS概述 1
1.3 ABS教学控制仪器研究现状 2
1.3.1 国外ABS教学控制仪器的研究现状 2
1.3.2 国内ABS教学控制仪器的研究现状 3
1.4 研究的目的和意义 5
1.5 本设计研究主要内容 5
第2章 总体技术方案设计 7
2.1 设计思想 7
2.2 实现功能和创新点 7
2.3 总体布置 8
2.4 ABS教学仪器组成及工作原理 8
2.5 本章小结 9
第3章 电路油路系统设计 10
3.1 电路设计 10
3.1.1 设计方案 10
3.1.2 电路的组成及工作原理 11
3.1.3 模拟电路工作过程 12
3.2 ABS油路设计 12
3.2.1 设计方案 12
3.2.2 油路的组成及工作原理 13
3.2.3 模拟油路工作过程 13
3.3 本章小结 14
第4章 ABS教学仪器控制系统设计 15
4.1 控制系统组成及原理 15
4.2 ABS电路硬件设计 16
4.2.1 单片机的选择 16
4.2.2 译码器的选择 20
4.2.3 二极管的功能原理及接口电路 22
4.2.4 LED数码管的选择 23
4.2.5 电动机的选择及接口电路 26
4.2.6 显示器的选择及接口电路 29
4.2.7 控制开关的设计及接口电路 31
4.2.8 电源的选择及其电路 32
4.3 本章小结 33
第5章 滑移率演示系统设计 34
5.1 轮速信号采集电路 34
5.2 传感器的选择 34
5.3 滑移率的定义 36
5.4 滑移率的设计 36
5.5 本章小结 37
第6章 故障诊断功能的设计与实现 38
6.1 ABS教学控制系统典型故障 38
6.2 故障设置与模拟 39
6.3 ABS教学仪器控制系统电路的诊断 39
6.4 控制系统电路的设计 40
6.5 本章小结 40
第7章 软件系统的设计与调试 41
7.1 开发环境的选择 41
7.2 编程语言的选择 41
7.3 软件系统的功能结构 42
7.3.1 程序模块化的优点及划分原则 42
7.3.2 编程技巧 43
7.4 软件系统的主程序 43
7.5 软件程序运行和调试 46
7.5.1 调试过程 46
7.5.2 调试中出现的问题 46
7.5.3 部分软件程序 47
7.6 本章小结 49
结论 50
参考文献 51
致谢 52
摘 要
汽车防抱死制动系统是提高车辆制动性能和行车安全的重要装置，主要功能是在汽车制动时防止车轮因抱死而使车辆失去方向，从而提高车辆行驶的安全性。随着电子技术的发展，ABS的性能也不断得到提高和完善，同时要求汽车使用与维修人员尽快掌握现代汽车新技术。开发、研制ABS实验测试设备，用于模拟汽车实际工作状况，并动态显示ABS油路、电路及二者关联工作状况，实时测量电子元件工作参数，智能模拟故障与检测，有助于尽快掌握ABS的结构和原理、性能检测、故障诊断与维修等方面的知识。本文对ABS教学仪器控制系统以及软件和机械部分进行了设计，本设计不仅实现了对ABS元件识别、原理实验、故障设置，而且实现了电路和油路关联演示、滑移率的演示以及车轮轮速的同步显示。
关键词：ABS；教学仪器；油路；电路；诊断
Abstract
Anti-lock braking system is safety devices that can improve vehicle braking performance and the safety of driving .Its main function is prevent the wheels to be locked which made the auto lose the direction when braking. It can improve the driving safety. With the development of electronic technology, Anti-lock braking system has been improved and perfected. Meanwhile, vehicle using and maintenance personnel to master the modern automobile, along with the new technologies as soon as possible. Study on Anti-lock braking system control technology. Anti-lock braking system developed experimental test equipment to simulate actual working conditions of vehicles, and dynamic display ABS asphalt, circuit and the two related working conditions and real-time measurement of electronic components parameters what’s more, intelligent fault detection, which are good for grasping the ABS structure and principle quickly. It is helpful for performance testing and fault diagnosis. The maintenance of knowledge was referred to. This paper finished the design of the ABS electronic control panel system including the software and the mechanical parts. The Instructional Instruments control System not only achieved the recognition of ABS components, the experiment of principle, the fault setup, but also achieved the realization of asphalt circuit and the associated display、display of the slip ratio and wheel speed synchronous show. It is used for the experimental teaching and researching.It is for the maintenance of enterprise units also.
Key words：ABS; Instructional Instruments Control ;Pipeline; Circuit; Diagn
第 1 章 绪 论
1.1 引言
汽车防抱死制动系统（Anti-Lock Braking System简称ABS）是现代汽车制动系的关键部件之一，在汽车制动过程中，该系统能防止车轮完全抱死，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离[1]。它是由车轮轮速传感器、电子控制单元（ECU或ABS电脑）和制动压力调节器等部分组成。传统的制动系统在紧急制动和湿路面上制动时往往会使车轮发生抱死现象，制动时车轮抱死不仅会造成车轮轮胎局部的严重磨损，而且前轮抱死会使车丧失转向能力，后轮抱死易使车丧失方向稳定性。尤其在潮湿、泥泞、冰雪等低附着系数路面或高速时制动，一旦车轮抱死，汽车就会发生测滑、甩尾或方向失控，造成交通事故。据资料统计表明，我国有10%～25%以上的交通事故与轿车制动过程中的车轮抱死有关[2]。ABS装置主要通过控制制动轮的瞬时角加速度和减速度将车轮的滑移率控制在20%左右，保证轮胎与地面间有较大的纵向附着系数和侧向附着系数，从而有效地提高了汽车制动的方向稳定性，方向操纵性，并缩短了制动距离。
汽车防抱死制动系统教学控制仪器是适应汽车新技术迅速发展的要求而发展起来的，它用于模拟汽车实际工作状况，动态显示ABS油路、电路及二者关联工作情况，实时测量电子元件工作参数，智能模拟故障与检测，有助于学习人员尽快掌握ABS的结构原理、性能检测、故障诊断与维修等方面知识，是国内具有相关汽车专业实验室急需且必备的设备。
1.2 ABS概述
汽车防抱死制动系统（Anti-Lock Braking System简称ABS）是在传统的制动系统基础上采用电子控制技术防止车轮抱死的机电一体化系统。它由轮速传感器、电子控制单元（ECU）、制动压力调节器等基本组成[3]。传统的制动系统在紧急制动和湿路面上制动时往往会使车轮发生抱死现象。根据汽车理论和实验可知，汽车地面制动力受车轮和地面附着力的制约。制动时车轮抱死不仅会造成车轮轮胎局部的严重磨损，而且前轮抱死会使车丧失转向能力，后轮抱死易使车丧失方向稳定性。尤其在潮湿、泥泞、冰雪等低附着系数路面或高速时制动，一旦车轮抱死，汽车就会发生测滑、甩尾或方向失控，造成交通事故。据资料统计表明，这类事故占交通事故的10%。ABS装置主要通过控制制动轮的瞬时角加速度和减速度将车轮的滑移率s控制在20%左右，保证轮胎与地面间有较大的纵向附着系数和侧向附着系数，从而有效地提高了汽车制动的方向稳定性，方向操纵性，并缩短了制动距离。
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