南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院副本

1、word南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文開題報告題 目汽車ABS系統(tǒng)常見故障與分析系 部機電工程系專 業(yè)汽車效勞工程學(xué)生姓名張鐵超學(xué)號2022014110指導(dǎo)教師李琳職稱講師畢設(shè)地點南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院年 月 日1. 文獻綜述1.1 什么是汽車ABS系統(tǒng)？ABS防抱死制動系統(tǒng)全稱是Anti-lock Braking System。它是利用閥體內(nèi)的一個橡膠氣囊，在踩下剎車時，給予剎車油壓力，充滿到ABS的閥體中，此時氣囊利用中間的空氣隔層將壓力返回，使車輪避過鎖死點。ABS是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車平安控制系統(tǒng)。一般汽車在緊急制動時，四個車輪被完全鎖死，這時汽車只要在輕微側(cè)向力作

2、用下，就會發(fā)生側(cè)滑，甚至調(diào)頭甩尾；當(dāng)汽車行駛在彎道上時，由于前輪抱死，汽車將喪失轉(zhuǎn)向能力，車輛將沿慣性方向前進直至停止。而裝有ABS的車，通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號，控制器指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經(jīng)一定時間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)每秒可達5-10次，始終使車輪處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)而又有最大的制動力矩。因此，可以防止在緊急剎車時方向失控及車輪側(cè)滑，使車輪在剎車時不被鎖死，剎車效率到達90以上。！1.2 汽車ABS系統(tǒng)的開展1966年，Bosch公司研發(fā)出了世界上第一具ABS原型機。因為投入的資金過于龐大，ABS初期的應(yīng)用僅限于鐵路車輛或航空器。19

3、70年，奔弛車廠開發(fā)出第一具用于道路車輛的原型機ABS 1，該系統(tǒng)已具備量產(chǎn)根底，但可靠性缺乏，而且控制單元內(nèi)的組件超過1000個，本錢過高，容易發(fā)生故障。1978年Bosch公司研發(fā)出了“ABS 2，有別于ABS 1采用模擬式電子組件，ABS 2系統(tǒng)完全以數(shù)字式組件進行設(shè)計，不但控制單元內(nèi)組件數(shù)目從1000個銳減到140個，而且可靠性大幅提升、運算速度明顯加快。1983年Bosch公司推出的ABS 2S系統(tǒng)重量由5.5公斤減輕到4.3公斤，控制組件也減少到70個。到了1985年代中期，全球新出廠車輛安裝ABS系統(tǒng)的比例首次超過1。1989年，Bosch推出第一個由CPU控制的ABS 2E系統(tǒng)

4、，是歷史上第一個舍棄集成電路，改以一個8 k字節(jié)運算速度的微處理器CPU負責(zé)所有控制工作的ABS系統(tǒng)。1990年代前半期ABS系統(tǒng)逐漸開始普及于量產(chǎn)車款。1993年，Bosch在年推出ABS 2E的改進版：ABS 5.0系統(tǒng)，除了體積更小、重量更輕外，ABS 5.0裝置了運算速度加倍16 k字節(jié)的處理器。這也就是今天我們所常見的ABS。1.3 ABS系統(tǒng)的分類ABS系統(tǒng)一般按通道分類。在ABS中，對能夠獨立進行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路稱為控制通道。ABS裝置的控制通道分為四通道式、三通道式、二通道式和一通道式。(1)四通道式。四通道ABS有四個輪速傳感器，在通往四個車輪制動分泵的管路中，各設(shè)一個

5、制動壓力調(diào)節(jié)器裝置，進行獨立控制，構(gòu)成四通道控制形式。但是如果汽車左右兩個車輪的附著系數(shù)相差較大(如路面局部積水或結(jié)冰)，制動時兩個車輪的地面制動力就相差較大，因此會產(chǎn)生橫擺力矩，使車身向制動力較大的一側(cè)跑偏，不能保持汽車按預(yù)定方向行駛，會影響汽車的制動方向穩(wěn)定性。因此，駕駛員在局部結(jié)冰或積水等濕滑的路面行車時，應(yīng)降低車速，不可盲目迷信ABS裝置。(2)三通道式。三通道ABS是對兩前輪進行獨立控制，兩后輪按低選原那么進行一同控制(即兩個車輪由一個通道控制，以保證附著力較小的車輪不抱死為原那么)，也稱混合控制。性能特點：兩后輪按低選原那么進行一同控制時，可以保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動力

6、相等，即使兩側(cè)車輪的附著系數(shù)相差較大，兩個車輪的制動力都限制在附著力較小的水平，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，保證汽車在各種條件下制動時都具有良好的方向穩(wěn)定性。對兩前輪進行獨立控制，主要考慮小轎車，特別是前輪驅(qū)動的汽車，前輪的制動力在汽車總制動中所占的比例較大(可達70%左右)，可以充分利用兩前輪的附著力。但由于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛方向穩(wěn)定性影響相對較小，而且可以通過駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱對由此產(chǎn)生的影響進行修正。因此，三通道ABS在小轎車上被普遍采用。(3)二通道式。二通道式ABS難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制性和制動效能各方面得到兼顧，目前采用很少。(4)一通道式。一通道式ABS常叫單通道

7、ABS，它是在后輪制動器總管中設(shè)置一個制動壓力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝一個輪速傳感器(也有在后輪上各安裝一個)。1.4 ABS的優(yōu)缺點當(dāng)車輪即將到達下一個鎖死點時，剎車油的壓力使得氣囊重復(fù)作用，如此在一秒鐘內(nèi)可作用60120次，相當(dāng)于不停地剎車、放松，即相似于機械的“點剎。因此，ABS防抱死系統(tǒng)，能防止在緊急剎車時方向失控及車輪側(cè)滑，使車輪在剎車時不被鎖死，不讓輪胎在一個點上與地面摩擦，從而加大摩擦力，使剎車效率到達90%以上，同時還能減少剎車消耗，延長剎車輪鼓、碟片和輪胎兩倍的使用壽命。裝有ABS的車輛在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分別到達80%90%、10%30%、15%20%。

8、ABS系統(tǒng)本身也有局限性，它仍然擺脫不了一定的物理規(guī)律。在兩種情況下，ABS系統(tǒng)不能提供最短的制動距離。一種是在平滑的干路上，由有經(jīng)驗的駕駛員直接進行制動。另一種情況是在松散的礫石路面、松土路面或積雪很深的路面上制動另外，通常在干路面上，最新的ABS系統(tǒng)能將滑移率控制在5%20%的范圍內(nèi)，但并不是所有的ABS都以相同的速率或相同的程度來進行制動。盡管四輪防抱制動系統(tǒng)能使汽車在盡可能短的距離內(nèi)進行制動，但如果制動進行得太遲，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。 1.5 ABS的開展趨勢ABS技術(shù)雖然在20世紀(jì)90年代初期就已成熟，但隨著電子技術(shù)和汽車技術(shù)的快速開展，ABS技

9、術(shù)也得到了不斷完善。今后，ABS技術(shù)將沿以下幾個方面繼續(xù)開展。1. 采用現(xiàn)代控制理論和方法完善ABS技術(shù)性能。目前得到廣泛應(yīng)用的是采用門限值控制方法的ABS，有一定局限性。研究適應(yīng)ABS這種變工況、非線性系統(tǒng)的控制方法，完善ABS技術(shù)性能將是今后ABS研究的熱點。近幾年出現(xiàn)的增益調(diào)度PID控制、變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制等方法，是以滑移率為目標(biāo)的連續(xù)控制，使制動過程中保持最正確、穩(wěn)定的滑移率，理論上是理想的防抱死制動控制系統(tǒng)。2. 提高ABS的可靠性、自適應(yīng)性。ABS是加裝在汽車上的輔助平安裝置，它要求高可靠性，否那么會導(dǎo)致人身傷亡及車輛損壞。為了提高ABS的可靠性，ABS電控局部應(yīng)向集成化方向開展

10、，制作專用的ABS芯片；機械局部那么通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、采用新材料、提高制造工藝等。ABS軟件局部那么采用補償方法針對測量、計算誤差和自適應(yīng)控制算法來提高ABS的可靠性和自適應(yīng)性。 3. 提高系統(tǒng)的集成度，減小體積，減輕質(zhì)量?，F(xiàn)代汽車的安裝空間都非常緊湊，而ABS又是提高汽車平安性能的附加裝置，預(yù)留的空間非常有限，因此，要求ABS控制器體積盡量小。此外新增加的裝置必然增加整車質(zhì)量，對整車經(jīng)濟性、動力性不利，要求ABS質(zhì)量輕。因此ABS裝置必須高度集成化，這樣既可減小體積，又可減輕質(zhì)量，同時還可以降低本錢。4. 增強ABS控制器的功能，擴大使用范圍。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速開展，ABS技術(shù)也在不斷地

11、成熟和開展，很多ABS控制器已經(jīng)選用功能強、速度快、集成度高的16位或32位微處理器，甚至做成專用芯片，為ABS進一步完善和擴展構(gòu)建了一個良好的平臺。目前對汽車進行平安控制的裝置不斷地被參加這個平臺，由最初的防滑控制系統(tǒng)ASR，到現(xiàn)在的電子制動力分配裝置EBD、電子助力制動裝置EBA，電子行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)ESP、車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)VDC、電子控制制動系統(tǒng)EBS、車速記錄儀VSR等。ABS技術(shù)已進入全新的開展時期，ABS作為制動控制系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，其控制功能和使用范圍正在不斷擴大。5. 提高總線技術(shù)在ABS系統(tǒng)上的應(yīng)用。隨著電控單元在汽車中的應(yīng)用越來越多，車載電子設(shè)備問的數(shù)據(jù)通信變得越來越重

12、要，以分布式控制系統(tǒng)為根底構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是很有必要的。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及廉價性是對汽車電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。在該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各處理機獨立運行，控制改善汽車某一方面的性能，同時在其他處理機需要時提供數(shù)據(jù)效勞。汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成主要依靠總線傳輸技術(shù)。汽車總線傳輸是通過某種通訊協(xié)議將汽車中各種電控單元發(fā)動機、ABS、自動變速器等、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來，從而構(gòu)成的汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點有：減少了線束的數(shù)量和線束的容積，提高了電子系統(tǒng)的可靠性和可維護性采用通用傳感器，到達數(shù)據(jù)共享的目的；改善了系統(tǒng)的靈活性，即通過系統(tǒng)的軟件可以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。參考文獻1. 董輝編著.汽車電

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