畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于MC9S12DP256的汽車ABS系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

1、河北大學(xué)2009屆畢業(yè)論文1 引言1.1 課題的背景與目的“abs”中文譯為“防鎖死剎車系統(tǒng)”。它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車安全控制系統(tǒng)。abs是常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進(jìn)型技術(shù)，可分機(jī)械式和電子式兩種?，F(xiàn)代汽車上大量安裝防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，abs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。abs最早可追溯到20世紀(jì)20年代。1928年，abs理論被提出；20世紀(jì)30年代，機(jī)械式 abs在火車和飛機(jī)上得到應(yīng)用；1954年，福特公司將飛機(jī)的abs移置在林肯 (lincoln)

2、轎車上；1957 年，凱爾斯海伊斯(kalsey-hayes)公司進(jìn)行的abs試驗(yàn)表明， abs能夠防止制動(dòng)過程中汽車失去方向控制，并能縮短汽車的制動(dòng)距離；60年代后期到70年代初期，電子控制的制動(dòng)防抱死系統(tǒng)進(jìn)入產(chǎn)品化階段；70年代后期，數(shù)字式電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，為防滑控制系統(tǒng)的實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)。 目前應(yīng)用的abs產(chǎn)品基本都是基于車輪加、減速門限值及參考滑移率方法設(shè)計(jì)的。目前，國際上abs在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，已成為絕大多數(shù)類型汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車abs的裝備率已達(dá)90%以上，轎車abs的裝備率在60%以左右，運(yùn)送危險(xiǎn)品的貨車abs的裝備率為100

3、%。以前消費(fèi)者買車，都把有沒有abs作為一個(gè)重要指標(biāo)。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前，我國絕大部分轎車已經(jīng)將abs作為標(biāo)準(zhǔn)配置。但對(duì)于abs的認(rèn)識(shí)以及如何正確使用，很多駕駛員還不是很清楚，甚至還出現(xiàn)了一些對(duì)abs的誤解。一些駕駛員認(rèn)為abs就是縮短制動(dòng)距離的裝置，裝備abs的車輛在任何路面的制動(dòng)距離肯定比未裝備abs的制動(dòng)距離要短，甚至有人錯(cuò)誤地認(rèn)為在冰雪路面上的制動(dòng)距離能與在瀝青路面上的制動(dòng)距離相當(dāng)；還有一些駕駛員認(rèn)為只要配備了abs，即使在雨天或冰雪路面上高速行駛，也不會(huì)出現(xiàn)車輛失控現(xiàn)象。 abs并不是如有些人所想的那樣，大大提高汽車物理性能的極限。嚴(yán)格來說，abs的功能主要在物理極限的性能內(nèi)，保證

4、制動(dòng)時(shí)車輛本身的操縱性及穩(wěn)定性。同時(shí)，在加速的時(shí)候，也能防止輪胎的純滑移，提高了加速性能和操作穩(wěn)定性。1.2 abs在我國的現(xiàn)狀和展望 我國對(duì)abs的研究現(xiàn)狀開始于20世紀(jì)80年代初。目前，我國政府已制定車輛安全性方面的強(qiáng)制性法規(guī)，gb12676-1999汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法，規(guī)定首先在重型車和大客車上安裝電子控制式abs。gb7258-2004機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件又具體規(guī)定了必須安裝的車型和時(shí)間。規(guī)定決質(zhì)量大于12000kg的長(zhǎng)途客車和旅游客車總質(zhì)量大于16000kg 允許掛接總質(zhì)量大于10000kg 的掛車的貨車及總質(zhì)量大于10000kg的掛車必須安裝abs。我國有許多單位和

5、企業(yè)從事abs的研制工作，東風(fēng)汽車公司、重慶公路研究所、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、上海汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司和山東重汽集團(tuán)等。其中山東重汽集團(tuán)引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究已取得了一些進(jìn)展。重慶公路研究所研制的適用于中型汽車的氣制動(dòng)fkx-aci型abs裝置已通過國家級(jí)技術(shù)鑒定，但各種制動(dòng)情況的適應(yīng)性還有待提高。清華大學(xué)研制的適用于輕型和小型汽車的液壓abs系統(tǒng)，北京理工大學(xué)和上海汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司致力于轎車的液壓abs系統(tǒng)的研究，已分別取得初步成果。根據(jù)國內(nèi)外的一些研究動(dòng)態(tài)和高檔轎車的實(shí)際應(yīng)用表明，abs技術(shù)將沿著以下幾個(gè)方面繼續(xù)發(fā)展：（1）abs和驅(qū)動(dòng)防滑控制裝置asr一體化。abs以防止車輪抱死

6、為目的，asr是防止車輪過分滑轉(zhuǎn)，abs是為了緩解制動(dòng)，asr是為了施加制動(dòng)。由于二者技術(shù)上經(jīng)較接近，且都能在低附著路面上充分體現(xiàn)它們的作用，所以將二者有機(jī)地結(jié)合起來。 （2）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)vdc（或電子穩(wěn)定控制（esp）。vdc主要在abs/asr基礎(chǔ)上解決汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的方向穩(wěn)定性問題。abs與電子全控式（或半控式）懸架、電子控制四輪轉(zhuǎn)向、電子控制液壓轉(zhuǎn)向、電子控制自動(dòng)變速器等控制系統(tǒng)在功能、結(jié)構(gòu)上有機(jī)地結(jié)合起來，保證汽車在各種惡劣情況下行駛時(shí)，都具有良好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。（3）abs/asr與自動(dòng)巡航系統(tǒng)（acc）集成。自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)（acc）的目的是在巡航行駛時(shí)自動(dòng)把車速限制在一個(gè)設(shè)定

7、的速度，并且能夠根據(jù)前方車輛的行駛善，自動(dòng)施加制動(dòng)或加速使其保持在一定的安全距離內(nèi)行駛。在遇到障礙物時(shí)，可以自動(dòng)施加制動(dòng)，把車速調(diào)整到安全范圍內(nèi)。由于abs/asr和acc都要用到相同的輪速采集系統(tǒng)，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩調(diào)節(jié)裝置，因此abs/asr/acc集成化系統(tǒng)，不僅可以大大降低成本，而且可以提高汽車的整體安全性能。（4）減小體積，降低重量。為了提高汽車的安全性能，增加了一些裝置，汽車的重量了隨之增加，對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性不利。所以新增設(shè)的各種裝置必須在保證安全性的前提下，盡量地減少重量。另外，不論是大型車還是小型車，發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝空間都是非常緊湊的，因此，也要求abs控制器的體積盡可

8、能的小一些。（5）隨著abs與新一代制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)合，如電子液壓制動(dòng)ehb、電子機(jī)械制動(dòng)emb、abs有了更快的響應(yīng)速度，更好的控制效果，而且更容易與其他電子系統(tǒng)集成。abs將成為集成化汽車底盤系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。（6）在abs系統(tǒng)中嵌入電子制動(dòng)力分配裝置（ebd）構(gòu)成了abs+ebd系統(tǒng)。ebd的功能就是在汽車abs開始制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)之前，高速計(jì)算出汽車四個(gè)輪胎與路面間的附著力大小，然后調(diào)節(jié)車輪與附著力的區(qū)配，進(jìn)一步提高車輛制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，同時(shí)盡可能地縮短制動(dòng)距離。（7）在abs系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展成車速記錄儀（vsr），又稱汽車黑匣子。該裝置通過實(shí)時(shí)采集的四個(gè)車輪輪速信號(hào)，再現(xiàn)交通事故發(fā)

9、生過程中汽車的實(shí)際運(yùn)行軌跡以及駕駛員對(duì)車輛的操作情況，便于公安交通管理部門能準(zhǔn)確判斷事故的責(zé)任。掌握abs核心技術(shù)不但是非常必要的而且具有深遠(yuǎn)意義，可有力地推動(dòng)我國汽車工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。1.3 abs的應(yīng)用abs的全名是anti-lock brake system（防鎖死制動(dòng)系統(tǒng)）或anti-skid braking system（防滑移制動(dòng)系統(tǒng)），它能有效控制車輪保持在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，提高制動(dòng)時(shí)汽車的穩(wěn)定性及較差路面條件下的汽車制動(dòng)性能。abs通過安裝在各車輪或傳動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器不斷檢測(cè)各車輪的轉(zhuǎn)速，由計(jì)算機(jī)算出當(dāng)時(shí)的車輪滑移率，并與理想的滑移率相比較，做出增大或減小制動(dòng)器制動(dòng)壓力的決定，命令執(zhí)

10、行機(jī)構(gòu)及時(shí)調(diào)整制動(dòng)壓力，以保持車輪處于理想制動(dòng)狀態(tài)。1906年abs首次被授予專利，1936年博世注冊(cè)了一項(xiàng)防止機(jī)動(dòng)車輛車輪抱死的“機(jī)械”專利。所有的早期設(shè)計(jì)都有著同樣的問題：因過于復(fù)雜而容易導(dǎo)致失敗，并且它們運(yùn)作太慢。1947年世界上第一套abs系統(tǒng)首次應(yīng)用于b-47轟炸機(jī)上。teldix公司在1964年開始研究這個(gè)項(xiàng)目，其abs研究很快被博世全部接管。兩年內(nèi)，首批abs測(cè)試車輛已具有縮短制動(dòng)距離的功能。轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛轉(zhuǎn)向性和穩(wěn)定性也被保證，但當(dāng)時(shí)應(yīng)用的大約1000個(gè)模擬部件和安全開關(guān)，這意味著被稱為abs 1系統(tǒng)的電子控制單元的可靠性和耐久性還不能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求，需要改進(jìn)。博世在電子發(fā)

11、動(dòng)機(jī)管理的發(fā)展過程中獲得的技術(shù)，數(shù)字技術(shù)和集成電路(ics)的到來使電子部件的數(shù)量降低到140個(gè)。博世的工程師在1993年，使用新的電磁閥創(chuàng)造了abs 5.0，并且在后來的幾年研發(fā)了5.3 和5.7 版。新一代的abs 8的主要特性是再次極大地減輕了重量、減少了體積、增大了內(nèi)存，同時(shí)增加了更多功能，如電子分配制動(dòng)壓力，從而取代了減輕后軸制動(dòng)壓力的機(jī)械機(jī)構(gòu)。當(dāng)年有些汽車工業(yè)分析專家預(yù)言得到了證實(shí)：到20世紀(jì)90年代中期以后，世界市場(chǎng)上的大多數(shù)汽車和卡車將裝備abs。2 關(guān)于mc9s12dp2562.1 mc9s12dp256芯片的簡(jiǎn)介mc9s12dp256 motorola 16位單片機(jī)hcs1

12、2家族中的一員，其處理單元采用16位的star12cpu。片內(nèi)資源包括256kb的flash rom、12kb的ram、4kb的eeprom、一個(gè)8通道的脈沖寬度調(diào)制模塊(pwm)、一個(gè)8通道的增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器模塊(ect)、兩個(gè)8通道的ad轉(zhuǎn)換模塊(atd)、兩個(gè)串行通訊接口(sci)、三個(gè)串行設(shè)備接口(spi)等。在codewarrior集成開發(fā)環(huán)境中，可以對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序編輯、編譯、下載和在線調(diào)試，使其開發(fā)十分便利。ect模塊具有八個(gè)輸入捕捉輸出比較(icoc)通道，四個(gè)8位或兩個(gè)16位的脈沖累加器(pa1)通道。當(dāng)該模塊運(yùn)行時(shí)，16位的自由定時(shí)器按照設(shè)定的時(shí)鐘頻率在$o000$ffff

13、之間循環(huán)計(jì)數(shù)。若某個(gè)通道設(shè)置為io功能，當(dāng)被測(cè)信號(hào)的設(shè)定邊沿到來時(shí)，輸入捕捉邏輯立即將自由定時(shí)器的內(nèi)容捕捉到16位的icoc寄存器中，其分辨能力高達(dá)1 s甚至更高，并設(shè)置中斷請(qǐng)求標(biāo)志， 隨后程序進(jìn)行中斷處理。若某個(gè)通道設(shè)置為oc功能，輸出比較邏輯自動(dòng)將icoc寄存器的內(nèi)容與自由定時(shí)器的內(nèi)容進(jìn)行比較，一旦相符立即操作對(duì)應(yīng)的引腳，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的中斷標(biāo)志， 隨后程序進(jìn)行中斷處理，引腳輸出波形的時(shí)間分辨能力也可以達(dá)到1 s甚至更高。脈沖計(jì)數(shù)器則只對(duì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)或者邊沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，不產(chǎn)生中斷。在輪速采集算法中使用了該功能。icoc與通用io 口portr共享八個(gè)引腳。四個(gè)8位的pal通道03與前四個(gè)ic

14、通道ic0n3共享引腳portf03。本控制器中，portf03使用脈沖累加器功能，注錄四個(gè)輪速傳感器的脈沖個(gè)數(shù)。當(dāng)產(chǎn)生實(shí)時(shí)中斷(rti)后，中斷程序讀取脈沖累加器的值，計(jì)算車輪的速度，同時(shí)脈沖累加器清零，重新開始計(jì)數(shù)。portt47使用輸出比較功能，當(dāng)icoc寄存器的值與自由計(jì)數(shù)器的值相等之后，產(chǎn)生中斷，四個(gè)中斷程序分別處理各自輪子的abs控制策略。2.2 針對(duì)mc9s12dp256的編程 圖2.1 mc9s12dp256的內(nèi)存中斷分布 寄存器、ram、eeprom可以通過設(shè)置initrg、initrm、initee來重新分配他們的位置。這些寄存器只能寫一次，建議在初始化分配寄存器、ram、

15、eeprom的位置。對(duì)每個(gè)initxx賦值后，在其指令后需插入一空指令。如果映射有沖突，寄存器具有最高優(yōu)先級(jí)，與其重疊的ram和eeprom此時(shí)無效。復(fù)位后，寄存器從0x0000開始，但可以被映射到64k空間內(nèi)的前32k的范圍內(nèi)，而且映射的地址必須是2k的整數(shù)倍。1、復(fù)位后ram區(qū)從0x1000開始，但可以被映射到64k字節(jié)空間內(nèi)的任何16k字節(jié)塊內(nèi)。2、ram15-14用來決定ram區(qū)映射到哪個(gè)16k的字節(jié)塊中。ram13-11不起作用。3、ramhal用來決定12kram是放在16k的后12k區(qū)域還是前12k區(qū)域。通過call來調(diào)用非固定頁中的函數(shù)，最后用rti指令返回codewarrio

16、r引入兩個(gè)關(guān)鍵字：near, farnear函數(shù)用jsr或bsr來調(diào)用far函數(shù)用call來調(diào)用比如：void far func1(void); /func1函數(shù)放在非固定頁中，可以被其他頁的函數(shù)調(diào)用const int *far ptr; /指向常量的指針放在非固定頁中，這個(gè)指針可以用來指向非固定頁中的變量 codewarrior支持3種不同的內(nèi)存模型：small（默認(rèn)），平面的64k的地址空間。所有的函數(shù)都是nearbanked，即采用分頁地址。所有的用戶的函數(shù)都被默認(rèn)為far，far類型的數(shù)據(jù)指針可以在small和banked中使用large，默認(rèn)為數(shù)據(jù)和代碼均為分頁模式。所有的函數(shù)和數(shù)據(jù)

17、指針都是far類型。這種內(nèi)存模型運(yùn)行時(shí)間比較長(zhǎng)，因此很少使用代碼和數(shù)據(jù)可以被分組被linker放在特定的存儲(chǔ)區(qū)中#pragma用來給代碼段或數(shù)據(jù)段命名并分配屬性#pragma code_seg定義一個(gè)代碼段。near規(guī)定本段中的函數(shù)用jsr來調(diào)用，即只能被本頁函數(shù)調(diào)用，除非把它放在固定頁中far規(guī)定本段中的函數(shù)用call來調(diào)用如果沒有規(guī)定near或far,函數(shù)的類型由內(nèi)存模型來決定。如果沒有規(guī)定段，則代碼放在default_rom中所有跟在#pragma code_seg后面的函數(shù)回放在該段中，直到下一個(gè)#pragma code_seg出現(xiàn)，因此在頭文件中，聲明函數(shù)原型時(shí)，必須使用#pragm

18、a code_seg#pragma code_seg functionsvoid func1(void);void func2(void);#pragma code_seg default#include functions.h#pragma code_seg functionsvoid func1(void)/* code */;void func2(void)/* code */;#pragma code_seg default#pragma data_seg把全局變量發(fā)到一個(gè)特定的段中#pragma data_seg short short規(guī)定本段中的全局變量采用直接尋址方式。但是這段變

19、量必須放在$0000到$00ff中如果沒#pragma data_seg，全局變量將會(huì)被放到default_ram段中所有跟在#pragma data_seg后面的函數(shù)回放在該段中，直到下一個(gè)#pragma data_seg出現(xiàn)如果全局變量被其他文件使用，則在其他文件中聲明變量時(shí)，必須重復(fù)使用相同的#pragma data_seg中斷函數(shù)需要放在固定頁#pragma trap_proc表示以下的函數(shù)將用rti指令返回如果使用interrupt關(guān)鍵字，則不必再#pragmatrap_proc_near_seg顯性地表示這段代碼放在固定頁#pragma code_seg _near_seg non

20、_banked #pragma trap_procvoid interrupt_func1(void)/* code */;#pragma code_seg default#pragma code_seg _near_seg non_banked void interrupt interrupt_func1(void)/* code */;#pragma code_seg default3 abs系統(tǒng)各組成部件的功能 3.1組成元件 傳感器（2）車速傳感器 檢測(cè)車速，給ecu提供車速信號(hào)，用于滑移率控制方式 （3）輪速傳感器 檢測(cè)車輪速度，給ecu提供輪速信號(hào)，各種控制方式均采用 （4）減速傳

21、感器 檢測(cè)制動(dòng)時(shí)汽車的減速度，識(shí)別是否是冰雪等易滑路面，只用于四輪驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng) 執(zhí)行器 （6）制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器 接受ecu的指令，通過電磁閥的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)壓力的增加、保持和降低 （7）液壓泵 受ecu控制，在可變?nèi)莘e式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的控制油路中建立控制油壓；在循環(huán)式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)壓力降低的過程中，將由輪缸流出的制動(dòng)液經(jīng)蓄能器泵回主缸，以防止abs工作時(shí)制動(dòng)踏板行程發(fā)生變化。 （8）abs警告燈 abs出現(xiàn)故障時(shí)，由euc控制將其點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā)出報(bào)警，并由ecu控制閃爍顯示故障代碼 （9）ecu 接受車速、輪速、減速等傳感器的信號(hào)，計(jì)算出車速、輪速、滑移率和車輪的減速度、加速度，并將這些

22、信號(hào)加以分析、判別、放大，由輸出級(jí)輸出控制指令，控制各種執(zhí)行器工作 圖3.1 abs集成控制系統(tǒng)框圖3.2 傳感器的結(jié)構(gòu)型式與工作原理 (一) 轉(zhuǎn)速傳感器齒圈與輪速傳感器是一組的，當(dāng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪速傳感器感應(yīng)交流信號(hào)，輸出到abs電腦，提供輪速信號(hào)。輪速傳感器通常安裝在差速器、變速器輸出軸、各車輪輪軸上。輪速傳感器在車輪上的安裝位置輪速傳感器是由傳感頭和齒圈等組成。 (二) 橫向加速度傳感器有一些abs系統(tǒng)中裝有橫向加速度傳感器，因里面主要開關(guān)觸點(diǎn)組成，因而一般稱為橫向加速度開關(guān)。橫向加速度低于限定值時(shí)，兩觸點(diǎn)都處于閉合狀態(tài)，插頭兩端子通過開關(guān)內(nèi)部構(gòu)成回路，當(dāng)汽車在高速急轉(zhuǎn)彎過程中，橫向加速度

23、超過限定值時(shí)，開關(guān)中的一對(duì)觸點(diǎn)在自身慣性力的作用下處于開啟狀態(tài)，插頭兩端子之間在開關(guān)內(nèi)部形成斷路，此信號(hào)輸入ecu后可對(duì)制動(dòng)防抱死控制指令進(jìn)行修正，以便有效地調(diào)節(jié)左右車輪制動(dòng)輪缸的液壓，使abs更有效地工作。此裝置在較高級(jí)的轎車和跑車上采用較多。 (三) 減速度傳感器目前，在一些四輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，還裝有汽車減速度傳感器，又稱g傳感器。其作用是在汽車制動(dòng)時(shí)，獲得汽車減速度信號(hào)。因?yàn)槠囋诟吒街禂?shù)路面上制動(dòng)時(shí)，汽車減速度大，在低附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，汽車減速度小，因而該信號(hào)送入ecu后，可以對(duì)路面進(jìn)行區(qū)別，判斷路面附著系數(shù)高低情況。當(dāng)判定汽車行駛在雪地、結(jié)冰路等易打滑的路面上時(shí)，采取相應(yīng)控制措施

24、，以提高制動(dòng)性能。減速度傳感器有光電式、水銀式、差動(dòng)式變壓式等。 a光電式減速度傳感器汽車勻速行駛時(shí)，透光板靜止不動(dòng)。當(dāng)汽車減速度時(shí)，透光板則隨著減速度的變化沿汽車的縱軸方向擺動(dòng)。減速度越大，透光板擺動(dòng)位置越高，由于透光板的位置不同，允許發(fā)光二極管傳送到光電晶體管的光線不同，使光電晶體管形成開和關(guān)兩種狀態(tài)。兩個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)光電晶體管組合作用，可將汽車的減速度區(qū)分為四個(gè)等級(jí)，此信號(hào)送入電子控制器就能感知路面附著系數(shù)情況。 b水銀式減速度傳感器水銀式減速度傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，由玻璃管和水銀組成。在低附著系數(shù)路面時(shí)汽車減速度小，水銀在玻璃管內(nèi)基本不動(dòng)，開關(guān)在玻璃管內(nèi)處于接通（on）狀態(tài)。在

25、高附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，汽車減速度大，水銀在玻璃管內(nèi)由于慣性作用前移，使玻璃管內(nèi)的電路開關(guān)斷開（off），此信號(hào)送入ecu就能感知路面附著系數(shù)情況。水銀式汽車減速度傳感器，不僅在前進(jìn)方向起作用，在后退方向也能送出減速度信號(hào)。 c差動(dòng)變壓式減速度傳感器 3.3 電子控制模塊（電腦）的結(jié)構(gòu)與工作原理 abs系統(tǒng)電子控制部分可分為電子控制器（ecu）、abs控制模塊、abs計(jì)算機(jī)等，以下簡(jiǎn)稱ecu。 3.31 ecu的基本結(jié)構(gòu) ecu由以下幾個(gè)基本電路組成： 1）輪速傳感器的輸入放大電路。 2）運(yùn)算電路。 3）電磁閥控制電路。 4）穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路。各電路的連接方

26、式如下圖所示 a) 輪速傳感器的輸入放大電路安裝在各車輪上的輪速傳感器根據(jù)輪速輸出交流信號(hào)，輸入放大電路將交流信號(hào)放大成矩形波并整形后送往運(yùn)算電路。不同的abs系統(tǒng)中輪速傳感器的數(shù)量是不一樣的。每個(gè)車輪都裝輪速傳感器時(shí)，需要四個(gè)傳感器，輸入放大電路也就要求有四個(gè)。當(dāng)只在左右前輪和后軸差速器安裝輪速傳感器時(shí)，只需要三個(gè)傳感器，輸入放大電路也就成了三個(gè)。但是，要把后輪的一個(gè)信號(hào)當(dāng)作左、右后輪的兩個(gè)信號(hào)送往運(yùn)算電路。b) 運(yùn)算電路運(yùn)算電路主要進(jìn)行車輪線速度、初始速度、滑移率、加減速度的運(yùn)算，以及電磁閥的開啟控制運(yùn)算和監(jiān)控運(yùn)算。初始速度、滑移率及加減速度運(yùn)算電路把瞬間輪速加以積分，計(jì)算出初始速度，再把

27、初始速度和瞬時(shí)線速度進(jìn)行比較運(yùn)算，則得出滑移率及加減速度。電磁閥開啟控制運(yùn)算電路根據(jù)滑移率和加減速度控制信號(hào)，對(duì)電磁閥控制電路輸出減壓、保壓或增壓的信號(hào)。c) 電磁閥控制電路接受來自運(yùn)算電路的減壓、保壓或增壓信號(hào)，控制通往電磁閥的電流。 d) 穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路在蓄電池供給ecu內(nèi)部所有5v穩(wěn)壓電壓的同時(shí)，上述電路監(jiān)控著12v和5v電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)，并對(duì)輪速傳感器輸入放大器、運(yùn)算電路和電磁閥控制電路的故障信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視，控制著電磁閥電動(dòng)機(jī)和電磁閥。出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí)，關(guān)閉電磁閥，停止abs工作，返回常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)儀表板上的abs警報(bào)燈點(diǎn)亮，讓駕駛員知道有故障

28、情況發(fā)生。 安全保護(hù)電路 ecu的安全保護(hù)電路具有故障狀態(tài)外部顯示功能。系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，首先停止abs工作，恢復(fù)常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)，使儀表板上的abs警報(bào)燈點(diǎn)亮，提示整個(gè)系統(tǒng)處于故障狀態(tài)。現(xiàn)在的故障顯示方法一般是通過ecu內(nèi)部的發(fā)光二極管（led）的閃爍、儀表板上的abs警報(bào)燈的閃爍、或用專用的診斷裝置加以顯示。切斷點(diǎn)火開關(guān)后故障顯示內(nèi)部消失，重新接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)若未發(fā)現(xiàn)故障，則認(rèn)為系統(tǒng)正常，abs可進(jìn)行正常控制。具有專用診斷裝置的abs系統(tǒng)能夠記憶故障內(nèi)容，并能根據(jù)專用診斷裝置的指令將記憶的故障編碼，進(jìn)行顯示或消除。1接通電源時(shí)的初始檢查接通點(diǎn)火開關(guān)、ecu電源接通時(shí)，將檢查下列項(xiàng)目。（1）微處理機(jī)

29、功能檢查使監(jiān)視器產(chǎn)生錯(cuò)誤信息，讓微處理機(jī)識(shí)別。檢查rom區(qū)的數(shù)據(jù)，確認(rèn)未發(fā)生變化。對(duì)ram區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和輸出，判斷工作是否正常。檢查a/d轉(zhuǎn)換的輸入，判斷是否正常。檢查微處理機(jī)間的信號(hào)傳遞，判斷是否正常。（2）電磁閥動(dòng)作檢查使電磁閥產(chǎn)生動(dòng)作，判斷是否正常工作。（3）故障反饋電路功能檢查由微處理機(jī)來識(shí)別故障反饋電路工作是否正常。 2汽車起步時(shí)的檢查汽車起步時(shí)對(duì)重要的外圍電路進(jìn)行檢查，若檢查結(jié)果正常，abs開始工作。（1）電磁閥功能檢查讓電磁閥工作，判斷是否正常。比較各電磁閥的開、關(guān)電阻，判斷電磁閥是否工作正常。（2）電動(dòng)機(jī)動(dòng)作檢查使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，判斷是否正常。（3）輪速傳感器及輸入放大電路的信號(hào)

30、確認(rèn)。確認(rèn)所有的輪速傳感器信號(hào)都能輸入到微處理機(jī)。3行駛中的定時(shí)檢查（1）12v（載貨車為24v）、5v電壓監(jiān)視識(shí)別供給的12v電壓和5v內(nèi)部電壓是否為規(guī)定電壓值。監(jiān)視12v電壓，并考慮abs工作過程中電壓瞬間下降和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電壓瞬間下降的情況，然后加以分析識(shí)別。（2）電磁閥動(dòng)作監(jiān)視 abs系統(tǒng)工作過程中，電磁閥必定動(dòng)作，ecu隨時(shí)監(jiān)視電磁閥的工作情況。（3）運(yùn)算電路中運(yùn)算結(jié)果的對(duì)比檢查 ecu內(nèi)部通常設(shè)有二套運(yùn)算電路，同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算和傳輸數(shù)據(jù)，利用各自的運(yùn)算結(jié)果相互比較、互相監(jiān)視，能夠確保可靠性，及早發(fā)現(xiàn)異常情況。另外，各種速度信號(hào)和輸入、輸出信號(hào)也在運(yùn)算電路中相互比較，這些結(jié)果必須相同。（

31、4）微處理機(jī)失控檢查由監(jiān)視電路判斷微處理機(jī)工作是否正常。（5）脈沖信號(hào)的監(jiān)視微處理機(jī)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖頻率不能降低。（6）rom數(shù)字的確定計(jì)算rom數(shù)據(jù)之和，確認(rèn)程序工作正常。 4自行診斷顯示如果安全保護(hù)電路檢查出有異常情況，則停止abs系統(tǒng)的工作，返回原有的常規(guī)制動(dòng)方式（不使用abs），且ecu呈現(xiàn)故障狀態(tài)。這時(shí)ecu內(nèi)的發(fā)光二極管、abs警報(bào)燈或?qū)Ｓ迷\斷裝置發(fā)出故障信號(hào)，ecu根據(jù)這些信號(hào)顯示出故障碼。 汽車生產(chǎn)廠、汽車型號(hào)或abs系統(tǒng)不同時(shí)，故障碼也不一樣。 3.32 ecu的工作原理 ecu是abs系統(tǒng)的控制中心，它的本質(zhì)是微型數(shù)字計(jì)算機(jī)，一般是由兩個(gè)微處理器和其他必要電路組成的、不可分解

32、修理的整體單元，電腦的基本輸入信號(hào)是四個(gè)輪速傳感器送來的輪速信號(hào)，輸出信號(hào)是：給液壓控制單元的控制信號(hào)、輸出的自診斷信號(hào)和輸出給abs故障指示燈的信號(hào)： 1ecu的防抱死控制功能電子控制模塊（電腦）有連續(xù)監(jiān)測(cè)四個(gè)輪速傳感器速度信號(hào)的功能。電腦連續(xù)地檢測(cè)來自全部四個(gè)輪速傳感器傳來的脈沖電信號(hào)，并將它們處理、轉(zhuǎn)換成和輪速成正比的數(shù)值，從這些數(shù)值中電腦可區(qū)別哪個(gè)車輪速度快，哪個(gè)車輪速度慢。電腦根據(jù)四個(gè)輪子的速度實(shí)施防抱死制動(dòng)控制。電腦以四個(gè)輪子的傳感器傳來的數(shù)據(jù)作為控制基礎(chǔ)，一旦判斷出車輪將要抱死，它立刻就進(jìn)入防抱死控制狀態(tài)，向液壓調(diào)節(jié)器輸出幅值為12v的脈沖控制電壓，以控制輪缸上油路的通、斷。輪缸

33、上油壓的變化就調(diào)節(jié)了車輪上的制動(dòng)力，使車輪不會(huì)因一直有較大的制動(dòng)力而讓車輪完全抱死（通與斷的頻率一般在312次/秒）。 3.2 a板電路結(jié)構(gòu)示意圖 圖3.3 a 板芯片引腳示意圖2ecu的故障保護(hù)控制功能首先，電腦能對(duì)自身的工作進(jìn)行監(jiān)控。由于電腦中有兩個(gè)微處理器，它們同時(shí)接受、處理相同的輸入信號(hào)，用與系統(tǒng)中相關(guān)的狀態(tài)電腦的內(nèi)部信號(hào)和產(chǎn)生的外部信號(hào)進(jìn)行比較，看它們是否相同，從而對(duì)電腦本身進(jìn)行校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)是連續(xù)的，如果不能同步，就說明電腦本身有問題，它會(huì)自動(dòng)停止防抱死制動(dòng)過程，而讓普通制動(dòng)系統(tǒng)照常工作。此時(shí)，修理人員必須對(duì)abs系統(tǒng)（包括電腦）進(jìn)行檢測(cè)，以及時(shí)找出故障原因。 abs系統(tǒng)電腦內(nèi)部監(jiān)

34、控工作來自輪速傳感器的輸入信號(hào)同時(shí)被送到電腦中的兩個(gè)微處理器和，在它們的邏輯模塊中處理后，輸出內(nèi)部信號(hào)（車輪速度信號(hào)）和外部信號(hào)（給液壓調(diào)節(jié)器的信號(hào)），然后根據(jù)這兩種信號(hào)進(jìn)行比較、校對(duì)。邏輯模塊產(chǎn)生的內(nèi)部信號(hào)被送到兩個(gè)不同的比較器和中（每個(gè)處理器中有一個(gè)比較器），在那里進(jìn)行比較，如果它們不相同，電腦將停止工作。微處理器產(chǎn)生的外部信號(hào)一路直接送到比較器，另一路由液壓調(diào)節(jié)器控制電路經(jīng)過反饋電路送到比較器。微處理器產(chǎn)生的外部信號(hào)直接送到比較器和。通過比較器進(jìn)行比較，如果外部信號(hào)不能同步，abs系統(tǒng)電腦將要關(guān)閉防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。 故障燈電源監(jiān)視器mc34064輪速傳感器高端電磁閥驅(qū)動(dòng)器mc33289 控

35、制cpumc9s12dp256ba/d pp ptcan物理層接口pca82c250信號(hào)整形放大 安全cpuxc9572tq100電磁閥 圖3.4 abs系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖abs系統(tǒng)電腦不僅能監(jiān)視自己內(nèi)部的工作過程，而且還能監(jiān)視abs系統(tǒng)中其他部件的工作情況。它可按程序向液壓調(diào)節(jié)器的電路系統(tǒng)及電磁閥輸送脈沖檢查信號(hào)，在沒有任何機(jī)械動(dòng)作的情況下完成功能是否正常的檢查。在abs系統(tǒng)工作的過程中，電腦還能監(jiān)視、判斷輪速傳感器送來的輪速信號(hào)是否正常。 abs系統(tǒng)出現(xiàn)故障，例如制動(dòng)液損失、液壓壓力降低或車輪速度信號(hào)消失，電腦都會(huì)自動(dòng)發(fā)出指令，讓普通制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入工作，而abs系統(tǒng)停止工作。對(duì)某個(gè)車輪速度傳感器損

36、壞產(chǎn)生的信號(hào)輸出，只要它在可接受的極限范圍內(nèi)，或由于較強(qiáng)的無線電高頻干擾而使傳感器發(fā)出超出極限的信號(hào)，電腦根據(jù)情況可能停止abs系統(tǒng)的工作或讓abs系統(tǒng)繼續(xù)工作。時(shí)候琥珀（黃）色abs系統(tǒng)故障指示燈點(diǎn)亮不滅，就說明電腦已停止abs系統(tǒng)的工作或檢測(cè)到了系統(tǒng)的故障，駕駛員或用戶一定要進(jìn)行檢修，如果處理不了，應(yīng)及時(shí)送修理廠。當(dāng)有下列的異?，F(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)時(shí)，abs控制電腦會(huì)使abs故障指示燈點(diǎn)亮： 泵油電動(dòng)機(jī)作用的時(shí)間超過一定的時(shí)間。 車輛已經(jīng)行走超過30s，而忘記放開駐車制動(dòng)。 未收到四輪中任何一輪的傳感器信號(hào)。 電磁閥作用超過一定的時(shí)間或是檢測(cè)到電磁閥斷路。 發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)開始動(dòng)作，或是車輛已經(jīng)開動(dòng)，未接

37、收到電磁閥輸出訊號(hào)。 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打開在i段時(shí)，abs故障指示燈會(huì)點(diǎn)亮，如果沒有異?，F(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后abs故障指示燈就會(huì)熄滅。 圖3.5 b 板電路結(jié)構(gòu)示意圖 abs系統(tǒng)有兩個(gè)故障指示燈，一個(gè)是紅色制動(dòng)故障指示燈，另一個(gè)是琥珀色或黃色abs故障指示燈，見上圖所示。兩個(gè)故障指示燈正常閃亮的情況為：當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，紅色指示燈與琥珀色指示燈幾乎同時(shí)點(diǎn)亮，紅色指示燈亮的時(shí)間較短，琥珀色指示燈亮的時(shí)間較長(zhǎng)一些（約3s）；發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，儲(chǔ)能器要建立系統(tǒng)壓力，兩燈會(huì)再次點(diǎn)亮，時(shí)間可達(dá)十幾秒鐘；駐車制動(dòng)時(shí)，紅色指示燈也應(yīng)亮。如果在上述情況下燈不亮，說明故障指示燈本身或線路有故障。紅色指示燈故障常亮，說明制動(dòng)

38、液不足或儲(chǔ)能器中的壓力不足（低于14mpa），此時(shí)普通制動(dòng)系統(tǒng)和abs系統(tǒng)均不能正常工作；琥珀色abs故障指示燈常亮，說明電控單元發(fā)現(xiàn)abs系統(tǒng)有故障。3.試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)在集成系統(tǒng)開發(fā)過程中，需要存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于分析和比較控制程序的效果。為此設(shè)計(jì)了獨(dú)立的與上位機(jī)通訊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，采集和存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)過程各傳感器信號(hào)，并通過異步串口通訊（sci）方式發(fā)送至上位pc 機(jī)，再由上位機(jī)完成試驗(yàn)結(jié)果的保存、分析和處理。這樣做的好處有以下幾點(diǎn)：1）提高了集成控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。如果與上位機(jī)的通訊和數(shù)據(jù)傳遞也由集成控制系統(tǒng)完成，必然會(huì)影響到控制過程的實(shí)時(shí)性，采用的獨(dú)立采集系統(tǒng)可以解決這一問題。2）簡(jiǎn)化集成

39、控制系統(tǒng)硬件電路復(fù)雜程度。為了分析和比較控制邏輯，需要采集一些控制邏輯本身不要求的信號(hào)，例如制動(dòng)過程中四個(gè)輪缸的制動(dòng)壓力信號(hào)和五輪儀輪速信號(hào)。采用獨(dú)立采集系統(tǒng)就可以簡(jiǎn)化集成控制系統(tǒng)電路的復(fù)雜性，試驗(yàn)成功后，根據(jù)產(chǎn)品的要要，進(jìn)行少量的修改，就可以方便地應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品中。3）將試驗(yàn)結(jié)果傳送至上位機(jī)，可以充分利用其強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，充足的存儲(chǔ)空間，更加直觀、準(zhǔn)確的分析和完善控制邏輯。與集成系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集信號(hào)相比，與上位機(jī)通訊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)增加了四個(gè)車輪制動(dòng)管路壓力的采集和五輪儀輪速的采集，同時(shí)利用mc9s12dp256 自帶的串行通訊接口（rs232），設(shè)計(jì)了與上位機(jī)的串行通訊發(fā)送完成中斷服務(wù)程序。

40、五輪儀輪速信號(hào)采集同樣基于測(cè)周法原理進(jìn)行，利用五輪儀脈沖上升沿中斷記錄兩次主計(jì)時(shí)值，相減便可得到脈沖周期值。與集成控制系統(tǒng)輪速采集程序不同的是利用了mc9s12dp256 不帶保持緩沖區(qū)的輸入捕捉端口。3.4 循環(huán)式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的工作原理 此種形式的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器在制動(dòng)主缸與輪缸之間串聯(lián)一電磁閥，直接控制輪缸的制動(dòng)壓力。這種壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)是制動(dòng)壓力油路和abs控制壓力油路相通。圖中的儲(chǔ)能器的功能是在減壓過程中將從輪缸流經(jīng)電磁閥的制動(dòng)液暫時(shí)儲(chǔ)存起來?；赜鸵簤罕靡步凶鲈傺h(huán)泵，其作用是將減壓過程中從制動(dòng)輪缸流進(jìn)儲(chǔ)能器的制動(dòng)液泵回主缸。該系統(tǒng)的工作原理詳述如下。1常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)在常規(guī)制動(dòng)過程中，

41、abs系統(tǒng)不工作，電磁線圈中無電流通過，電磁閥處與“升壓”位置。此時(shí)制動(dòng)主缸和輪缸狀態(tài)如下圖所示，由制動(dòng)主缸來的制動(dòng)液直接進(jìn)入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而增減。此時(shí)回油液壓泵也不工作。圖3.6 循環(huán)式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器 1-供液崩；2-制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器；3-三位三通電磁閥；4-儲(chǔ)能器；5-壓力開關(guān)；6-回油泵；7-儲(chǔ)液器；8-三位三通電磁閥；9-三位三通電磁閥；10-驅(qū)動(dòng)車輪制動(dòng)器；11-驅(qū)動(dòng)車輪制動(dòng)器2保壓狀態(tài)當(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出抱死危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，電控單元向電磁線圈輸入一個(gè)較小的保持電流（約為最大工作電流的1/2），電磁閥處于“保持壓力”位置。此時(shí)主缸、輪缸和回油孔相互隔離密封，輪缸中的制動(dòng)壓力保持一定。

42、 3減壓狀態(tài)如果在電控單元“保持壓力”命令發(fā)出后，車輪仍有抱死的傾向，電控單元即向電磁線圈輸入一最大工作電流，使電磁閥處于“減壓”位置，此時(shí)電磁閥將輪缸與回油通道或儲(chǔ)液室接通，輪缸中制動(dòng)液經(jīng)電磁閥流入儲(chǔ)液室，輪缸壓力下降。 4增壓狀態(tài)當(dāng)壓力下降后車輪轉(zhuǎn)速太快時(shí)，電控單元便切斷通往電磁閥的電流，主缸和輪缸再次相通，主缸中的高壓制動(dòng)液再次進(jìn)入輪缸，使制動(dòng)壓力增加。制動(dòng)時(shí)，上述過程反復(fù)進(jìn)行，直到解除制動(dòng)為止。 3.5 可變?nèi)莘e式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的工作原理 圖3.6是可變?nèi)莘e式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的基本原理圖。它主要由電磁閥、控制活塞、液壓泵、儲(chǔ)能器等組成。其基本工作原理如下。 常規(guī)制動(dòng)時(shí)，電磁線圈6中無電流

43、流過，電磁閥7將控制活塞14的工作腔與回油管路接通，控制活塞在強(qiáng)力彈簧的作用下被推至最左端，活塞頂端推桿將單向閥13打開，使制動(dòng)主缸2與輪缸10的制動(dòng)管路接通，制動(dòng)主缸的制動(dòng)液直接進(jìn)入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而變化。這種狀態(tài)是abs工作之前或工作之后的常規(guī)制動(dòng)工況。需要減壓時(shí)，電控單元9向電磁線圈6輸入一大電流時(shí)，電磁閥內(nèi)的柱塞8在電磁力作用下克服彈簧作用力移到右邊。如圖所示，將儲(chǔ)能器3與控制活塞14的工作腔管路接通。制動(dòng)液進(jìn)入控制活塞工作腔推動(dòng)活塞右移，單向閥13關(guān)閉，主缸2與輪缸10之間通路被切斷。同時(shí)由于控制活塞的右移，使輪缸側(cè)容積增大，制動(dòng)壓力減小。 當(dāng)電控單元9向電磁線圈6輸入一較小

44、電流時(shí)，由于電磁線圈的電磁力減小，柱塞8在彈簧力作用下左移至儲(chǔ)能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互關(guān)閉的位置，如圖7所示。此時(shí)控制活塞左側(cè)的液壓保持一定，控制活塞在液壓壓力和強(qiáng)力彈簧彈力的作用下保持在一定位置，而此時(shí)單向閥13仍處于關(guān)閉狀態(tài)，輪缸側(cè)的容積也不發(fā)生變化，制動(dòng)壓力保持一定。 需要增壓時(shí)，電控單元9切斷電磁線圈6中的電流，柱塞8回到左端的初始位置，如下圖所示，控制活塞工作腔與回油管路接通，控制活塞左側(cè)控制液壓解除，控制活塞左移至最左端時(shí)，單向閥被打開，輪缸壓力將隨主缸的壓力增大而增大。 圖3.7 可變?nèi)莘e式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器 1-制動(dòng)踏板；2-制動(dòng)主缸；3-儲(chǔ)能器；4-電動(dòng)泵；5-儲(chǔ)液室

45、；6-電磁線圈；7-電磁閥；8-柱塞；9-電控單元；10-制動(dòng)輪缸；11-轉(zhuǎn)速傳感器；12-車輪；13-單向閥；14-控制活塞 3.6 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)形式壓力調(diào)節(jié)器總成（也叫abs制動(dòng)執(zhí)行器、abs液壓控制總成）是在普通制動(dòng)系統(tǒng)液壓裝置的基礎(chǔ)上加裝abs制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器而成的。普通制動(dòng)系統(tǒng)的液壓裝置一般包括制動(dòng)助力器、雙腔式制動(dòng)主缸、儲(chǔ)液室、制動(dòng)輪缸和雙液壓管路等。abs制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器裝在制動(dòng)主缸與輪缸之間，如果它與制動(dòng)主缸裝在一起，則稱之為整體式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，否則就稱為分離式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。除了普通制動(dòng)系統(tǒng)的液壓部件外，abs制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器通常由電動(dòng)泵、儲(chǔ)能器、主控制閥、電磁控制閥和一

46、些控制開關(guān)等組成。實(shí)質(zhì)上，abs就是通過電磁控制閥體上的控制閥，控制輪缸上的液壓，使之迅速變大或變小，從而實(shí)現(xiàn)了防抱死制動(dòng)功能。abs制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器總成基本上可分為三類：整體式，制動(dòng)主缸與液壓總成裝成一體的，分離式，制動(dòng)主缸與液壓總成是分別獨(dú)立的總成，真空式，僅控制后輪，并采真空液壓控制。 3.7 電磁閥的結(jié)構(gòu)形式及工作原理電磁控制閥是液壓調(diào)節(jié)器的重要部件，由它完成對(duì)abs系統(tǒng)各個(gè)車輪制動(dòng)力的控制。abs系統(tǒng)中都有一個(gè)或兩個(gè)電磁閥，其中有若干對(duì)電磁控制閥，分別控制前、后輪的制動(dòng)。常用的電磁閥有三位三通閥和二位二通閥等多種型式。 圖3.8 三位三通電磁閥1-回油口接口；2-濾芯；3-無磁支撐環(huán)；

47、4-卸荷環(huán)；5-進(jìn)油閥；6-柱塞（鐵心）；7-電磁線圈；8-限壓閥；9-閥座；10-出油口；11-承接盤；12-副彈簧；13-主彈簧；14-凹槽；15-進(jìn)油口三位三通電磁閥主要由閥體、進(jìn)油閥、卸壓閥、單向閥、彈簧、無磁支撐環(huán)、電磁線圈等組成?；瑒?dòng)支架6的兩端由無磁支撐環(huán)3導(dǎo)向。主彈簧13和副彈簧12相對(duì)布置，但主彈簧彈力大于副彈簧彈力。為了關(guān)閉進(jìn)油閥5和打開卸壓閥4，滑動(dòng)支架有約0.25mm的移動(dòng)過程。無磁支撐環(huán)被壓進(jìn)閥體中，這樣可迫使磁通在線圈中穿行時(shí)必須通過支架，并經(jīng)工作氣隙a穿出，以保證磁路有穩(wěn)定的電磁特性。單向閥8與進(jìn)油閥5并行設(shè)置，其作用是當(dāng)解除制動(dòng)時(shí)，單向閥打開，增加一個(gè)附加的、更

48、大的由輪缸到主缸的出油通道，這樣能使輪缸的壓力迅速下降，即使在主彈簧斷裂或支架被卡死的情況下也能使車輪制動(dòng)器松開解除制動(dòng)。該電磁閥工作過程如下：當(dāng)電磁線圈中無電流通過時(shí)，由于主彈簧力大于副彈簧力，進(jìn)油閥被打開，卸壓閥關(guān)閉，制動(dòng)主缸與輪缸油路接通，所以輪缸壓力既能在沒有abs參與的常規(guī)條件下增加，也能在abs系統(tǒng)工作的條件下增加。當(dāng)向電磁線圈輸入1/2最大工作電流時(shí)（保持電流），電磁力使支架向下移動(dòng)一定距離將進(jìn)油閥關(guān)閉。由于此時(shí)電磁力不足以克服兩個(gè)彈簧的彈力，支架便保持在中間位置，卸壓閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，三通道間相互密封，輪缸壓力保持一定值。當(dāng)電控單元向電磁線圈輸入最大工作電流時(shí)，電磁力克服

49、主、副兩個(gè)彈簧的彈力使支架繼續(xù)下移，將卸壓閥打開，此時(shí)輪缸通過卸壓閥與回油管相通，輪缸中制動(dòng)流入回油管路，壓力降低。當(dāng)電磁線圈3中無電流通過時(shí)，在回位彈簧7的作用下，鐵心12被推至限位桿9與緩沖墊圈11相抵觸的位置。此時(shí)與鐵心連在一起的頂桿10沒有將球閥6頂靠在閥座5上，電磁閥的進(jìn)油口a與出油口b相通，電磁閥處于開啟狀態(tài)。當(dāng)電磁線圈中有一定的電流通過時(shí)，鐵心在電磁吸力的作用下，克服彈簧力的作用，帶動(dòng)頂桿一起右移，頂桿將球頂靠在閥座上，電磁閥進(jìn)油口與出油口之間的通道被封閉，電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)。限壓閥4的作用在于限制電磁閥的最高壓力，以免壓力過高導(dǎo)致電磁閥損壞。 圖3.9 二位二通閥 1-閥蓋；2

50、-引線；3-電磁線圈；4-限壓閥；5-閥座；6-閥球；7-復(fù)位彈簧；8-閥體；9-限位桿；10-頂桿；11-緩沖墊圈；12-鐵心 結(jié)論汽車 abs 集成系統(tǒng)是一個(gè)新的汽車主動(dòng)安全行駛的發(fā)展方向，abs/asr 的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可完全滿足abs 系統(tǒng)的需要，傳感器方面只需添加探測(cè)主車與目標(biāo)車輛信息的車距傳感器，在abs/asr ecu 的基礎(chǔ)上，對(duì)硬件電路進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)充和軟件控制邏輯的有機(jī)融合，就可實(shí)現(xiàn)abs控制的集成化。acc 系統(tǒng)可通過asr 的節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)和主動(dòng)制動(dòng)調(diào)節(jié)的方法調(diào)節(jié)車速，保持安全車距行駛，避免或減小追尾事故。緊急情況時(shí)，能自動(dòng)發(fā)揮abs 功能，確保制動(dòng)過程的穩(wěn)定性和安全性。本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一下幾個(gè)一體化：1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化：形成了abs、asr、acc 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的共用，asr 驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)是利用abs 壓力調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的，acc 的控制也建立在abs 和asr 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上