汽車ABS運(yùn)用淺析

1、河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 汽車ABS運(yùn)用淺析 系（分院） 汽車工程系 學(xué)生姓名 楊果 學(xué) 號(hào) 07183108 專業(yè)名稱 汽車電子技術(shù) 指導(dǎo)教師 王賢高 2010年03月12日7河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書姓 名楊果專 業(yè)汽車電子技術(shù)班 級(jí)071畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目汽車ABS運(yùn)用淺析畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題的目的與意義有了 ABS ，汽車無論在任何路況、駕駛員采取任何緊急與猛烈的制動(dòng)操作狀況下，均能防止車輪抱死，并且能達(dá)到最大制動(dòng)力；而且汽車的停車距離短、側(cè)向穩(wěn)定性好，能保持最佳的方向操縱性。實(shí)踐證明， ABS 系統(tǒng)的使用可使汽車側(cè)滑事故發(fā)生率大大降低，并提高了

2、汽車的制動(dòng)性能。同時(shí)推動(dòng)汽車制造及工業(yè)。的發(fā)展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的資料收集情況（含指定參考資料） 閔思鵬、江冰：汽車底盤電控系統(tǒng)原理與維修，北京大學(xué)出版社2007年版。 閩永軍：汽車故障診斷與維修技術(shù)，高等教育出版社2004年版。 高新華：汽車構(gòu)造，高等教育出版社2004年版。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃1、2009年11月17日：指導(dǎo)老師布置編寫課題及編寫要求；2、2009年11月18日12月15日：前期論文初步檢查；3、2010年3月16日：初步答辯；4、2010年3月23日31日：論文收繳；5、2010年4月18日19日：集中答辯。接受任務(wù)日期 2009年 11月17日要求完成日期 201

3、0年 3 月15日學(xué)生簽名： 年 月 日指導(dǎo)教師簽名：年 月 日 系（分院）主任（院長）簽名：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱意見表姓 名楊果學(xué) 號(hào)07183108性 別男專 業(yè)汽車電子技術(shù)班 級(jí)071畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目汽車ABS運(yùn)用淺析評(píng)閱意見 成績指導(dǎo)教師簽字年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯意見表姓 名楊果學(xué) 號(hào)07183108性 別男專 業(yè)汽車電子技術(shù)班 級(jí)071畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目汽車ABS運(yùn)用淺析答辯時(shí)間2010.5.20地 點(diǎn)第二答辯室答辯小組成員姓 名職 稱學(xué) 歷從事專業(yè)組 長羅富坤教授本科汽車類教學(xué)成 員陳建講師本科汽車類教學(xué)王賢高講師研究生汽車類教學(xué)秘 書答辯小組意

4、見 答 辯 成 績：答辯小組組長簽名：年 月 日汽車ABS運(yùn)用淺析楊果摘要：車輛在緊急制動(dòng)時(shí)，如果前輪抱死，將失去轉(zhuǎn)向能力，操縱性不良。如果后輪抱死，在一定的車速時(shí)將發(fā)生側(cè)滑、甩尾、調(diào)頭甚至翻車事故，即穩(wěn)定性不良。加裝ABS系統(tǒng)后，可將制動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)率控制在15%-20%，既縮短了制動(dòng)距離，又增加了制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性和制動(dòng)加轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱性能，還減小了輪胎的不均勻磨損。本文介紹了ABS系統(tǒng)的分類及工作原理，并從實(shí)際運(yùn)用出發(fā)，給出了ABS的維護(hù)與故障診斷方法。關(guān)鍵詞: ABS系統(tǒng) 操縱性 故障診斷一、ABS介紹及其分類ABS裝置20世紀(jì)初首先被用于火車上，40年代后開始用于飛機(jī)上。從20世紀(jì)50年代

5、開始被用于汽車上即1954年福特將民航機(jī)用ABS應(yīng)用在林肯轎車上，這次嘗試以失敗告終，但揭開了汽車應(yīng)用ABS的序幕。20世紀(jì)70年代中后期開始，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，使得電子控制防抱系統(tǒng)的發(fā)展成為可能，20世紀(jì)70年代末，歐洲開始批量生產(chǎn)與轎車和商用汽車的ABS系統(tǒng)。博世公司在1978年率先推出了采用數(shù)字化電子控制裝置的BOSCH ABS 2，并且裝備在奔馳車上，由此揭開了現(xiàn)代ABS發(fā)展的序幕。ABS系統(tǒng)的分類（一）、按生產(chǎn)廠家德國的博世ABS、德國戴維斯公司的坦孚ABS是目前歐、美、韓等國汽車使用最多的ABS。另外還有美國德爾科公司ABS、美國本迪克斯公司的ABS等。（二）、按照產(chǎn)生制動(dòng)壓力的

6、動(dòng)力源分類按照產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)力源不同可分為液壓式ABS系統(tǒng)、氣壓式ABS系統(tǒng)、氣液混合式ABS系統(tǒng)。在轎車中液壓式ABS系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛。（三）、按制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置和制動(dòng)主缸的相對(duì)位置分類分離式ABS系統(tǒng)、整體式ABS系統(tǒng)。（四）、按控制方法分類獨(dú)立控制、一同控制。（五）、按控制通道數(shù)目分類四通道式、三通道式、兩通道式、一通道式。二、汽車上的運(yùn)用及發(fā)展趨勢(shì)現(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。眾所周知，剎車時(shí)不能一腳踩死，而應(yīng)分步剎車，

7、一踩一松，直至汽車停下，但遇到急剎時(shí)，常需要汽車緊急停下來，很想一腳到底就把汽車停下，這時(shí)由于車輪容易發(fā)生抱死不轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使汽車發(fā)生危險(xiǎn)工況，比如前輪抱死引起汽車失去轉(zhuǎn)彎能力，后輪抱死容易發(fā)生甩尾事故等等。安裝ABS就是為解決剎車時(shí)車輪抱死這個(gè)問題的，裝有ABS的汽車，能有效控制車輪保持在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)而休會(huì)抱死不轉(zhuǎn)，從而大大提高了剎車時(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是通過安裝在各車輪或傳動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器等不斷檢鍘各車輪的轉(zhuǎn)速，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出當(dāng)時(shí)的車輪滑移率(由滑移率來了解汽車車輪是否已抱死)，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)行機(jī)構(gòu)及時(shí)調(diào)整制動(dòng)

8、壓力，以保持車輪處于理想的制動(dòng)狀態(tài)。因此，ABS裝置能夠使車輪始終維持在有微弱滑移的滾動(dòng)狀態(tài)下制動(dòng)，而不會(huì)抱死，達(dá)到提高制動(dòng)效能的目的。目前，ABS的控制方法主要是以邏輯門限制控制法為主。該控制方法開發(fā)周期長，控制品質(zhì)難以得到保證，通用性較差的缺點(diǎn)。隨著各種現(xiàn)代控制理論不斷發(fā)展和完善，采用優(yōu)化控制理論可以實(shí)現(xiàn)伺服控制和高精度控制。未來的發(fā)展是智能控制技術(shù)，減小體積和質(zhì)量高度集成，控制功能擴(kuò)展和集成，與驅(qū)動(dòng)防滑ASR、電子動(dòng)力分配EBD、電子穩(wěn)定性程序ESP、汽車巡航自動(dòng)控制ACC及總線技術(shù)和其他控制系統(tǒng)的信息交換和共享等。（一）、ABS系統(tǒng)基本組成機(jī)控制方式盡管各車型ABS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和采用

9、的控制方法不盡相同，但基本都是在傳統(tǒng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了電子控制單元（ECU）、傳感器、執(zhí)行器三部分組成。在汽車的每個(gè)車輪上各安裝了一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，將各個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給ECU，ECU根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號(hào)對(duì)各車輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行分析判斷，平產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令，發(fā)送給制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器（執(zhí)行器），由制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器對(duì)個(gè)制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)壓。典型的汽車ABS系統(tǒng)組成如圖1所示。 圖 1 ABS系統(tǒng)組成傳感器:車輪轉(zhuǎn)速傳感器，檢測車輪轉(zhuǎn)速并將信號(hào)提供給ECU;車速傳感器，檢測車速并將信號(hào)提供給ECU；減速度傳感器，檢測制動(dòng)時(shí)汽車減速度并將信號(hào)提供給ECU。執(zhí)行器：制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，接受ECU的指令，通

10、過電磁閥的動(dòng)作對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)一防止車輪抱死；ABS故障警告燈，ABS系統(tǒng)故障報(bào)警并有ECU控制閃爍顯示故障代碼。ABS ECU:接受傳感器信號(hào)分析判斷車輪滑移情況給執(zhí)行器下達(dá)指令。ABS的基本控制原理如下: 據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車突然遇到情況剎車時(shí)， 90% 以上的駕駛者往往會(huì)一腳將剎車踏板踩到底來個(gè)急剎車，這時(shí)候車子十分容易產(chǎn)生純粹性滑移并發(fā)生側(cè)滑，即人們俗稱的“甩尾”， “甩尾”極容易造成險(xiǎn)情甚至車禍。造成汽車側(cè)滑的原因很多，例如行駛速度、地面狀況、輪胎結(jié)構(gòu)等都會(huì)造成側(cè)滑，但最根本的原因是汽車在緊急制動(dòng)時(shí)車輪輪胎與地面的滾動(dòng)摩擦?xí)蝗蛔優(yōu)榛瑒?dòng)摩擦，輪胎的抓地力幾乎為零，此時(shí)此刻駕駛者即使緊握方向

11、盤也會(huì)無濟(jì)于事。ABS 的實(shí)質(zhì)是控制汽車輪胎的防滑率。眾所周知，汽車的速度是由輪子的轉(zhuǎn)速所決定的，輪子轉(zhuǎn)得快汽車跑得快，輪子轉(zhuǎn)得慢汽車跑得慢，似乎輪子的轉(zhuǎn)速等于汽車的速度。但實(shí)際上，由于輪胎的變形、打滑等因素，車輪速度與汽車速度之間總是存在著差值，這個(gè)差值與汽車速度的比率就是滑動(dòng)率。實(shí)驗(yàn)證明只有將滑動(dòng)率控制在一定的范圍之內(nèi)，輪胎才具有最大的附著力，汽車運(yùn)行才是最安全的。因此， ABS 的主要功能就是將滑動(dòng)率控制在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)。汽車上的 ABS 在工作過程中，通常將車輪的滑動(dòng)率控制在 10 20% 之間。ABS 的工作原理簡單一點(diǎn)來講，就是由輪速感應(yīng)器監(jiān)測車輪的轉(zhuǎn)速，監(jiān)測信號(hào)匯集到電子控制器

12、內(nèi)分析。一旦監(jiān)測到車輪快要抱死時(shí)，電子控制器會(huì)發(fā)出指令給電磁調(diào)節(jié)器，由它控制油壓分配閥調(diào)節(jié)各個(gè)車輪的制動(dòng)分泵，以“一放一收”的點(diǎn)放形式來控制剎車摩擦片，解除車輪的抱死現(xiàn)象。用點(diǎn)放形式來制動(dòng)，既可急劇降低輪速，又可保持輪胎與地面的附著力。ABS系統(tǒng)中的傳感器主要指車輪轉(zhuǎn)速傳感器，其作用是檢測汽車車輪的轉(zhuǎn)速，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入ECU，用于計(jì)算、判斷，以及是否開始進(jìn)行防抱死控制。目前 用于汽車ABS系統(tǒng)的主要有電磁式和霍爾式兩種類型。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器是ABS系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其功用是接受CEU的指令，通過電磁閥的動(dòng)作控制車輪制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力。根據(jù)不同制動(dòng)系統(tǒng)的ABS，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器也有液壓式、機(jī)械

13、式、氣壓式、空氣液壓復(fù)合式等，其中液壓式應(yīng)用最廣泛。在液壓制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器一般串聯(lián)在制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸之間，主要由供能裝置（液壓泵、儲(chǔ)液器等）、蓄壓器（部分車型）、電磁閥等組成。其工作原理是通過電磁閥直接或間接地控制輪缸壓力。通常把直接控制制動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)器稱為循環(huán)式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，把間接控制制動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)器稱為可變?nèi)莘e式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。（二）、以循環(huán)式制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器為例研究其調(diào)節(jié)器的工作原理:1、常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)在常規(guī)制動(dòng)過程中，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。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。2、保壓狀態(tài)

14、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。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

15、。（1）電子控制單元ABS 系統(tǒng)主要由車輪轉(zhuǎn)速傳感器、電子控制器(ECU)、電磁閥三部分組成。而系統(tǒng)核心部分是ECU，主要包括系統(tǒng)電源管理、輪速信號(hào)處理、處理器（單片機(jī)）、電磁閥驅(qū)動(dòng)器和ABS 故障檢測等部分。輪速信號(hào)處理模塊將輸入的模擬輪速信號(hào)進(jìn)行變換處理，得到規(guī)則的數(shù)字輪速輸入到處理器中，由處理器計(jì)算并判斷各輪是否正趨于抱死；電磁閥驅(qū)動(dòng)監(jiān)控模塊放大來自處理器的電磁閥控制信號(hào)，使其能夠驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器）調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力使輪速處于不斷循環(huán)的增壓-保壓減壓狀態(tài)，同時(shí)將當(dāng)前電磁閥控制信號(hào)反饋至處理器來監(jiān)控控制邏輯。（2） ECU 最關(guān)鍵的部分是處理器，目前大多采用16 位單片機(jī)作為ECU

16、的處理器，其一方面采集輪速信號(hào)進(jìn)入ABS 算法處理，另一方面發(fā)送電磁閥控制指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)車輪進(jìn)行增壓保壓減壓處理；同時(shí)它還外擴(kuò)了故障檢測、電磁閥監(jiān)控部分，保證了ECU 正常運(yùn)行。無論是輪速采集和算法處理，還是對(duì)車輪制動(dòng)壓力的控制，都對(duì)核心處理器有較高要求：實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、數(shù)據(jù)處理精度高等。（3）輪速的采集和處理采用電磁波動(dòng)式輪速傳感器將輪速轉(zhuǎn)換成正比于輪速的正弦信號(hào)，一般輪速信號(hào)的頻率低于1KHz，并且幅值比較低，而且干擾量較多，必須將其轉(zhuǎn)換為TTL 電平的方波信號(hào)，所以需要信號(hào)變換電路將變換后的輪速信號(hào)輸入到處理器中。（4）電源和故障檢測是為汽車中供電的是蓄電池或者發(fā)電機(jī)，重型車的蓄

17、電池為24V，發(fā)電機(jī)工作電壓為28V，單片機(jī)工作電壓為5V，所以除了電源供給外還需要電壓轉(zhuǎn)化。（三）、ABS故障形式及其維護(hù)1、ABS系統(tǒng)常見的故障現(xiàn)象（1）當(dāng)緊急制動(dòng)時(shí)，車輪被抱死。（2）駕駛過程中或汽車駐車制動(dòng)時(shí)，ABS故障警告燈點(diǎn)亮。（3）制動(dòng)效果不佳或ABS操作不正常。2、ABS的檢修內(nèi)容通過診斷與檢查后，一旦準(zhǔn)確地判斷出ABS系統(tǒng)中的故障部位，就可以進(jìn)行調(diào)整、修復(fù)或換件，直到故障被排除為止。3、ABS檢修注意事項(xiàng)（1）ABS系統(tǒng)與普通制動(dòng)系統(tǒng)是不可分的，普通制動(dòng)系統(tǒng)一出現(xiàn)問題，ABS系統(tǒng)就不能正常工作。因此，要將二者視為整體進(jìn)行維修，不能只把注意力集中于傳感器、電控單元和液壓調(diào)節(jié)器上

18、。（2）ABS電控單元對(duì)過電壓、靜電非常敏感，如有不慎就會(huì)損壞電控單元中的芯片，造成整個(gè)ABS癱瘓。因此，點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)不要插或拔電控單元上的連接器。（3）維修車輪速度傳感器時(shí)一定要十分小心。卸時(shí)注意不要碰傷傳感器頭，不要用傳感器齒圈當(dāng)做撬面，以免損壞。（4）維修ABS液壓控制裝置時(shí)，切記要首先進(jìn)行泄壓，然后再按規(guī)定進(jìn)行修理。（5）維修ABS液壓控制裝置時(shí)，切記要首先進(jìn)行泄壓，然后再按規(guī)定進(jìn)行修理。（四）、ABS使用注意事項(xiàng)現(xiàn)在基本上所有的乘用車都加裝了ABS系統(tǒng)，對(duì)提升車輛的主動(dòng)安全性能起到了很大的作用，但若使用不當(dāng)，效果也會(huì)大打折扣。要始終踩住制動(dòng)踏板不放松，這樣才能保證足夠和持續(xù)的制動(dòng)力，使ABS有效地發(fā)揮作用。行駛中要保持足夠的安全車距，熟悉ABS，使自己對(duì)ABS工作時(shí)的制動(dòng)踏板抖動(dòng)有準(zhǔn)備和適應(yīng)能力。使用前要閱讀汽車駕駛員手冊(cè)，從而進(jìn)一步地理解安裝ABS的汽車生產(chǎn)廠提供的各種操作說明。不要認(rèn)為有了ABS就可以隨心所欲地駕駛。ABS也不是絕對(duì)保險(xiǎn)的，在車速過高和轉(zhuǎn)彎過急的情況下，若車輛制動(dòng)得過急過猛，則汽車仍然會(huì)產(chǎn)生側(cè)滑。因此，即使你的汽車裝有ABS，你也仍然需要謹(jǐn)慎駕駛。不可忽視ABS指示燈的檢查。正常情況下，按通點(diǎn)火開關(guān)后，此燈應(yīng)亮；大約3秒后自動(dòng)熄滅。這一過程，實(shí)質(zhì)上是電子