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（全套CAD）汽車ABS系統及控制系統設計

穩定性，減少輪胎磨損和發動機的功耗，增加有效的驅動牽引力。防滑控制系統包括兩部分制動防滑與發動機牽引力控制。制動部分是當驅動輪后輪在低附著系數路面工作時，由于驅動力過大，則產生打滑，當制動部分工作時，通過傳感器將非驅動輪及驅動輪的輪速信號采集到控制器中，控制器根據輪速信號計算出驅動車輪滑移率及車輪減加速度，當滑移率或減加速度超過設定閥值時，則控制器打開開關閥，氣壓由儲氣筒直接進入制動氣室進行制動，由于三通單向閥的作用氣壓只能進入打滑驅動輪的制動氣室，在低附著系數路面上制動時，輪速對壓力十分敏感，壓力稍稍過大，車輪就會抱死。為此利用電磁閥對制動壓力進行精細的調節，即用小步長增壓或減壓，以達到最佳的車輪滑移的效果既可以得到最大驅動力，也可保持行駛的穩定性。電子控制制動系統由于在功能方面存在許多缺陷，如氣壓系統的滯后，主車與接車制動相容性問題等。為改善這些，出現了電子制動控制系統它是將氣壓傳動改為電線傳動，縮短了制動響應時間。最重要的特點是各個車輪上制動力可以獨立控制?？刂茝姸葎t由司機踏板位移信號的大小來決定，由壓力調節閥氣壓傳感器及控制器構成閉環的連續壓力控制，這樣可以在外環形成個控制回路，來實現各種控制功能，如制動力分布控制減速控制牽引車與掛車處禍合力控制等。車輛動力學控制系統車輛動力學控制系統是在的基礎上通過測量方向盤轉角橫擺角速度和側向加速度對車輛的運動狀態進行控制。系統根據轉向角油門制動壓力，通過觀測器決定出車輛應具有的名義運動狀態。同時由輪速橫擺角速度和側向加速度傳感器測出車輛的實際運動狀態。名義狀態與實際狀態的差值即為控制的狀態變量，控制的目的就是使這種差值達到最小，實現的方法則是利用車輪滑移率特性。車輛動力學控制系統目的是改善車輛操縱的穩定性，它可以在車輛運動狀態處于危險狀態下自動進行控制。其主要作用就是通過控制車輛的橫向運動狀態，使車輛處于穩定的運動狀態，使人能夠更容易地操縱車輛?？刂葡到y總線技術隨著汽車技術科技含量的不斷增加，必然造成龐大的布線系統。因此，需要采用總線結構將各個系統聯系起來，實現數據和資源信息實時共享，并可以減少傳感器數量，從而降低整車成本，朝著系統集成化的方向發展。目前多使用控制器局域網絡用于汽車內部測量與執行部件之間的數據通信協議。.國內系統研究的理論狀態和具有代表的產品公司我國的研究開始于年代初。從事研制工作的單位和企業很多,諸如東風汽車公司重慶公路研究所西安公路學院清華大學吉林大學北京理工大學上海汽車制動有限公司和山東重汽集團等。具有代表性的有以下幾個。清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室有宋健等多名博導教授,有很強的科技實力,他們還配套有批先進的儀器設備,如汽車力學參數綜合試驗臺汽車彈射式碰撞試驗臺及翻轉試驗臺模擬人及標定試驗臺高速圖像運動分析系統電液振動臺直流電力測功機發動機排放分析儀發動機電控系統開發裝置及工況模擬器計算機工作站及軟件非接觸式速度儀噪聲測試系統轉鼓試驗臺電動車蓄電池試驗臺電機及其控制系統試驗臺等。該實驗室針對做了多方面的研究,其中,在控制量輪速信號抗干擾處理輪速信號異點剔除防抱死電磁閥動作響應研究等方面的研究處于國內領先地位。吉林大學汽車動態模擬國家重點實驗室以郭孔輝院士為代表的研究人員致力于汽車操縱穩定性汽車操縱動力學汽車輪胎模型汽車輪胎穩態和非穩態側偏特性的研究,在輪胎力學模型汽車操縱穩定性以及人車閉環操縱運動仿真等方面的研究成果均達到世界先進水平。華南理工交通學院汽車系以吳浩佳教授為代表從事汽車安全與電子技術及汽車結構設計計算的研究,在技術方面有獨到之處,能夠建立制動壓力函數,通過車輪地面制動力和整車動力學方程計算出汽車制動的平均減速度和車速還可以通過輪缸等效壓力函數計算防抱死制動時的滑移率。另外,在滑移率和附著系數之間的關系汽車整車技術條件和試驗方法方面也有獨到見解。濟南程軍電子科技公司以專家程軍為代表的濟南程軍電子科技公司對控制算法研究頗深,著有汽車防抱死制動系統的理論與實踐等專著幾本,專門講述控制算法,是國內開發人員的必備資料之。另外,他們在基于仿真環境實現防抱死控制邏輯基于開發環境進行車輛操縱仿真和車輛動力學控制的模擬研究等方面也頗有研究。重慶聚能公司產品包括汽車摩托車系列氣制動電子式單通道氣制動電子式四通道和液壓電子式四通道等類型裝置及其相關零部件多個品種,其產品已通過國家汽車質量監督檢測中心和國家客車質量監督檢測中心的認定,獲得國家實用新技術專利,并正式被列為國家火炬項目計劃。西安博華公司主要產品是適用于大中型客車和貨車的氣壓四通道和適用中型面包車的液壓三通道及其相關零部件。其中型和型已通過陜西省科委科技成果鑒定和陜西省機械工業局新產品鑒定,認為該項技術已達到國內領先水平。山東重汽集團引進國際先進技術進行的研究也已取得了些進展。重慶公路研究所研制的適用于中型汽車的氣制動型裝置已通過國家級技術鑒定,但各種制動情況的適應性還有待提高。汽車系統,控制系統,設計,畢業設計,全套,圖紙目錄防抱死制動系統概述.的功能.防抱死制動系統的發展歷史.防抱死制動系統的發展趨勢.國內系統研究的理論狀態和具有代表的產品公司防抱死制動系統基本原理.制動時汽車的運動制動時汽車受力分析車輪抱死時汽車運動情況.滑移率定義.滑移率與附著系數關系.制動時車輪運動方程.采用防抱死制動的必要性.防抱死制動系統的基本工作原理防抱死制動系統硬件設計.防抱死制動系統的布置形式與組成防抱死制動系統的布置形式防抱死制動系統的基本組成.最小系統簡介時鐘電路設計.防抱死制動系統輪速傳感器選擇霍爾傳感器的設計霍爾開關電路的選擇傳感器齒盤的設計.防抱死制動調壓系統工作過程.電源設計.信號輸入電路設計.電磁閥驅動電路的設計.泵電機驅動電路的設計.系統報警燈設計.和的擴展.故障診斷硬件電路設計.硬件抗干擾設計.車輪制動器的選擇防抱死制動系統軟件設計.控制方案和控制參數的選取.控制參數及其計算門限減速度的求取門限加速度的求取路面識別技術車身參考速度的確定.控制過程.程序設計結論與展望.研究工作總結.防抱死制動系統發展方向參考文獻英文翻譯附錄致謝摘要系統可以顯著提高或改善汽車緊急制動時的操控性和穩定性，縮短了制動距離，是種新型的汽車電子控制產品，并得到了越來越廣泛的應用。本文以轎車為研究對象，展開對汽車的研究。主要完成了以下的工作通過對單個車輪時的受力分析確定了影響車輪附著系數的主要因素通過比較電磁感應式輪速傳感器和霍爾效應傳感器的性能優缺點，采用并設計了霍爾效應式輪速傳感器通過對控制結構的分析設計了以公司生產的單片機為核心的實時控制系統，包括信號輸入電路控制輸出電路驅動電路等硬件部分經比較各種控制方案，確定了“邏輯門限制法”作為控制方案，并選用加速度和滑移率的組合作為控制參數。采用事件門限來計算車輪的轉速。本文通過學習比較根據所學只是設計了控制系統。從理論上實現了的控制功能，完成了設計要求。在設計過程中對汽車制動理論和制動裝置有了較為深入的了解，擴大了自己的知識面，自己解決問題的能力也得到了提高。關鍵詞防抱死制動系統電子控制單元門限值滑移率輪速傳感器,.,,,.,.,,.防抱死制動系統概述.的功能汽車在高速制動時用來防止車輪抱死，是英文的縮寫，全文的意思是防抱死制動系統，簡稱。凡駕駛過汽車的人都有這樣的經歷在積水的柏油路上或在冰雪路面緊急制動時，汽車輕者會發生側滑，嚴重時會掉頭甩尾，甚至產生劇烈旋轉。制動力過大，將使車輪抱死，汽車方向失去控制后，若是彎道就有可能從路邊滑出或闖入對面車道，即使不是彎道也無法躲避障礙物，產生這些危險狀況的原因在于汽車的車輪在制動過程中產生抱死現象，此時，車輪相對于路面的運動不再是滾動，而是滑動，路面作用在輪胎上的側滑摩擦力和縱向制動力變得很小，路面越滑，車輪越容易?？傊?，汽車制動時車輪如果抱死將產生以下不良影響方向失去控制，出現側滑甩尾，甚至翻車制動效率下降，延長了制動距離輪胎過度磨損，產生“小平面”，甚至爆胎。防抱死制動裝置就是為了防止上述缺陷的發生而研制的裝置，它有以下幾點好處增加制動穩定性，防止方向失控側滑和甩尾提高制動效率，縮短制動距離松軟的沙石路面除外減少輪胎磨損，防止爆胎?，F代轎車的由輸入傳感器控制電腦輸出調制器及連接線等組成。輸入傳感器通常包括死個車輪的輪速信號剎車信號，個別車型還有減速度信號手剎車或車油面信號。的第個優點是增加了汽車制動時候的穩定性。汽車制動時，四個輪子上的制動力是不樣的，如果汽車的前輪抱死，駕駛員就無法控制汽車的行駛方向若車速過慢，其輸出信號低于，電控單元就無法檢測二是響應頻率不高。當轉速過高時，傳感器的頻率響應跟不上三是抗電磁波干擾能力差。目前，國內外系統的控制速度范圍般為，今后要求控制速度范圍擴大到以至更大，顯然電磁感應式輪速傳感器很難適應?；魻栞喫賯鞲衅骰魻栞喫賯鞲衅饕彩怯蓚鞲蓄^和齒圈組成。傳感頭由永磁體，霍爾元件和電子電路等組成，永磁體的磁力線穿過霍爾元件通向齒輪，如圖所示。圖霍爾輪速傳感器示意圖磁體霍爾元件齒圈當齒輪位于圖中所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱而當齒輪位于圖中所示位置時，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場相對較強。齒輪轉動時，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出個毫伏級的準正弦波電壓。此信號還需由電子電路轉換成標準的脈沖電壓?；魻栞喫賯鞲衅骶哂幸韵聝烖c其是輸出信號電壓幅值不受轉速的影響。其二是頻率響應高。其響應頻率高達，相當于車速為時所檢測的信號頻率其三是抗電磁波干擾能力強。因此，霍爾傳感器不僅廣泛應用于輪速檢測，也廣泛應用于其控制系統的轉速檢測?；魻柺捷喫賯鞲衅髋c電磁感應式輪速傳感器比較具有以下優點隨著輪速的變化，輸出信號的幅值是不變的。頻率響應高，響應頻率高達，用于系統中可檢測到約速度信號，遠遠滿足使用要求?？闺姶鸥蓴_能力強，由于輸出信號在整個輪速范圍內不變，而且幅值較高，所以抗電磁干擾能力很強。鑒于霍爾傳感器的比較優點，本設計采用霍爾輪速傳感器?；魻杺鞲衅鞯脑O計霍爾輪速傳感器要包括開關型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器兩種。集成霍爾傳感器是在制造硅集成電路的同時，在硅片上制造具有傳感器功能的霍爾效應器件，因此使集成電路具有對磁場敏感的特性?；魻栭_關電路又稱霍爾數字電路，又穩壓器霍爾片差分放大器，施密特觸發器和輸出級組成。在外磁場的作用下，當磁感應強度超過導通閥時，霍爾電路輸出管導通，輸出低電平，之后，增加，仍保持導通。若外加磁場的值降低到，輸出管截止，輸出高電平。我們稱為工作點，釋放點。稱為回差?；夭畹拇嬖谑归_關電路的抗干擾能力增強。本系統采用的是三通道四傳感器布置形式，需要四個傳感器?；魻杺鞲衅鞯慕M成傳感頭，齒圈。傳感頭由永磁體霍爾元件和電子電路組成?；魻栭_關電路的選擇霍爾輪速傳感器的關鍵元件是霍爾元件，要求它能夠輸出較大的霍爾電壓，而溫度漂移要盡可能小，并且要求它后面的電路盡可能的簡單些，這樣可以使體