中職汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）應(yīng)有的研究

摘要： 本文針對(duì)中職汽車(chē)專(zhuān)業(yè)在校學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，根據(jù)現(xiàn)代汽車(chē)行業(yè)對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力的綜合要求，闡述了中職業(yè)學(xué)生對(duì)汽車(chē)抱死制動(dòng)系統(tǒng)須進(jìn)行的學(xué)習(xí)與研究，并提出了切實(shí)可行的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞： ABS 課題內(nèi)容 設(shè)計(jì)方案

隨著世界經(jīng)濟(jì)和工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，隨著國(guó)外汽車(chē)在行駛速度、舒適性、安全性及功能上提出愈來(lái)愈嚴(yán)格的要求，電子控制技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)愈來(lái)愈多的應(yīng)用，以及我國(guó)汽車(chē)工業(yè)、公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，汽車(chē)安全性能的提高越來(lái)越受到各個(gè)國(guó)家的重視，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)電控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和完善也就成了必然趨勢(shì)。汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是涉及汽車(chē)主動(dòng)安全的重要部件，“九五”期間就列為汽車(chē)工業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的第一類(lèi)關(guān)鍵零部件。

目前，汽車(chē)安全行駛系統(tǒng)已經(jīng)成為汽車(chē)向電子化發(fā)展的一個(gè)重要方面，防抱制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)安全行駛的一個(gè)重要組成部分，現(xiàn)已成為轎車(chē)、豪華客車(chē)、大噸位貨車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)裝備。中職學(xué)生，作為我國(guó)汽車(chē)行業(yè)乃至工業(yè)經(jīng)濟(jì)的中堅(jiān)力量，在校學(xué)習(xí)中應(yīng)對(duì)其進(jìn)行一定的學(xué)習(xí)和研究。其研究?jī)?nèi)容應(yīng)主要包含以下內(nèi)容：

一、汽車(chē)電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）

1.電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的基本原理

汽車(chē)的地面制動(dòng)力首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力，但同時(shí)又受路面附著條件限制。要想獲得足夠的地面制動(dòng)力，首先汽車(chē)要具有足夠的制動(dòng)器制動(dòng)力，同時(shí)路面還要提供較高的附著力。然而，汽車(chē)在行駛中采取制動(dòng)時(shí)，其路面附著系數(shù)并非是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)與車(chē)輪滑動(dòng)程度有關(guān)的變量?？刂频膶?shí)質(zhì)是對(duì)最大附著系數(shù)的利用，即在制動(dòng)過(guò)程中使“車(chē)輪—地面”附著力時(shí)刻都能得到最大的發(fā)揮，從而顯著提高車(chē)輛制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性和可操縱性，防止制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生側(cè)滑、甩尾等危險(xiǎn)現(xiàn)象，縮短制動(dòng)距離，使制動(dòng)的效能得到充分發(fā)揮。

2.汽車(chē)電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的基本組成及工作過(guò)程

ABS通常都由車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置、電子控制裝置和ABS警示燈組成。ABS的工作過(guò)程可以分為常規(guī)制動(dòng)、制動(dòng)壓力保持、制動(dòng)壓力減小和制動(dòng)壓力增大等。

在制動(dòng)過(guò)程中，電子控制裝置根據(jù)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判定有無(wú)車(chē)輪趨于抱死，如果有車(chē)輪抱死，ABS就進(jìn)行防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)。

在該ABS中對(duì)應(yīng)于每一個(gè)制動(dòng)輪缸各有一對(duì)進(jìn)液和出液電磁閻，可由電子控制裝置分別進(jìn)行控制，因此，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力能夠被獨(dú)立地調(diào)節(jié)，從而使四個(gè)車(chē)輪都不發(fā)生制動(dòng)抱死現(xiàn)象。盡管各種ABS的結(jié)構(gòu)形式和工作過(guò)程并不完全相同，但不是通過(guò)對(duì)趨于抱死車(chē)輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)，來(lái)防止被控制車(chē)輪發(fā)生制動(dòng)抱死的。

二、邏輯門(mén)限值式汽車(chē)制動(dòng)防抱死（ABS）開(kāi)發(fā)

1.邏輯門(mén)限值控制方式

邏輯門(mén)限值控制方式的汽車(chē)制動(dòng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是選擇加、減速度門(mén)限作為主要門(mén)限，并以參考滑移率作為輔助門(mén)限。

一般用加速度傳感器測(cè)定車(chē)速，通過(guò)設(shè)定的車(chē)輛制動(dòng)減速度值算出參考車(chē)速，再求出參考滑移率。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是：首先它不涉及具體系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型.免去了大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，在一定程度上可提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)，使防抱控制這一復(fù)雜的非線性問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。其次是它所需要的控制參量較少，尤其是省去了車(chē)速傳感器，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本大大降低。此外，它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較容易實(shí)現(xiàn)。

2.邏輯門(mén)限值式汽車(chē)制動(dòng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)控制過(guò)程

在高附著系數(shù)路面，制動(dòng)器保持較高制動(dòng)壓力，而通過(guò)此循環(huán)，就能變化到在低附著系數(shù)路面需要的較低制動(dòng)壓力，使防抱控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性。

3.邏輯門(mén)限值式制動(dòng)防抱死（ABS）ECU開(kāi)發(fā)

防抱死系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)一般可分為硬件開(kāi)發(fā)和軟件開(kāi)發(fā)兩個(gè)階段。硬件開(kāi)發(fā)工作主要包括單片機(jī)的選擇，電源電路設(shè)計(jì)，輪速信號(hào)調(diào)理電路，硬件抗干擾設(shè)計(jì)；軟件開(kāi)發(fā)工作主要包括邏輯門(mén)限值式ABS的控制方法選擇，ABS最優(yōu)化控制方式設(shè)計(jì)，主程序的編制。

三、可進(jìn)行的課題內(nèi)容與設(shè)計(jì)方案

1.課題的研究任務(wù)

（1）分析汽車(chē)制動(dòng)特性，掌握制動(dòng)時(shí)各種參數(shù)相互關(guān)系。

（2）輪速信號(hào)的測(cè)量處理。

（3）參考車(chē)速的估取。

（4）邏輯門(mén)限控制算法的實(shí)現(xiàn)。

2.本課題的主要研究?jī)?nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)

（1）參考車(chē)速的估取技術(shù)。

（2）邏輯門(mén)限控制技術(shù)。

本課題的研究對(duì)汽車(chē)電子控制制動(dòng)防抱死系統(tǒng)工作過(guò)程進(jìn)行分析，對(duì)邏輯門(mén)限控制算法的實(shí)現(xiàn)，然后結(jié)合電子控制單元（ECU）設(shè)計(jì)出硬件的輸入輸出電路和控制軟件，并完成硬軟件的調(diào)試和驗(yàn)證。

3.初步設(shè)計(jì)方案

（1）繼續(xù)查閱相關(guān)論文，深入分析ABS系統(tǒng)，再結(jié)合現(xiàn)有條件，細(xì)分設(shè)計(jì)目標(biāo)并定出可行的控制策略和具體的控制方案。

（2）分析確定微處理型號(hào)及輸入輸出電路。硬件的構(gòu)建，主要包括模擬量與數(shù)字量的輸入輸出通道設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)板等硬件電路的選擇設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)。

（3）對(duì)所選硬件進(jìn)行驗(yàn)證，再以開(kāi)發(fā)板為母板搭建ABS系統(tǒng)的硬件電路。

（4）在ABS系統(tǒng)ECU控制方案、算法及所選硬件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行軟件的編程調(diào)試。對(duì)上位機(jī)的控制使用高級(jí)語(yǔ)言VB或VC編寫(xiě)，對(duì)下位機(jī)的控制使用C語(yǔ)言或匯編編寫(xiě)。軟件開(kāi)發(fā)的主要內(nèi)容包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、路面情況的計(jì)算處理、執(zhí)行器控制及上位機(jī)與下位機(jī)的通信等。

（5）同時(shí)編制上位機(jī)的顯示和控制界面，并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)試。

（6）在硬軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M、調(diào)試、驗(yàn)證并完善整個(gè)系統(tǒng)。