ABS汽車防抱死制動系統設計

摘  要

ABS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，是一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ABS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INTEL公司生產的80C196KC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ABS控制系統。從理論上實現了ABS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

ABSTRCT

Anti-lock Braking System (ABS) ...

Kyewords: ABS    electronic control    slippage gate     rotate speed sensor

     

目    錄

1 防抱死制動系統概述1

1.1  ABS的功能1

1.2  防抱死制動系統的發展歷史2

1.3  防抱死制動系統的發展趨勢3

1.4  國內ABS系統研究的理論狀態和具有代表的ABS產品公司5

2 防抱死制動系統基本原理7

2.1  制動時汽車的運動7

2.1.1 制動時汽車受力分析7

2.1.2 車輪抱死時汽車運動情況8

2.2  滑移率定義10

2.3  滑移率與附著系數關系10

2.4  制動時車輪運動方程12

2.5  采用防抱死制動的必要性13

2.6  防抱死制動系統的基本工作原理14

3 防抱死制動系統硬件設計18

3.1  防抱死制動系統的布置形式與組成18

3.1.1防抱死制動系統的布置形式18

3.1.2防抱死制動系統的基本組成21

3.2  80C196KC最小系統23

3.2.1 CPU簡介24

3.2.2 時鐘電路設計28

3.3  防抱死制動系統輪速傳感器選擇29

3.3.1霍爾傳感器的設計32

3.3.2霍爾開關電路的選擇32

3.3.3傳感器齒盤的設計34

3.4  防抱死制動調壓系統工作過程935

3.5  電源設計39

3.6  信號輸入電路設計39

3.7  電磁閥驅動電路的設計40

3.8  泵電機驅動電路的設計43

3.9  ABS系統報警LED燈設計44

3.10 EPROM和RAM的擴展45

3.11故障診斷硬件電路設計47

3.12硬件抗干擾設計48

3.13車輪制動器的選擇52

4 防抱死制動系統軟件設計54

4.1  控制方案和控制參數的選取55

4.2  控制參數及其計算56

4.2.1門限減速度的求取56

4.2.2門限加速度的求取58

4.2.3路面識別技術58

4.2.4車身參考速度的確定58

4.3  控制過程62

4.4  程序設計65

5 結論與展望67

5.1  研究工作總結67

5.2  防抱死制動系統發展方向67

參考文獻70

英文翻譯68

附錄77

致謝84