典型汽车ABS系统的结构原理与故障诊断

1、湖北汽车工业学院Hubei AutomotiveIndustriesInstitute毕业设计开题报告题目典型汽车 ABS系统的结构原理与故障诊断201401专业学生姓名吕琦汽车服务工程指导教师学号 037014210195陶阳（三号、楷体；字母、数字:Time New Roman )一、课题来源 (一级标题：四号、宋体、加粗)在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的 速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。

2、因此在紧 急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面 的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车在受到任何微小外力的 作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制 动时，这种方向失稳的现象会更加严重。汽车防抱死制动系统(Anti-lock Braking System简称ABS)的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题“ ABS'中文译为“防抱死刹车系统”它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。ABS理论的提出，是在 1928年，最早应用在火

3、车上，上世纪40年代末50年代初民航飞机开始采用ABS1。1936年Bosch公司第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱系统的专利权二、国内外现状国外ABS发展现状1936 年Bosch 公司第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱系统的专利权。1954年，Ford公司将飞机的制动防抱系统移置在林肯(LINCOIN )轿车上，从而揭开了汽车应用ABS的序幕。1973年，美国国家公路交通安全局(NHTSA)颁布了 FMVSS121 法规，规定采用空气制动的载货 车，必须安装 ABS装置。法规迫使大量的汽车装上了ABS，但是ABS的故障带来了大量的使用问题，相继发

4、生了一些制动事故， 从而迫使 NHTSA 不到一年就撤消了 FMVSS121 中关于制动距离和车轮不得抱死的要求。上世纪 70 年代早期和中期， 数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展， 微处理器向数控电路方向转变，为 ABS 系统向实用化发展奠定了技术基础。在 计算机技术高速发展的推动下，欧洲研制成由数字计算机与电磁阀调节器组成 的、较为现代型的电控防抱死制动系统。数字计算机不易受干扰，响应速度快， 可以把制动液压循环的次数增加到 10 余次 /s ，用以调节制动液压的电磁阀的开 启、关闭时间只需要 0.004s ，其速度完全可以与数字计算机处理数据的速度相 匹配。这种较为现代型的 ABS

5、 装置，体积小，质量轻，动作更快，控制更准确。 1978 年， ABS 有了突破性的发展， BOSCH 公司与奔驰公司合作研制出三通道 四轮带有数字式控制器的 ABS-Bosch 。 ABS2 ，并批量装于奔驰轿车上，由此 揭开了现代 ABS 系统发展的序幕。紧接着，在 BMW7 系列轿车上，也采用了这 套系统，这是世界上第一次批量生产四轮控制 ABS 系统的生产厂家 3 。由于微 处理器的引入，使 ABS 开始具有了智能，从而奠定了 ABS 的基础和基本模式。 Bosch 公司在 1983 年将 ABS2 型改进为 ABS2S 型，用大规模集成电路替代分 离元件，使 E-CU 中的元器件数量

6、减少到 60 个； 1985 年又将 ABS2S 型的结 构简化， 推出经济 型 BoschABS2E ； 1986 年 Bosch 公司先推 出了 BoschABS/ASR2U 型，安装在许多高级轿车上 (如宝马、凌马、皇冠、凯迪拉 克)。上世纪 90 年代以后， ABS 技术己日趋成熟，制造成本不断降低， ABS 迅 速普及。目前，最著名的 ABS 公司有 Bosch,Wabco,Delphi 和 TRW(Lucas) 等。 ABS 系统在欧美日等汽车强国，得到了广泛的应用，己经成为轿车的标准 设备，装车率达到 100% 。 ABS 系统在欧美日等汽车强国，得到了广泛的应用， 己经成为轿车

7、的标准设备，装车率达到 100% 。 1992 年，欧洲 EEC 指令委员 会规定了汽车装用 ABS 的时间表，要求大货车、大客车和挂车在 1998 年之后 必须装用 ABS 系统； 1992 年，日本规定所有观光客车必须安装 ABS 系统；美 国则因为 1973 年 FMVSS121 法规的失败，对再次强制安装 ABS 系统表示慎 重，但是政府加强了对安装 ABS 系统义务化的宣传；另外，大多数美国保险公 司宣布：凡装备 ABS 系统的车辆可减收保险费。随着车辆动力学、计算机技术 和电子技术的发展， ABS 除本身朝着集成化、低价格、大批量的 方向发展外， 还在原有系统上进行了扩展。 利用原

8、有 ABS 只增加部分作动系统和相应的软件， 就可以实现防滑控制功能 （包括制动防滑和牵引控制 ），并与一体化、主动悬架、 电子转向控制等系统，构成综合控制装置等方向发展。国内 ABS 发展现状与国外相比，国内在 ABS 方面的研究起步晚，而且由于资金缺乏以及微处 理器技术的落后，使得我国 ABS 的研究与欧美日等先进国家相比，存在着较大 的差距。我国 ABS 技术的研究，开始于 20 世纪 80 年代初， ABS 的研究项目 被列入“九五”科技攻关计划。近年来， ABS 技术在我国也正在推广和应用， 1999 年我国制定的国家强制 性标准 GB12676-1999 汽车制动系统结构、 性能和

9、试验方法 中已把装用 ABS 作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等 均开始采用 ABS 技术，但这些 ABS 装置我国均没有自主的知识产权。国内研究 ABS 主要有东风汽车公司、交通部重庆公路研究所、济南捷特汽 车电子研究所、清华大学、西安交通大学、吉林大学、华南理工大学、合肥工业 大学等单位，虽然起步较晚，也取得了一些成果。在气压 ABS 方面，国内企业 包括东风电子科技股份有限公司、重庆聚能、广东科密等都已形成了一定 的生产 规模。液压 ABS 由于技术难度大，国外技术封锁严密，国内企业暂时不能独立 生产，但在液压 ABS 方面也在做自主研发，力图突破国外

10、跨国公司的技术壁垒， 已经取得了一些新的进展和突破。 如清华大学和浙江亚太等承担的汽车液压防抱 死制动系统（ ABS ）“九五”国家科技攻关课题，在 ABS 控制理论与方法、电 子控制单元、液压控制单元、开发装置和匹配方法等关键技术方面均取得了重大 成果。采用的耗散功率理论，避免了传统的逻辑门限值研究方法的局限性，取得 了理论上的突破，研发 ABS 成功且进入产业化、批量生产阶段。其试样在南京 IVECO 轻型客车上匹配使用全面达到了国家标准 GB12676-1999 和欧洲法规 EECR13 的要求。这对振兴我国汽车工业与汽车零部件业具有划时代意义，标 志着我国汽车液压 ABS 国产化已迈出

11、坚实的一步。同时合肥工业大学也研制出国内具有自主知识产权的液压制动电子防抱系统，率先在HF6700 轻型汽车上匹配使用获得成功。国内液压ABS技术含量与国外虽有一定的差距，但在政府的大力支持和国内丰富的人力资源配合下，相信国内可以在较短的时间内在ABS技术某些领域赶超国际水平。三、综合分析从ABS的出现到在汽车上广泛使用，己经历了近半个世纪的发展过程。到目前为止，ABS的总体结构方案已趋于成熟，要进一步扩大ABS在汽车上的应用范围，并把 ABS各方面性能指标提高到最佳状态。ABS在汽车上的广泛应用，大大提高了汽车的安全性，对汽车行业的发展做出了极其重要的贡献，通过进一步的技术改进，其功能将会更

12、为可靠和完善，体积进一步缩小，更安全更实用，在保证汽车行车安全方面将发挥更大的作用四、方案论证ABS系统本身也有局限性，它仍然摆脱不了一定的物理规律。在两种情况 下，ABS系统不能提供最短的制动距离。一种是在平滑的干路上，由有经验的 驾驶员直接进行制动。另一种情况是在松散的砾石路面、松土路面或积雪很深的 路面上制动。另外，通常在干路面上，最新的ABS系统能将滑移率控制在5% 20%的范围内，但并不是所有的ABS都以相同的速率或相同的程度来进行制动。尽管四轮防抱制动系统能使汽车在尽可能短的距离内进行制动，但如果制动进行得太迟，使之在与障碍物碰撞前不能完全停下来，仍不能阻止事故的发生。五、工作步骤毕业设计安排1收集资料确定方案。第1-3周2调研、初步撰写论文。第4-6周3初步完成毕业论文。第7-9周4总体校核完成毕业论文。第10-12 周六、参考文献1 程军国外防抱制动系统及其法规的历史现状.未来J.客车技术，1995，2