車輛ABS控制器設(shè)計(jì)

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SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 郭明亮 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B06-1 指導(dǎo)教師姓名 張金柱 職稱 教授 從事 專業(yè) 汽車工程 是否外聘 □是否 題目名稱 車輛ABS控制器設(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 （一）、ABS技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀 基于制動(dòng)防抱理論的制動(dòng)系統(tǒng)首先是應(yīng)用于火車和飛機(jī)上。1936年，德國博世公司（BOSCH）申請一項(xiàng)電液控制的ABS裝置專利，促進(jìn)了ABS技術(shù)在汽車上的應(yīng)用。汽車上開始使用ABS始于1950年代中期福特汽車公司，1954年福特汽車公司在林肯車上裝用法國航空公司的ABS裝置，這種ABS裝置控制部分采用機(jī)械式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能相對單一，只有在特定車輛和工況下防抱死才有效，因此制動(dòng)效果并不理想。機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜使ABS裝置的可靠性差、控制精度低、價(jià)格偏高。ABS技術(shù)在汽車上的推廣應(yīng)用舉步艱難。直到70年代后期，由于電子技術(shù)迅猛發(fā)展，為ABS技術(shù)在汽車上應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持。ABS控制部分采用了電子控制，其反應(yīng)速度、控制精度和可靠性都顯著提高，制動(dòng)效果也明顯改善，同時(shí)其體積逐步變小，質(zhì)量逐步減輕，控制與診斷功能不斷增強(qiáng)，價(jià)格也逐漸降低。這段時(shí)期許多家公司都相繼研制了形式多樣的ABS裝置。 進(jìn)入90年代后，ABS技術(shù)不斷發(fā)展成熟，控制精度、控制功能不斷完善?，F(xiàn)在發(fā)達(dá)國家已廣泛采用ABS技術(shù)，ABS裝置已成為汽車的必要裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車ABS的裝備率已達(dá)90％以上，轎車ABS的裝備率在60％左右，運(yùn)送危險(xiǎn)品的貨車ABS的裝備率為100％。ABS裝置制造商主要有：德國博世公司（BOSCH），歐、美、日、韓國車采用最多；美國德科公司（DELCO），美國通用及韓國大宇汽車采用；美國本迪克斯公司（BENDIX），美國克萊斯勒汽車采用；還有德國戴維斯公司（TEVES）、德國瓦布科（WABCO）、美國凱爾西海斯公（KELSEYHAYES）等，這些公司的ABS產(chǎn)品都在廣泛地應(yīng)用，而且還在不斷發(fā)展、更新和換代。 近年來，ABS技術(shù)在我國也正在推廣和應(yīng)用，1999年我國制定的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB12676-1999《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》中已把裝用ABS作為強(qiáng)制性法規(guī)。此后一汽大眾、二汽富康、上海大眾、重慶長安、上海通用等均開始采用ABS技術(shù)，但這些ABS裝置我國均沒有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 國內(nèi)研究ABS主要有東風(fēng)汽車公司、交通部重慶公路研究所、濟(jì)南捷特汽車電子研究所、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、吉林大學(xué)、華南理工大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等單位，雖然起步較晚，也取得了一些成果。在氣壓ABS方面，國內(nèi)企業(yè)包括東風(fēng)電子科技股份有限公司、重慶聚能、廣東科密等都已形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。液壓ABS由于技術(shù)難度大，國外技術(shù)封鎖嚴(yán)密，國內(nèi)企業(yè)暫時(shí)不能獨(dú)立生產(chǎn)，但在液壓ABS方面也在做自主研發(fā)，力圖突破國外跨國公司的技術(shù)壁壘，已經(jīng)取得了一些新的進(jìn)展和突破。如清華大學(xué)和浙江亞太等承擔(dān)的汽車液壓防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）“九五”國家科技攻關(guān)課題，在ABS控制理論與方法、電子控制單元、液壓控制單元、開發(fā)裝置和匹配方法等關(guān)鍵技術(shù)方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理論，避免了傳統(tǒng)的邏輯門限值研究方法的局限性，取得了理論上的突破，研發(fā)ABS成功且進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、批量生產(chǎn)階段。其試樣在南京IVECO輕型客車上匹配使用全面達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)GB12676-1999和歐洲法規(guī)EECR13的要求。這對振興我國汽車工業(yè)與汽車零部件業(yè)具有劃時(shí)代意義，標(biāo)志著我國汽車液壓ABS國產(chǎn)化已邁出堅(jiān)實(shí)的一步。同時(shí)合肥工業(yè)大學(xué)也研制出國內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓制動(dòng)電子防抱系統(tǒng)，率先在HF6700輕型汽車上匹配使用獲得成功。國內(nèi)液壓ABS技術(shù)含量與國外雖有一定的差距，但在政府的大力支持和國內(nèi)豐富的人力資源配合下，相信國內(nèi)可以在較短的時(shí)間內(nèi)在ABS技術(shù)某些領(lǐng)域趕超國際水平。 （二）、選題的目的、意義 目的：在汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)之前，汽車所用的都是開環(huán)制動(dòng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是制動(dòng)器制動(dòng)力矩的大小僅與駕駛員的操縱力、制動(dòng)力的分配調(diào)節(jié)以及制動(dòng)器的尺寸和型式有關(guān)。由于沒有車輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反饋信號(hào)，無法測知制動(dòng)過程中車輪的速度和抱死情況，汽車就不可能據(jù)此調(diào)節(jié)輪缸或氣室制動(dòng)壓力的大小。因此在緊急制動(dòng)時(shí)，不可避免地出現(xiàn)車輪在地面上抱死拖滑的現(xiàn)象。當(dāng)車輪抱死時(shí)，地面的側(cè)向附著性能很差，所能提供的側(cè)向附著力很小，汽車在受到任何微小外力的作用下就會(huì)出現(xiàn)方向失穩(wěn)問題，極易發(fā)生交通事故。在潮濕路面或冰雪路面上制動(dòng)時(shí)，這種方向失穩(wěn)的現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。 意義：汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-lock Braking System簡稱ABS）的出現(xiàn)從根本上解決了汽車在制動(dòng)過程中的車輪抱死問題。它的基本功能就是通過傳感器感知車輪每一瞬時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相應(yīng)地調(diào)節(jié)制動(dòng)器制動(dòng)力矩的大小以避免出現(xiàn)車輪的抱死現(xiàn)象，因而是一個(gè)閉環(huán)制動(dòng)系統(tǒng)。它是電子控制技術(shù)在汽車上最有成就的應(yīng)用項(xiàng)目之一，汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)可使汽車在制動(dòng)時(shí)維持方向穩(wěn)定性和縮短制動(dòng)距離，有效提高行車的安全性。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 （一）、研究的基本內(nèi)容 1、熟悉單片機(jī)和編程軟件，對汽車動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行分析研究 2、制定較完善的控制方案和控制策略 3、控制策略的仿真分析與試驗(yàn)驗(yàn)證 （二）、擬解決的主要問題 1、ABS工作原理及ABS控制器的控制方法。 2、單片機(jī)和編程軟件的學(xué)習(xí)。 3、控制軟件的仿真與試驗(yàn)分析。 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)查研究、收集資料 單片機(jī)、編程軟件的學(xué)習(xí) 利用所學(xué)理論知識(shí)對ABS硬件的設(shè)計(jì) 利用編程軟件對ABS控制器的軟件設(shè)計(jì) 控制軟件的仿真與試驗(yàn) 整理文檔，形成論文 四、進(jìn)度安排 （1）熟悉任務(wù)書，了解相關(guān)信息，準(zhǔn)備資料，填寫開題報(bào)告：第1~2周 （2）單片機(jī)和編程軟件的學(xué)習(xí)：第3~6周 （3）確定ABS控制器的詳細(xì)控制策略及中期檢查：第7~9周 （4）ABS控制器的硬件及軟件設(shè)計(jì)：第10~13周 （5）運(yùn)用LABVIEW軟件進(jìn)行仿真試驗(yàn)：第14周 （6）畢業(yè)論文總結(jié)、評閱、審核及修改不足：第15~16周 （7）為畢業(yè)論文答辯做準(zhǔn)備及答辯：第17周 五、參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)： 1 余志生. 汽車?yán)碚摚ㄐ抻啺妫? 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 2 李朝祿. 汽車制動(dòng)防抱裝置（ABS）構(gòu)造與原理. 劉榮華譯. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 3 柯愈治，謝懷喧等. 汽車防抱制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修. 北京：人民交通出版社，1998 4 潘旭峰. 現(xiàn)代汽車電子技術(shù). 北京：北京理工大學(xué)出版社，1998 5 周云山，于秀敏. 汽車電控系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì). 北京：北京理工大學(xué)出版社，1999 6 張洪欣. 汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué). 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996 7司利增. 汽車防滑控制系統(tǒng)——ABS 與ASR. 北京：人民交通出版社，1996 8席裕庚。預(yù)測控制。北京：國防工業(yè)出版社，1993 9高為炳，霍偉. 大系統(tǒng)的穩(wěn)定性，分散控制及動(dòng)態(tài)遞階控制基礎(chǔ). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994 10楊慶彪.汽車電控制動(dòng)系統(tǒng)原理與維修精華. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 11 MC9S12DP256B Device User Guide V02.15，Motorola，Inc，2005. 12 Cho, J. M; Hwang,D. H. Design and imp lementation of H ILS system for ECU of commercial vehicles. Industrial Electron2 ics [ J ] 2001. Proceedings. ISIE 2001, IEEE International Symposium on ,Volume 2001 June. 2, 12 - 116. . 13 邯鄲北方學(xué)校. 怎樣維修汽車ABS.ASR和SRS系統(tǒng). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 14 魯植雄. 汽車ABS.ASR和ESP維修圖解. 北京：電子工業(yè)出版社， 2006 15董繼明、羅燈明. 汽車檢測與診斷技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日