基于dsPIC30F5011的ABS電子控制器設(shè)計
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經(jīng)過ABS 算法之后，處理器產(chǎn)生了8 路電磁閥控制信號，以兩路電磁閥控制信號為一組來控制一個車輪。其組合控制策略為：00 保壓；01 增壓；10 減壓。處理器輸出的電磁閥控制信號只有幾十毫安，而執(zhí)行部件需要的電流為1～2A，所以需要對電磁閥控制信號放大。本設(shè)計采用Infineon 公司的ABS 系統(tǒng)驅(qū)動芯片TLE6216，每片可以驅(qū)動四路的電磁閥控制信號，同時把當(dāng)前的電磁閥狀態(tài)反饋到處理器中，監(jiān)控控制效果。
2.5 電源和故障檢測
為汽車中供電的是蓄電池或者發(fā)電機(jī)，重型車的蓄電池為24V，發(fā)電機(jī)工作電壓為28V，單片機(jī)工作電壓為5V，所以除了電源供給外還需要電壓轉(zhuǎn)化。設(shè)計中采用了Infineon 公司的ABS 系統(tǒng)電源芯片TLE6210，它可以將12V 的電壓轉(zhuǎn)化為單片機(jī)需要的5V，同時集成了報警燈、發(fā)動機(jī)驅(qū)動等功能。另外TLE6210 內(nèi)部集成了電壓監(jiān)控邏輯模塊，當(dāng)檢測到輸入輸出電壓過高或者過低時，引腳RES1/RES2 將產(chǎn)生復(fù)位脈沖，讓整個系統(tǒng)復(fù)位。由于系統(tǒng)電源有模擬部分和數(shù)字部分，需要在兩部分電源之間添加隔離電感，防止系統(tǒng)中模擬電路和數(shù)字電路的互相干擾。
對于ABS 產(chǎn)生的故障，主要包括：系統(tǒng)供電故障，輪速傳感器故障，ABS 系統(tǒng)運(yùn)行故障，電磁閥故障等，操作人員可通過故障警報燈的閃爍頻率來判定故障來源和類型，并將相應(yīng)的故障碼存儲在EEPROM 中，以便上位機(jī)進(jìn)行識別和處理。
3 軟件設(shè)計
目前的ABS 系統(tǒng)主要采用參考門限值控制的方式，即Bosch 控制邏輯。這是當(dāng)今被廣泛采用的一種邏輯。這種方式將車輪角減速度、角加速度和滑移率組合作為控制參數(shù)【4】
本文就是采用了以車輪的角加速度、角減速度為主要門限，以滑移率為輔助門限的控制策略，具體實(shí)現(xiàn)流程圖如圖4 所示。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/197885.htm當(dāng)檢測到有效的剎車信號時，處理器通過輪速傳感器采集到輪速脈沖信號，然后計算車速和加速度，當(dāng)車速較高時，調(diào)用滑移率邏輯門限算法，由電磁閥來輸出保壓、減壓、增壓信號，即初始制動時增壓，在達(dá)到加速度門限，并且滑移率仍然保持在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)時保壓，一段時間后達(dá)到滑移率穩(wěn)定臨界值減壓。如此往復(fù)，使車速呈現(xiàn)波浪式降低。若車速較低，電磁閥直接輸出增壓或者保壓信號，此時輪速一直在減小，沒有回升，直到減小至零。
4 硬件在回路仿真試驗(yàn)
利用在前期完成的國家“863”計劃項(xiàng)目“面向汽車電子控制的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺及其應(yīng)用” (2004AA1Z2380)中開發(fā)的硬件在回路仿真系統(tǒng)（如圖5 所示），我們對此ABS 控制器的制動過程進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果如圖6、圖7 所示。
圖6、圖7 是某氣壓制動型重型車在低附著系數(shù)路面、初始車速為33（m/s）情況下的制動過程。觀察輪速曲線對應(yīng)的電磁閥的狀態(tài)變化：增壓-保壓-減壓；當(dāng)輪速回升階段，電磁閥的狀態(tài)變化是：減壓-保壓-增壓。由此可見，制動時車輛在ABS ECU 控制下較好地防止了車輪抱死、輪速波動相對穩(wěn)定，并且制動時間較短，所以此控制器具有良好的制動效果。
5 結(jié)論
采用Microchip 公司的dsPIC30F5011 作為ABS 系統(tǒng)的處理器，實(shí)現(xiàn)了輪速的快速采集、判別處理，以及滑移率等參數(shù)的計算，保證了控制的實(shí)時性、穩(wěn)定性。同時結(jié)合Infineon 公司的ABS 系統(tǒng)芯片，使系統(tǒng)的電源管理、電磁閥驅(qū)動等更加優(yōu)化，通過多次仿真試驗(yàn)可以看出此ABS 控制器制動效果良好。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：選用DCS（數(shù)字信號控制器）dsPIC30F5011 作為處理器，解決了數(shù)據(jù)的快速、大量的傳輸和運(yùn)算，采用C 語言編寫的ABS 邏輯門限算法運(yùn)行周期可以保持在5ms內(nèi)；采用專用ABS 芯片優(yōu)化了該ABS 控制器的電源管理、電磁閥驅(qū)動等，可縮短開發(fā)時間，保證系統(tǒng)整體性、穩(wěn)定性。為ABS 控制器的產(chǎn)品化提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)計參考。
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