基于dsPIC30F5011的ABS電子控制器設計
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經(jīng)過(guò)ABS 算法之后，處理器產(chǎn)生了8 路電磁閥控制信號，以?xún)陕冯姶砰y控制信號為一組來(lái)控制一個(gè)車(chē)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。本設計采用Infineon 公司的ABS 系統驅動(dòng)芯片TLE6216，每片可以驅動(dòng)四路的電磁閥控制信號，同時(shí)把當前的電磁閥狀態(tài)反饋到處理器中，監控控制效果。
2.5 電源和故障檢測
為汽車(chē)中供電的是蓄電池或者發(fā)電機，重型車(chē)的蓄電池為24V，發(fā)電機工作電壓為28V，單片機工作電壓為5V，所以除了電源供給外還需要電壓轉化。設計中采用了Infineon 公司的ABS 系統電源芯片TLE6210，它可以將12V 的電壓轉化為單片機需要的5V，同時(shí)集成了報警燈、發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)等功能。另外TLE6210 內部集成了電壓監控邏輯模塊，當檢測到輸入輸出電壓過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，引腳RES1/RES2 將產(chǎn)生復位脈沖，讓整個(gè)系統復位。由于系統電源有模擬部分和數字部分，需要在兩部分電源之間添加隔離電感，防止系統中模擬電路和數字電路的互相干擾。
對于A(yíng)BS 產(chǎn)生的故障，主要包括：系統供電故障，輪速傳感器故障，ABS 系統運行故障，電磁閥故障等，操作人員可通過(guò)故障警報燈的閃爍頻率來(lái)判定故障來(lái)源和類(lèi)型，并將相應的故障碼存儲在EEPROM 中，以便上位機進(jìn)行識別和處理。
3 軟件設計
目前的ABS 系統主要采用參考門(mén)限值控制的方式，即Bosch 控制邏輯。這是當今被廣泛采用的一種邏輯。這種方式將車(chē)輪角減速度、角加速度和滑移率組合作為控制參數【4】
本文就是采用了以車(chē)輪的角加速度、角減速度為主要門(mén)限，以滑移率為輔助門(mén)限的控制策略，具體實(shí)現流程圖如圖4 所示。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197885.htm當檢測到有效的剎車(chē)信號時(shí)，處理器通過(guò)輪速傳感器采集到輪速脈沖信號，然后計算車(chē)速和加速度，當車(chē)速較高時(shí)，調用滑移率邏輯門(mén)限算法，由電磁閥來(lái)輸出保壓、減壓、增壓信號，即初始制動(dòng)時(shí)增壓，在達到加速度門(mén)限，并且滑移率仍然保持在穩定區域內時(shí)保壓，一段時(shí)間后達到滑移率穩定臨界值減壓。如此往復，使車(chē)速呈現波浪式降低。若車(chē)速較低，電磁閥直接輸出增壓或者保壓信號，此時(shí)輪速一直在減小，沒(méi)有回升，直到減小至零。
4 硬件在回路仿真試驗
利用在前期完成的國家“863”計劃項目“面向汽車(chē)電子控制的嵌入式系統開(kāi)發(fā)平臺及其應用” (2004AA1Z2380)中開(kāi)發(fā)的硬件在回路仿真系統（如圖5 所示），我們對此ABS 控制器的制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了仿真，仿真結果如圖6、圖7 所示。
圖6、圖7 是某氣壓制動(dòng)型重型車(chē)在低附著(zhù)系數路面、初始車(chē)速為33（m/s）情況下的制動(dòng)過(guò)程。觀(guān)察輪速曲線(xiàn)對應的電磁閥的狀態(tài)變化：增壓-保壓-減壓；當輪速回升階段，電磁閥的狀態(tài)變化是：減壓-保壓-增壓。由此可見(jiàn)，制動(dòng)時(shí)車(chē)輛在A(yíng)BS ECU 控制下較好地防止了車(chē)輪抱死、輪速波動(dòng)相對穩定，并且制動(dòng)時(shí)間較短，所以此控制器具有良好的制動(dòng)效果。
5 結論
采用Microchip 公司的dsPIC30F5011 作為ABS 系統的處理器，實(shí)現了輪速的快速采集、判別處理，以及滑移率等參數的計算，保證了控制的實(shí)時(shí)性、穩定性。同時(shí)結合Infineon 公司的ABS 系統芯片，使系統的電源管理、電磁閥驅動(dòng)等更加優(yōu)化，通過(guò)多次仿真試驗可以看出此ABS 控制器制動(dòng)效果良好。
本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：選用DCS（數字信號控制器）dsPIC30F5011 作為處理器，解決了數據的快速、大量的傳輸和運算，采用C 語(yǔ)言編寫(xiě)的ABS 邏輯門(mén)限算法運行周期可以保持在5ms內；采用專(zhuān)用ABS 芯片優(yōu)化了該ABS 控制器的電源管理、電磁閥驅動(dòng)等，可縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，保證系統整體性、穩定性。為ABS 控制器的產(chǎn)品化提供了試驗數據和設計參考。
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