基于MC9S12DP256B的汽車防抱死系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

隨著汽車行駛速度的提高，道路行車密度的增大，對于汽車行駛安全性能的要求也越來越高。汽車的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)應(yīng)運(yùn)而生，它是以傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用電子控制技術(shù)，在制動(dòng)時(shí)防止車輪抱死的一種機(jī)電一體化系統(tǒng)。

基于雙CPU結(jié)構(gòu)的防抱死系統(tǒng)

ABS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要考慮以下幾個(gè)問題：首先，由于ABS系統(tǒng)直接關(guān)系車輛的安全性能，因而它的故障問題顯得極為重要，系統(tǒng)必須保證能及時(shí)檢測故障并準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)；其次，ABS系統(tǒng)通常包含電磁閥等感性負(fù)載，驅(qū)動(dòng)電流很大，需要適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路；此外，為了便于ABS系統(tǒng)與車輛上其他系統(tǒng)進(jìn)行通信，系統(tǒng)需要預(yù)留通信接口。

本文以原有的四傳感器四通道(4S/4M)ABS電子控制單元為基礎(chǔ)，開發(fā)了一個(gè)帶有鼓掌自檢的氣壓ABS。設(shè)計(jì)中采用MCU+CPLD的雙CPU結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1(圖略，請參看《電子設(shè)計(jì)應(yīng)用》2005.8) 所示。

控制CPU采集輪速信號，然后根據(jù)設(shè)定的減速度和滑移率門限值進(jìn)行路面識別及制動(dòng)控制，另外它還負(fù)責(zé)對輪速傳感器進(jìn)行靜態(tài)檢測。安全CPU (CPLD)則主要負(fù)責(zé)ABS系統(tǒng)的故障檢測工作，判斷故障部位，并將相應(yīng)的故障碼傳輸給控制CPU。產(chǎn)生故障后，由控制CPU統(tǒng)一對故障狀態(tài)進(jìn)行處理，包括中斷ABS功能，恢復(fù)至常規(guī)制動(dòng)，點(diǎn)亮故障顯示燈，并將相應(yīng)的故障代碼存儲在EEPROM中，需要時(shí)可隨機(jī)通過CAN通信端口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或車上其他電子控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

ABS系統(tǒng)故障主要為電磁閥故障、輪速信號采集系統(tǒng)的故障、制動(dòng)管路壓力信號采集系統(tǒng)的故障、電源故障和控制器故障。本系統(tǒng)針對這些故障均給出了相應(yīng)的診斷電路。