一种汽车ABS控制器开发装置的研究与设计.docx

一种汽车ABS控制器开发装置的研究与设计 本文旨在介绍一种汽车ABS控制器开发装置的研究与设计。ABS（Anti-lock Braking System）是汽车防抱制动系统，可以有效防止车辆在制动过程中浮现车轮抱死的情况，从而避开因车轮抱死而导致的转向失灵和甩尾等危急，保证车辆的平安制动。 在ABS开发过程中，控制器（即电控单元，ECU）是ABS的控制核心，也是ABS开发过程中的主要关键。传统的ABS开发过程需要大量的整车道路实验来验证ABS的控制软件功能，受人力和物理的限制，使得ABS的开发周期相当长。 本文提出的解决方案是基于英飞凌公司的XC164CS和ADI公司的AD5336芯片设计出了一种简便的ABS控制器开发装置，不需整车甚至不需制动器的参加就能够测试ABS控制软件的大部分功能，对ABS的开发提供了极大的方便。 该开发装置主要包括三部分：一是驱动/制动模拟控制器，主要用于模拟车轮的驱动和制动；二是硬件设备部分，包括四个代表车轮的齿圈和分离驱动四个齿圈的四个电机，四个转速，用于举行各种控制的控制面板，以及用于表示各个电磁阀、ABS电机和警告灯的状态的指示灯；三是运行于上位机PC上的GUI界面软件，主要用于各种参数设定，以及采集和监控ABS控制器实时运行时的各种状态，包括原始轮速、参考车速、各个电磁阀状态等。 驱动/制动模拟控制器是该开发装置的主要核心，需要实现的功能包括：能够根据设定令齿圈稳定运转于某一转速下；能够以不同的加速度和减速度对齿圈实施迅速调速，以模拟车辆在不同路面和不同工况下的制动时的轮速变幻，调速的精度要求较高；能与目标开发的ABS控制器以及上位机的GUI软件举行实时通讯。 为了实现这些功能，本文选择了英飞凌公司的16位XC164CS作为驱动/制动模拟控制器的主控芯片。XC164CS具有许多优点，包括运算速度快、存储器容量大、内部资源丰盛、程序下载和调试便利等。XC164CS的这些优点彻底满足了本设计高速实时控制的要求。 在电机控制方面，本设计采用了电压调速的直流电机，选择了ADI公司的AD5336作为D/A输出芯片，用于驱动电机。AD5336具有四个单独控制的10位精度D/A输出通道，低功耗，采纳并行接口，D/A转换更新时光仅需6μs，彻底可以满足本设计中对电机举行高精度和迅速调速的要求。 在轮速传感方面，本设计采用了无源磁电式的轮速传感器，其输出为正弦信号。在轮速处理模块中，选择了LM139作为电压比较芯片，实现正弦信号向方波信号的转换，利用XC164CS的CC2模块对轮速脉冲的捕获，实时监测四个齿圈的转速，实现对齿圈电机的转速反馈控制，从而保证对齿圈转速控制的精确度。 CAN接口的设计是为了满足本设计中驱动/制动模拟控制器、目标开发的ABS控制器和上位机GUI软件三方的互相通讯。OCDS接口和ASC接口则是为了程序下载和调试便利而设计的。 软件设计方面，本开发装置的核心原理是用驱动/制动模拟控制器来模拟制动器，将目标开发的ABS控制器对制动器的干预，即通过控制各个电磁阀实现加压、减压、保压等动作，转化为对驱动/制动模拟控制器发送相应的控制信息。驱动/制动模拟控制器按照ABS控制器发来的控制信息，模拟制动器的加压、减压、保压等动作，从而实现对齿圈转速控制的精确度。 本文提出的ABS控制器开发装置可以简化ABS的开发过程，提供了极大的方便，对ABS的开发和测试提供了很大的帮助。