【正文】 相應(yīng)的位，通過讀寄存器 INT_ PEND，能確定在任意給定的時(shí)間里哪個(gè)中斷源發(fā)出中斷 。中斷登記寄存器和中斷屏蔽寄存器中各個(gè)中斷源的位置是一樣的，其各位定義如下 : 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁 一個(gè)中斷請(qǐng)求能被響應(yīng)，必須具備以下的條件 :首先用 El指令開放全部中斷 。這些事件包括 :改變 6條輸出線 ( )上的電平信號(hào)、啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換、使定時(shí)器 2復(fù)位以及觸發(fā) 4 個(gè)軟件定時(shí)器中斷等。本文，結(jié)合上面介紹的中斷原理，利用 HSO 產(chǎn)生軟件定時(shí)中斷，以下將著重介紹命令和時(shí)間寄存器的使用。D4 位用來決定事件觸發(fā)時(shí)是否產(chǎn)生中斷，為 1 則申請(qǐng)中斷，為 0不產(chǎn)生中斷 。 本文的主控軟件程序流程主要就是基于 HSO 產(chǎn)生軟件定時(shí)中斷這一思想。時(shí)鐘電路直接影響單片機(jī)運(yùn)行的速率，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 圖 36 車輪轉(zhuǎn)速傳感器剖視圖 齒圈 6 旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒頂和齒隙交替對(duì)向極軸。 電磁式輪速傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但存在下述缺點(diǎn)：一是其輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。 （ 2）霍爾輪速傳感器 ` 霍爾輪速傳感器也是由傳感頭和齒圈組成。此信號(hào)還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓 。因此，霍爾傳感器不僅廣泛應(yīng)用于 ABS輪速檢測(cè)，也廣泛應(yīng)用于其控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。 鑒于霍爾傳感器的比較優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用霍爾輪速傳感器。在外磁場(chǎng)的作用下，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過導(dǎo)通閥時(shí)，霍爾電路輸出管導(dǎo)通，輸出低 電平，之后， B 增加，仍保持導(dǎo)通?；夭畹拇嬖谑归_關(guān)電路的抗干擾能力增強(qiáng)。 霍爾開關(guān)電路的選擇
?；魻杺鞲衅鞯慕M成：傳感頭，齒圈。我們稱 BOP 為工作點(diǎn)， BRP 釋放點(diǎn)。 集成霍爾傳感器是在制造硅集成電路的同時(shí)，在硅片上制造具有傳感器功能的霍爾效應(yīng)器件，因此使集成電路具有對(duì)磁場(chǎng)敏感的特性。 （ 2）頻率響應(yīng)高，響應(yīng)頻率高達(dá) 20khz，用于 ABS 系統(tǒng)中可檢測(cè)到約 1000Km/h 速度信號(hào)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足使用要求。；其二是頻率響應(yīng)高。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁 圖 37 霍爾輪速傳感器示意圖 磁體 霍爾元件 齒圈 當(dāng)齒輪位于圖中 (a)所示位置時(shí)，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場(chǎng)相對(duì)較弱；而當(dāng)齒輪位于圖中 (b)所示位置時(shí)，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場(chǎng)相對(duì)較強(qiáng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，傳感器的頻率響應(yīng)跟不上；三是抗電磁波干擾能力差。當(dāng)齒圈的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率也變化。下圖（圖 35）所示為轉(zhuǎn)速傳感器在車輪上的安裝位置。定時(shí)器 T1 作為系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘源，每過 8 個(gè)狀態(tài)周期，其記數(shù)值加 1，每記數(shù)一次時(shí)間間隔為（ 8M 晶振 ): 。 HSO 時(shí)間寄存器 HSOTIME 用來放在所設(shè)置事件觸發(fā)時(shí)刻值。D6 位用以選擇 HSO 事件觸發(fā)的基準(zhǔn)時(shí)鐘源，為 1選擇 T2，為 0 選擇 Ti。 HSO 的輸出引腳共有 6條即 , HSOA 和 為雙向引線，分別與 復(fù)用，此兩條 引線可同時(shí)設(shè)置為 HIS 輸入允許和 HSO 輸出允許。 CPU 響應(yīng)完中斷，執(zhí)行中斷 服務(wù)程序后，用 POPF或 RET 指令將斷點(diǎn)地址送回。即某一位為則開放相應(yīng)的中斷源 。中斷向量單元中存放的是中斷服務(wù)程序的入口地址，當(dāng)允許中斷時(shí)，任何一個(gè)中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求，將迫使程序轉(zhuǎn)至由對(duì)應(yīng)的向 t 地址單元的內(nèi)容所決定的起始地址去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。 8253 具有三個(gè)功能相同的 16位減計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器的工作方式及記數(shù)常數(shù)分別由軟件編程選擇。而 ABS 系統(tǒng)中，使用了另一種方法 :定時(shí)器 T2 也可看作一個(gè) 16 位的事件計(jì)數(shù)器，其時(shí)鐘源來自引腳 ，當(dāng) HS 工 .1 引腳有跳變 (包括正跳變和負(fù)跳變 )時(shí)，其計(jì)數(shù)值加 1。保持寄存器與 FIFO 相連，通過 FIFO 把事件的時(shí)間值送入 HSI_ TIME 中。通過對(duì)所需采集數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)幾種參數(shù)數(shù)量級(jí)分布較為集中，只需將每類參數(shù)量綱擴(kuò)大 100 倍，放入通用寄存器中供分析、計(jì)算，這樣不但能保證控制參數(shù)的準(zhǔn)確性 (小數(shù)點(diǎn)后 2 位 )， .而且避免調(diào)用冗繁的四則運(yùn)算子程序，使其算法更簡(jiǎn)潔，實(shí)時(shí)響應(yīng)速度更快，更具合理性。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，在單片機(jī)內(nèi)部 “ 嵌入 ” 了以往被認(rèn)為是 “ 外圍設(shè)備 ” 的各種電路，于是形成了各種不同型號(hào)的單片機(jī)。進(jìn)入 90 年代，已大批量使用帶有 ROM, EPROM, EEPROM, FLASH EEPROM 和一次寫入 (OPT 型 )的單片機(jī)。 選用單片機(jī)要充分利用各種外部端口的資源，同時(shí)要利用內(nèi)部的存貯器、中斷，充分發(fā)揮它的運(yùn)算速度，應(yīng)根據(jù)以下幾個(gè)原則選擇 ABS 控制的單片機(jī)。但作為研制的最終產(chǎn)品，無一例外都采用單片機(jī)作為電子控制單元的核心。相對(duì)于 ABS系統(tǒng)，對(duì)基于車輪滑移率的控制方式而言，輸入電子控制單元的信號(hào)是速度脈沖，它由傳感器采集感應(yīng)出正弦信號(hào)，經(jīng)過模擬電路的濾波整形修正為標(biāo)準(zhǔn)的系列方波信號(hào)，然后通過單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器端口或數(shù)字輸入端口輸入到單片機(jī)內(nèi)存中去。當(dāng) ECU向電磁閥發(fā)出控制信號(hào)時(shí)，電磁閥動(dòng)作，對(duì)輪缸 壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)車輪的滑移率，使制動(dòng)力在接近峰值區(qū)域內(nèi)波動(dòng)，但又不達(dá)到峰值制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)最佳制動(dòng)效率。電子控制單元是整個(gè)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的 核心控制部件，它接受車輪速度傳感器送來的頻率信號(hào)，通過計(jì)算與邏輯判斷產(chǎn)生相應(yīng)的控制電信號(hào)，操縱電磁閥去調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力。 ABS 工作時(shí) ECU 接收傳感器送來的車輪信號(hào)，一般為符合ECU 電壓要求的矩形電壓波，然后固化在 ECU中的程序根據(jù)各個(gè)車輪的速度來決定對(duì)各個(gè)車輪的制動(dòng)液壓力如何調(diào)節(jié)，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給各個(gè)車輪的液壓控制單元。由于前制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力未被控制，前輪仍然可能發(fā)生制動(dòng)抱死，所以汽車制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向操作能力得不到保障。 由于雙通道 ABS 難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向操縱能力和制動(dòng)距離等方面得到兼顧，因此目前很少被采用。但是在兩前輪從附著系數(shù)分離路面駛?cè)敫?著系數(shù)均勻路面的瞬間，以前處于低附著系數(shù)路面而抱死的前輪的制動(dòng)力因附著力突然增大而增大，由于駕駛員無法在瞬間將轉(zhuǎn)向輪回正，轉(zhuǎn)向輪上仍然存在的橫向力將會(huì)使汽車向轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)方向行駛，這在高速行駛時(shí)是一種無法控制的危險(xiǎn)狀態(tài)。 (3)雙通道 ABS 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁 圖 31(f)所示的雙通道 ABS 在按前后布置的雙管路制動(dòng)系統(tǒng)的前后制動(dòng)管路中各設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置，分別對(duì)兩前輪和兩后輪進(jìn)行一同控制。由于三通道 ABS 對(duì)兩后輪進(jìn)行一同控制，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車可以在變速器或主減速器中只設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器來檢測(cè)兩后輪的平均轉(zhuǎn)速。但在附著系數(shù)分離 (兩側(cè)車輪 的附著系數(shù)不相等 )的路面上制動(dòng)時(shí)，由于同一軸上的制動(dòng)力不相等，使得汽車產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)力矩而產(chǎn)生制動(dòng)跑偏。 按 照控制通道數(shù)目的不同， ABS系統(tǒng)分為四通道、三通道、雙通道和單通道四種形式，而其布置形式卻多種多樣。在該 ABS 中對(duì)應(yīng) 于每一個(gè)制動(dòng)輪缸各有一對(duì)進(jìn)液和出液電磁閥，可由 ECU 分別進(jìn)行控制，因此，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力能夠被獨(dú)立地調(diào)節(jié)，從而使四個(gè)車輪都不發(fā)生制動(dòng)抱死現(xiàn)象。在常規(guī)制動(dòng)階段， ABS 并不介入制動(dòng)壓力控制，調(diào)壓電磁閥總成中的各進(jìn)液電磁閥均不通電而處于開啟狀態(tài)，各出液壓電磁閥均不通電而處于關(guān)閉狀態(tài)，電動(dòng)泵也不通電運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)主缸至各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路均處于溝通狀態(tài)，而各制動(dòng)輪缸至儲(chǔ)液器的制動(dòng)管路均處于封閉狀態(tài)，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力將隨制動(dòng)主缸的輸出壓力而變化，此時(shí)的制動(dòng)過程與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程完全相同。除了設(shè)定車輪加減速度門限值之外，還可以根據(jù)控制質(zhì)量和路面類型的不同設(shè)定不同的門限 值來提高控制的質(zhì)量，如參考滑移率門限值等。由于液壓制動(dòng)系統(tǒng)的慣性，車輪減速度仍然下降一段時(shí)間，然后開始減小并小于門限值 a 時(shí)，圖 27 中 2 點(diǎn)，產(chǎn)生保壓信號(hào)， ABS 保持制動(dòng)油壓不變，車輪由減速狀態(tài)進(jìn)入加速狀態(tài) ，車輪速度開始回升并靠近車速，當(dāng)車輪加速度值達(dá)到設(shè)定的門限值 +a 時(shí)，圖 27 中 3 點(diǎn)，產(chǎn)生升壓信號(hào)， ABS 使制動(dòng)油壓上升，車輪加速度在上升一段時(shí)間后開始減小，車輪由加速狀態(tài)又進(jìn)入減速狀態(tài)，并再次進(jìn)入另一個(gè)控制循環(huán)。 ABS 系統(tǒng)在制動(dòng)時(shí)對(duì)制動(dòng)油 壓的控制過程如圖 27 所示。這樣不但提高了車輛行駛的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了車輛方向的可控性，而且縮短了制動(dòng)距離。將傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、判斷、變成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所必需的信息，這部分工作對(duì)于電腦來說是很簡(jiǎn)單的，按照 電腦的指令執(zhí)行操作，這在機(jī)械結(jié)構(gòu)上也不會(huì)有什么大問題。要完成上述制動(dòng)要求確實(shí)難上加難。 在制動(dòng)過程中，如果始終能使輪胎的滑移率處于 8%～ 25%范圍之內(nèi)的話，汽車將在最短的制動(dòng)距離內(nèi)停車并具有良好的控制方向的能力。此時(shí)汽車正在轉(zhuǎn)彎中，輪胎開始出現(xiàn)側(cè)向滑動(dòng)。在不制動(dòng)的時(shí)候，輪胎前后方向的滑動(dòng)為零，這時(shí)車輪側(cè)向附著力最大。如果司機(jī)能控制輪胎的滑移率，使其在制動(dòng)期間始終處于 8%^25%范圍之內(nèi)，汽車將在更短的制動(dòng)距離內(nèi)停車。如果汽車發(fā)生交通事故，交通警察來了之后首先總是檢查一下汽車制動(dòng)痕跡 ，判斷司機(jī)在事故中是否采取了制動(dòng)措施。 圖 26 制動(dòng)過程車輪受力簡(jiǎn)圖 制動(dòng)車輪軸荷與支撐力 N平衡，該輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J，半徑 r:，軸心平移速度 V，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ? ，制動(dòng)器制動(dòng)力矩 M，通常與車輪制動(dòng)壓力成正比系數(shù) K, 則有地面制動(dòng)力bF ，緊急制動(dòng)不計(jì)滑動(dòng)阻力。 總之，對(duì)于在一種路面上制動(dòng)的汽車，車輪附著系數(shù)和滑移率之間的非線性特性是決定汽車制動(dòng)性能的主要因素。一般干燥潔凈的平整水泥、瀝青路面縱向峰值附著系數(shù)高達(dá) ，而冰雪路面的縱向峰值附著系數(shù)低至 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 圖 24 滑移率與附著系數(shù)關(guān)系 實(shí)驗(yàn)證明，道路的附著系數(shù)受車輪結(jié)構(gòu)、材料，道路表面形狀、材料有關(guān)，不同性質(zhì)道路其附著系數(shù)變化很大。另外 ,隨著滑移率增大 ,橫向附著系數(shù)急劇下降 ,當(dāng)車輪抱死時(shí) ,橫向附著系數(shù)幾乎為零。 滑移率與附著系數(shù)的關(guān)系 圖 24 給出車輪與路面縱向附著系數(shù)和橫向附著系數(shù)隨滑移率變化的典型曲線。 r — 汽車車輪的滾動(dòng)半徑。汽車的實(shí)際車速與車輪滾動(dòng)的圓周速度之間的差異稱為車輪的滑移率。地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值稱為輪胎 道路附著力 ,大小等于地面對(duì)輪胎的法向反作用力與輪胎 道路附著系數(shù)的乘積。 從上面對(duì)出現(xiàn)這些危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)情況的簡(jiǎn)單分析可以看出，制動(dòng)時(shí)車輪抱死導(dǎo)致汽車出現(xiàn)各種危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)情況，實(shí)質(zhì)上是汽車因失去相應(yīng)的維持本身方向穩(wěn)定性方向操縱性的側(cè)滑摩擦力而使汽車出現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)情況，即車輪抱死導(dǎo)致汽車的側(cè)滑摩擦力為零。汽車不能保持原來的行駛方向，由于離心力和前輪轉(zhuǎn)向力的作用，汽車將一面旋轉(zhuǎn)一面沿曲線行駛 (這種運(yùn)動(dòng)叫外旋轉(zhuǎn) )。 （ 1） 汽車在一種路面上直線運(yùn)動(dòng)制動(dòng)車輪抱死時(shí)可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況如圖22所示。因此，汽車行駛時(shí)，要根據(jù)冰路、雪路、 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 砂石路、壞路、水濕路、干路、直路、彎曲路等道路條件，根據(jù)汽車速度、方向轉(zhuǎn)角等行駛條件進(jìn)行制動(dòng)操作，必須時(shí)常注意不 能讓車輪完全抱死。轉(zhuǎn)彎力越大，汽車的方向操縱性越好 。地面制動(dòng)力決定制動(dòng)距離的長(zhǎng)短，側(cè)滑摩擦力則決定了汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。所有車輪上所受地面制動(dòng)力的總和作為地面給汽車的總的地面制動(dòng)力，他是使汽車在制動(dòng)時(shí)減 速 并停止的主要作用力。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 2．防 抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本原理 制動(dòng)時(shí)汽車的運(yùn)動(dòng) 制動(dòng)時(shí)汽車受力分析 汽車在制動(dòng)的過程中主要受到地面給汽車的作用力、風(fēng)的阻力和自身重力的作用。金剛石和 CBN 超硬材料的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大 。其中 BH1203 FB 型 ABS 和 BH1101 FB 型 ABS 已通過陜西省科委科技成果鑒定和陜西省機(jī)械工業(yè)局新產(chǎn)品鑒定 ,認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 濟(jì)南程軍電子科技公司以 ABS 專家程軍為代表的濟(jì)南程軍電子科技公司對(duì)ABS 控制算法研究頗深 ,著有《 汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的理論與實(shí)踐》等專著幾本 ,專門講述 ABS 控制算法 ,是國(guó)內(nèi) ABS 開發(fā)人員的必備資料之一。 吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以郭孔輝院士為代表的研究人員致力于汽車操縱穩(wěn)定性、汽車操縱動(dòng)力學(xué)、汽車輪胎模型、汽車輪胎穩(wěn)態(tài)和非 穩(wěn)態(tài)側(cè)偏特性的研究 ,在輪胎力學(xué)模型、汽車操縱穩(wěn) 定性以及人 車閉環(huán)操縱運(yùn)動(dòng)仿真等方面的研究成果均達(dá)到世界先進(jìn)水平。從事 ABS 研制工作的單位和企業(yè)很多 ,諸 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 如東風(fēng)汽車公司、重慶公路研究所、西安公路學(xué)院、清華大學(xué)、吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海汽車制動(dòng)有限公司和山東重汽集團(tuán)等。 （ 5） 控制系統(tǒng)總線技術(shù)隨著汽車技術(shù)科技含量的不斷增加，必然造成龐大的布線系統(tǒng)。同時(shí)由輪速、橫擺角速度和側(cè)向加速度傳感器測(cè)出車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。最重要的特點(diǎn)是各個(gè)車輪上制動(dòng)力可以獨(dú)立控制。制動(dòng)部分是當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪 (后輪 )在低附著系數(shù)路面 工作時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)力過大，則產(chǎn)生打滑，當(dāng) ASR 制動(dòng)部分工作時(shí)，通過傳感器將非驅(qū)動(dòng)輪及驅(qū)動(dòng)輪的輪速信號(hào)采集到控制器 中，控制器根據(jù)輪速信號(hào)計(jì)算出驅(qū)動(dòng)車輪滑移率及車輪減、加速度，當(dāng)滑移率或減、加速度超過某一設(shè)定閥值時(shí)，則控制器打開開關(guān)閥，氣壓由儲(chǔ)氣筒直接進(jìn)入 制動(dòng)氣室進(jìn)行制動(dòng)，由于三通單向閥的作用氣壓只能進(jìn)入打滑驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)氣 室，在低附著系