【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ｓ１．汽車制動(dòng)減速 度按照路面附著系數(shù)的平均值來(lái)取，具體值見(jiàn)表 ２．考慮到安全問(wèn)題和系統(tǒng)延遲，安全距離ｃｆ０取為 ５ 本系統(tǒng)中要用到的傳感器有制動(dòng)踏板傳感 器、制動(dòng)力傳感器和空載滿載時(shí)稱重用的稱重傳 感器． ①踏板動(dòng)作傳感器信號(hào)屬開(kāi)關(guān)信號(hào)，將踏板 動(dòng)作傳感器與單片機(jī)的Ｐ３．２口相連，而Ｐ３．２口 具有中斷能力，所以對(duì)于該信號(hào)的采集方式選用 中斷方式，即當(dāng)踏板動(dòng)作傳感器信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變 化時(shí)向ＣＰＵ申請(qǐng)中斷，在ＣＰＵ響應(yīng)中斷時(shí)讀入相 應(yīng)的信號(hào)狀態(tài)． ｍ，同時(shí)國(guó)外也推薦為２～５ ｍ【９Ｊ．不同路面制動(dòng) ｍ／ 減速度ａ的取值不同，干燥路面的減速度為６ ｓ２，濕路面的減速度為５ ｎ∥ｓ２，冰雪路面的減速度 為２．８５ ｍ／ｓ２． ４．３行車安全距離結(jié)果 本系統(tǒng)中基于安全因素的考慮，同時(shí)為了將 模型簡(jiǎn)化，在車速大于１２０ ｋｍ／ｈ冰雪路面情況下 或車速大于８０ ｋｍ／ｈ情況下均將ＣＳＴ沖擊桿全 伸．表２是采用Ｅｘｃｅｌ計(jì)算出的對(duì)應(yīng)于各個(gè)路面狀 況的安全距離． 表２各種路面情況下對(duì)應(yīng)的安全距離 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓａｆｅｔ、／ｄｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ②汽車制動(dòng)力傳感器的輸出信號(hào)為差動(dòng)信 號(hào)，輸出電壓為毫伏級(jí)電壓［１ ０１．但是，該系統(tǒng)選用 的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器的輸入模擬信號(hào)的范圍為Ｏ一 ２．５ Ｖ，為使得輸入信號(hào)與Ａ／Ｄ匹配，必須把傳感 器采集的信號(hào)進(jìn)行放大． ③空載滿載時(shí)的稱重可一般采用稱重傳感 器，但是，稱重傳感器本身質(zhì)量體積較大，裝于車 上不合適，同時(shí)從成本角度上考慮，該方法也不適 ｖａｒｉｏｕｓ ｒｏａｄｓ 合．根據(jù)所得資料，轎車空載時(shí)的質(zhì)量為１．４— １．５ ｔ，滿載時(shí)的質(zhì)量為２ ｔ．將空載與滿載分別設(shè) 置為駕駛員手動(dòng)控制的兩個(gè)開(kāi)關(guān)Ｋ４和Ｉ（５，并讓 它們分別和單片機(jī)的Ｐ０．０和Ｐ０．１口相連接． ２）毫米波雷達(dá)選擇及接口電路 本系統(tǒng)選用的測(cè)距儀為ＡＲＳｌ００調(diào)頻脈沖多 普勒毫米波雷達(dá)傳感器，該毫米波雷達(dá)傳感器的 的距離測(cè)量范圍為７—１５０ ｍ，工作頻率為７６— ７７ ＧＨｚ，完全可以滿足車載測(cè)距的要求，它與單 ３）行程開(kāi)關(guān)Ｓｌ 片機(jī)之間的連接電路如圖７所示． ５控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ５．１硬件設(shè)計(jì) ５．１．１芯片選擇 本系統(tǒng)的直流電機(jī)具有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停止?fàn)?態(tài)，行程開(kāi)關(guān)Ｓ１用于ＣＳＴ沖擊桿全伸狀態(tài)的檢 測(cè)．當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)ＣＳＴ沖擊桿至全伸狀態(tài)時(shí)，行程開(kāi) 關(guān)被壓下并向單片機(jī)發(fā)送一信號(hào)，此時(shí)Ｐ２．０ １１１為 ｋ 采用ＡＴ８９ＳＳｌ芯片，其結(jié)構(gòu)為：４０個(gè)引腳，４ 低電平；當(dāng)沖擊桿回縮時(shí)，行程開(kāi)關(guān)彈開(kāi)。Ｐ２．０口 萬(wàn) 　 方數(shù)據(jù) 第２期 杜青云，等：基于汽車安全狀況的ＣＳＴ控制方法 ８７ 恢復(fù)高電平狀態(tài)．故控制核心讀Ｐ２．０口的狀態(tài)， 裝置需要一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可用Ｌ２９８驅(qū)動(dòng)２個(gè)電 機(jī)，具體電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì)如圖８所示：ＯＵＴＩ 和ＯＵＴ２與ＯＵＴ３和ＯＵＴ４之間分別與２個(gè)電動(dòng) 機(jī)相接．５，７，１０和１２腳接輸入控制電平，控制電 機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，ＥＮＡ和ＥＮＢ接控制使能端，控制電 機(jī)的停、轉(zhuǎn)． 即可知道吸能裝置沖擊桿是否全伸． Ｃ１０ 圖７毫米波雷達(dá)和單片機(jī)之間的通信 Ｆｉｇ．７ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ＳＣＭ ａｎｄ ｍｉ］Ｈｍｅｔｅｒ－ｗａｖｅ ｒａｄａｒ 蛐秘 ：３『＝ 嚼傘Ｉ ｒ＿１ ｒ————一１９ ４ｒ—一 俺午 ∞ ｍＯ 叭 叭 ２ ．１ｈ ｏ．Ｏｌ■ 礦 —一鯊業(yè)ｊ：唑 Ｕ５ １８ １２９８ ４）路面條件選擇開(kāi)關(guān) 根據(jù)天氣情況來(lái)手動(dòng)選擇路面情況和開(kāi)關(guān)， 以便選擇合適的安全距離．開(kāi)關(guān)Ｋｌ用于干燥路 面，Ｋ２用于濕路面，Ｋ３用于冰雪路面．所用開(kāi)關(guān)均 為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，按鍵 在斷開(kāi)和閉合的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，鍵 的抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀幾次．為了確保 ＣＰＵ對(duì)按鍵的一次閉合只作一次處理，必須去除 按鍵的抖動(dòng)．為了減少硬件故障和節(jié)約成本，本系 統(tǒng)采用了軟件去抖的方法，在每次按鍵按下時(shí)給 予５一１０ ｍｓ的延時(shí)…Ｊ． ５．Ｉ．３電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇及設(shè)計(jì) １）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑的準(zhǔn)確定位、精確測(cè)量 和快速起停，若采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng) 圖８電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路 Ｆｉｇ．８ Ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ３）電機(jī)的安裝及參數(shù)確定 在本系統(tǒng)中，直流電機(jī)的安裝位置如圖９所 示，由圖９知，該ＣＳＴ螺紋全長(zhǎng)為３８０ ｍｍ，根據(jù)本 設(shè)計(jì)制動(dòng)時(shí)間需求，螺桿要在１．６ Ｓ內(nèi)伸出，考慮 到單片機(jī)電控單元的反應(yīng)時(shí)間等，預(yù)留出６００ １．０ １．０ ｍｓ 的系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間和電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間．則螺桿要在 Ｓ內(nèi)全部伸出．該螺桿螺距為１６ ｍｍ．則螺桿 ｓ內(nèi)應(yīng)旋轉(zhuǎn)３８０／１６＝２３．７５圈．初步選擇齒輪 ｒ／ｍｉｎ．同時(shí) Ｚ。與齒輪ｚ：的齒數(shù)ｌ：ｌ：ｚ。／Ｚ：＝４，則直流電機(jī)應(yīng)具 有的轉(zhuǎn)數(shù)為２３．７５ｘ４＝９５ ｒ／ｓ＝５ ７００ 其功率范圍選擇為１００一１１０ ｗ． ｒ——］ 電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)ＣＳＴ前進(jìn)路程和位置的精確定位， 但步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下 降，不能滿足ＣＳＴ系統(tǒng)要求．而直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 咧 ｛洲辯Ｉ誹；247。蝴ｊ ｒ Ｌ ７０ ＺＱＡｌ９－－４或ＺＱＳｎｌＯ－Ｉ 大，體積小，質(zhì)量輕，其內(nèi)部由高速電動(dòng)機(jī)提供原 始動(dòng)力，帶動(dòng)齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力，能夠較 好地滿足系統(tǒng)的要求．經(jīng)綜合比較考慮，本實(shí)驗(yàn)選 ｛ ／／７＿／／Ｚ 羔『］， Ｉ ． ３８０ 一 ?！弧??！? ．一一．ｔ．ｋ． ｖ７７Ｉｌｌ ｔ郴”＼１ｌ｛ｌ｛ｆｉ｛ｆｆｌＩ一’ 擇直流電機(jī)作驅(qū)動(dòng)電機(jī)． ２）電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片Ｌ２９８Ｎ的原理及應(yīng)用 匿 直漉電機(jī)圳： ３６０ Ｆｉｇ．９ ８ 導(dǎo) 、ｅ 嘞ｂ ．齒輪磊 ＼ ＼ ＼一。：１ ４５號(hào)鋼 歷 緩 荔 繳 ０００ ｋ。 口．＝１ ０Ｄ０ ｋ Ｊ 作為電機(jī)與單片機(jī)的連接，采用專用芯片 Ｌ２９８Ｎ作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片．一片Ｌ２９８Ｎ可以分別 圖９直流電機(jī)安裝位置（單位：咖） Ｉ）Ｃ ｍｏｔｏｒ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｌｏｃａｔｉｏｎ（ｕｎｉｔ：ｒａｍ） 控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端．本系 統(tǒng)的ＣＳＴ裝置均布于汽車的左、右兩側(cè)，每個(gè)ＣＳＴ 至此，總的控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)完成，具體 控制系統(tǒng)如圖１０所示． 萬(wàn) 　 方數(shù)據(jù) ８８ 交通科學(xué)與工程 第２５卷 線盡可能短而粗；在可能的情況下，用地線包圍振 蕩電路，并使晶振外殼接地． 同 初始化 ｌ毫米波雷達(dá)測(cè) ◇ 匭瓣 Ｙ 制動(dòng)系統(tǒng)檢貰ｌ 選擇天氣情況 調(diào)用安全距離 圖１０總控制系統(tǒng) Ｆｉｇ．１０ Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｄｉａｇｒａｍ ≮玀 廠而Ｎ ＣＳＴ全伸 拶 ≮！ｙ 模型 ５．２軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用匯編語(yǔ)言編程，包括主控程序、處 理子程序、查表子程序和初始化子程序．主控程序 的功能是調(diào)用初始化子程序?qū)Ω鞣N芯片進(jìn)行初始化，并判斷汽車制動(dòng)系統(tǒng)的安全狀態(tài)和兩車之間 距離的安全狀態(tài)．根據(jù)判斷結(jié)果調(diào)用處理子程序， 從各傳感器的電子控制單元中讀取數(shù)據(jù)．傳輸數(shù) 據(jù)的程序采用中斷處理，這樣不會(huì)因?yàn)橹鞒绦蛟?進(jìn)行判斷時(shí)傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生等待，以減少系統(tǒng)延遲 磊看而 Ｙ Ｃ研全仲 Ｙ ＼《 ＼／ 需歲 距離否？／ 直流電機(jī)反轉(zhuǎn) —————Ｌ ＣＳＴ回縮 時(shí)間．軟件設(shè)計(jì)擬定流程圖如圖ｌｌ所示．