abs電子控制單元硬件電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)word格式-資料下載頁
2025-08-06 05:43本頁面
【正文】 保證，因此系統(tǒng)中設(shè)置了完善的診斷模塊分別對電磁閥、傳感器、電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)ABS控制器會給出紅燈指示，對一些嚴(yán)重的故障，如沒有傳感器信號，ABS會自動(dòng)關(guān)閉ABS功能，對一些非嚴(yán)重性故障，如某個(gè)電磁閥斷路，ABS系統(tǒng)會照常工作，只是ABS系統(tǒng)的性能有所降低。系統(tǒng)安全性的另一項(xiàng)措施是采用監(jiān)視定時(shí)器（Watchdog），每隔一段時(shí)間對Watchdog進(jìn)行刷新，當(dāng)程序跑飛時(shí)，定時(shí)器得不到刷新，CPU自身就會自動(dòng)復(fù)位，重新開始運(yùn)行程序。同時(shí)系統(tǒng)帶有硬件Watchdog，軟件每隔一段時(shí)間對控制定時(shí)器的引腳進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，也是一種安全系統(tǒng)，起到雙保險(xiǎn)的作用。ABS作為汽車電子安全裝置，其可靠性尤為重要。故障診斷回路應(yīng)在系統(tǒng)中任何部件出現(xiàn)故障時(shí)，通過信號燈通知駕駛員，同時(shí)切斷與故障部分相關(guān)部件的供電。首先對CPU的電源電壓進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)電源電壓過低時(shí)，電壓監(jiān)測電路將輸出復(fù)位脈沖，讓整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，使CPU不致因電壓過低而發(fā)出錯(cuò)誤指令。其次對于傳感器的監(jiān)測，可通過對輪速信號的軟件處理，以判定故障的存在。第三，對于電磁閥的監(jiān)測則通過專門的故障的診斷回路進(jìn)行判定。由于ABS系統(tǒng)的高可靠性要求，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，應(yīng)該立即使系統(tǒng)關(guān)斷，轉(zhuǎn)入故障狀態(tài)，并將故障記錄在E2PROM中，并使指示燈按照一定的規(guī)則閃亮，顯示故障代碼，使司機(jī)了解系統(tǒng)狀態(tài)。芯片在開始工作后始終處于監(jiān)視狀態(tài)。在設(shè)計(jì)中，對ECU進(jìn)行全面的檢測，系統(tǒng)故障檢測包括電磁閥短路、斷路，傳感器短路、斷路及信號幅值過低，供電電源不正常，ECU故障，報(bào)警燈的故障等。這其中最重要的是電磁閥的檢測和輪速傳感器的檢測。系統(tǒng)可以通過RS232接口與故障診斷儀或計(jì)算機(jī)連接，可以進(jìn)行故障診斷和系統(tǒng)測試。圖5－10 電磁閥故障診斷電路圖5－9 輪速傳感器檢測示意圖診斷系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)是不困難的，電磁閥一般由CPU輸入口發(fā)出通斷信號，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)電磁閥，通過CPU的輸入口再將輸出口信號讀入CPU，這樣就可以檢測到輸出的閥信號是否正常，電源系統(tǒng)的診斷可以用CPU的A/D口讀入，從此可以判斷電源電壓是否正常。輪速傳感器信號的好壞直接關(guān)系到ECU對輪速的采集，如果輪速傳感器出現(xiàn)故障，ECU的所有控制都將失效，如果信號紊亂則會使控制紊亂。輪速傳感器的故障檢測采用加壓測分壓的方法。在有輪速信號時(shí)該電路不起作用，在無輪速信號時(shí)，對傳感器進(jìn)行檢測。診斷電路見圖5－9。對于電磁閥的檢測則充分利用TLE6228的檢測端子ST進(jìn)行檢測，如果信號ST不正常，再使用分壓求分壓的辦法進(jìn)行測試。診斷電路見圖5－10。 網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊 局域網(wǎng)絡(luò)控制器(controller area network)總線，即CAN總線，及其相關(guān)的協(xié)議，可以使連接到這個(gè)總線上的各個(gè)站點(diǎn)相互之間進(jìn)行高效率的通信。它的傳送速率高，CAN協(xié)議提供的多種糾錯(cuò)方式能保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，其控制器能夠自動(dòng)完成大部分的工作從而節(jié)省主處理器資源，并具有靈活而強(qiáng)大的信息傳遞功能。鑒于CAN網(wǎng)絡(luò)在車輛上的日益廣泛應(yīng)用，為了便于和其他控制系統(tǒng)交換信息，在系統(tǒng)中使用82C250構(gòu)造CAN驅(qū)動(dòng)接口，充分利用164CI的功能，便于以后擴(kuò)展。雙CPU也可以使用CAN總線交換數(shù)據(jù)，判斷系統(tǒng)工作是否正常。集成在片上的CAN模塊自動(dòng)對CAN幀的發(fā)送和接收進(jìn)行全自動(dòng)的管理，符合CAN 規(guī)定的要求，即工作在全CAN模式。CAN模塊能發(fā)送和接收具有11位標(biāo)識符的標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展到29位標(biāo)識符的擴(kuò)展幀。此模塊能提供最多15個(gè)消息體的全CAN功能。消息體15可以配置為基本CAN功能。兩種模式都提供獨(dú)立的屏蔽進(jìn)行接收濾波，允許對全CAN模式中若干標(biāo)識符進(jìn)行接收，也允許對基本CAN模式中若干標(biāo)識符不作接收。所有消息體可以獨(dú)立地由其它消息體更改，最大消息長度為8個(gè)字節(jié)。位的時(shí)序由XCLX驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生，數(shù)據(jù)率可以通過編程改變，最大為1兆波特。CAN模塊通過2個(gè)引腳連接到總線收發(fā)器。 系統(tǒng)電源管理模塊 圖5－11 TLE4270電源示意圖車輛采用的電源電壓較集成電路所能承受的電壓高很多，必須使用DC/DC模塊。為了使控制器有較大的使用范圍，電源模塊需要有較寬的工作區(qū)域和良好的保護(hù)功能。采用一般的低壓差開關(guān)電源模塊就能滿足要求，盡量不使用帶電感的模塊。在系統(tǒng)中采用億恒科技的TLE4270G電源模塊。在電源模塊輸出電壓下降到一定程度時(shí)，應(yīng)使CPU復(fù)位。在設(shè)計(jì)中使用了MAX705復(fù)位電路模塊，它具有可靠復(fù)位、低電壓復(fù)位、低電壓監(jiān)測和Watchdog功能，具有較高的性價(jià)比。八位單片機(jī)在檢測到164CI工作不正常時(shí)，通過MAX705使其復(fù)位。圖5－11 為TLE4270電源示意圖。 控制器硬件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段進(jìn)行ABS控制器的基本功能開發(fā)，采用Protel 99 SE繪制電路圖和PCB布線版圖。為了適合實(shí)際液壓單元和車輛具體的安裝空間，采用了四層板進(jìn)行試制，具體電路原理圖和PCB布線板圖見圖5－12。圖5－12－1 ABS 控制器原理圖圖5－12－2 ABS控制器電路板圖本文研究了ABS的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，通過對ABS基本理論的分析，設(shè)計(jì)出了一種ABS電子控制單元的硬件電路，并使用Protel 99 SE 軟件繪制出了控制電路的原理圖和PCB布線電路板圖。此處設(shè)計(jì)的ABS電控單元硬件電路采用了目前國際上流行的雙CPU結(jié)構(gòu)，主從CPU分別為Infineon公司的80C164CI和80C505CA，硬件電路系統(tǒng)還包括系統(tǒng)電源管理模塊、電磁閥電源管理及驅(qū)動(dòng)輸出模塊、輪速信號的輸入處理模塊、診斷信號處理模塊和網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊。能夠保證ABS控制器硬件電路安全、高效、可靠地工作。：（第一版） 機(jī)械工業(yè)出版社 張洪欣主編（第二版） 機(jī)械工業(yè)出版社 余志生主編（第三版） 人民交通出版社 陳家瑞主編 人民交通出版社 周允 張蔚林主編 北京理工大學(xué)出版社 程軍主編 汽車研究與開發(fā) 1997年第6期 Technologies AG, Microcontrollers C166 Family 16Bit SingleChip Microcontroller C164 User’s Manual, , 199909 16位單片機(jī) 清華大學(xué)出版社 陸延豐 王海林 張春編著 北京:學(xué)苑出版社1995年 賴慕回 99 SE印刷電路板設(shè)計(jì)教程 清華大學(xué)出版社 肖玲妮 袁增貴 編著23
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