【正文】 要求帶有一定的矛盾性，采用高性能的單片機必然成本高，所以應選用一種價格適中的產品。 （3）采用標準的通信接口，便于診斷功能的實現(xiàn)，同時具有與車輛上其他CPU進行通信的能力。(2） 有較多的I/ O口，以實現(xiàn)多種控制功能；快速的計算速度，以滿足實時控制要求。單片機控制系統(tǒng)根據(jù)控制要求選擇滿足IO接口數(shù)量、性價比高、運算速度快、功耗低的CPU。硬件設計主要包括如下幾大模塊:CPU、輪速信號輸入處理、電磁閥驅動、輪速傳感器及電磁閥故障診斷、電源電路、CAN總線數(shù)據(jù)傳輸電路等。 第四章 防抱死控制器硬件設計本系統(tǒng)采用4傳感器4通道的ABS控制系統(tǒng)。增壓、保壓、減壓，為ABS工作的一個循環(huán)。油路通路如圖3. 5粗箭頭所示。如圖3. 5所示，則此時系統(tǒng)壓力應降低。 所示。 增壓狀態(tài)（常規(guī)制動狀態(tài)） 當ECU采集輪速信號計算處理后，識別車輪有抱死傾向時，ECU發(fā)出相應的控制信號，關閉電磁閥4 (AV)。制動總缸(2)與車輪的制動輪缸(10)直接相通，制動壓力可直接作用于車輪使車輪減速。此時為常規(guī)制動狀態(tài)，如圖3. 3所示。各部分的名稱在圖中都已標明。系統(tǒng)采用8個開關電磁閥，4個常開，4個常閉。并對這些信號進行分析后，向制動壓力調節(jié)器發(fā)出制動壓力控制指令。它裝在制動總泵與車輪分泵之間，使分泵能實現(xiàn)壓力增高、壓力保持和壓力降低的功能。功用是根據(jù)電子控制裝置傳送的命令信號控制制動總泵向車輪制動分泵提供制動液壓或氣壓，從而控制車輪速度。經過信號處理電路將周期性變化的類正弦信號轉化為方波信號,送入汽車ABS系統(tǒng)的電控單元( ECU) , 就可以根據(jù)輸出波形的頻率計算出車輪的輪速。由于偏置磁場的存在, 齒輪轉動時,引起MR1和MR2所處空間的磁場發(fā)生周期性變化,根據(jù)物理磁阻效應,磁阻元件的阻值也會發(fā)生周期性變化,這樣在磁阻元件中點就會輸出以+。 磁阻元件結構示意圖 磁阻元件工作的等效電路當汽車齒輪轉速為零時,兩磁阻元件阻值大致相等。即當通有電流的半導體材料置于磁場中,且磁場方向與電流方向垂直時,由于洛侖茲力的作用,使載流子的運動方向發(fā)生偏轉,從而加長了運動路徑，反映為電阻的增大。本論文選用的是磁阻式輪速傳感器。 第三章 ABS系統(tǒng)的組成及工作原理 ABS系統(tǒng)的組成ABS是在普通制動系統(tǒng)的基礎上加裝車輪速度傳感器、ABS電子控制裝置(ECU )、制動壓力調節(jié)裝置和執(zhí)行機構等組成的，其組成如圖3. 1所示。但以低速檔行駛而緊急制動時，車輪減速度可能達不到其設定的門限控制值，ABS無法控制制動壓力，從而無法防止車輪抱死。 對于僅以滑移率為控制參數(shù)的單參數(shù)控制方式來說，若汽車以低速檔行駛而車輪減速度達不到某一設定值時，近似汽車車體速度不存在而無法算出滑移率，將失去對制動壓力的控制，無法防止車輪抱死。 各種控制方式的優(yōu)缺點(1)單參數(shù)控制方式的優(yōu)缺點 單參數(shù)控制的原理簡單。當車輪滑移率門限控制信號出現(xiàn)后，對制動壓力進行降壓控制，直到車輪加速度達到加速度門限值為止，出現(xiàn)控制信號。(4)以車輪減速度、加速度及滑移率為控制參數(shù)的多參數(shù)控制 預先設定車輪減速度門限值(對應的控制信號為)，車輪加速度門限值(對應的控制信號為)，車輪滑移率門限值，(控制信號為)三個控制參數(shù)。當車輪減速度達到減速度門限值時，控制器驅動調節(jié)器進行降壓，從而制動器制動力矩減小，在地面附著力的作用下，車輪速度上升，當車輪出現(xiàn)加速度且其值達到所設定的加速度門限值時，控制器驅動壓力調節(jié)器實施保壓動作，直到信號消失后再轉為實施增加制動壓力的動作，完成一個控制周期。在滑移率信號發(fā)出期間，降低制動壓力，其余時間增大制動壓力。(1)以車輪減速度為控制參數(shù)的單參數(shù)控制對車輪速度微分，可求出車輪減速度，將其和設定值作比較，可以獲得車輪減速度控制信號，在車輪減速度信號出現(xiàn)期間，降低制動壓力，其余時間增加制動壓力。本論文采用的是邏輯門限預測控制方法。(4)滑移率從調節(jié)區(qū)到S=100%的范圍內稱為不穩(wěn)定區(qū)域，滑移率S超過穩(wěn)定調節(jié)區(qū)域后會很快的進入車輪抱死(S=100%)的狀態(tài)。(3)滑移率從零到最大縱向附著系數(shù)對應的滑移率的范圍為穩(wěn)定區(qū)域?；坡蔛越大，滑動成分越多?；坡蔛的定義為 (2. 4） 式中:車輪中心的速度即汽車車身的速度；:車輪速度。當車輪抱死時，車輪在路面上的運動處于純滑動狀態(tài)。 滑移率 滑移率的定義 在制動過程中，車輪在路面上的運動是邊滾邊滑的過程。當所有的車輪全部抱死時，轉彎力、側向力均接近于0，汽車完全失去操縱性和方向穩(wěn)定性，兼有前、后輪單獨抱死時的兩種運動。當后輪抱死時，后輪的側向力接近于零。 當汽車轉向時，突然緊急制動，車輪一下子全部抱死。 汽車直線行駛過程中，突然緊急制動，車輪一下子全部抱死，側向附著系數(shù)基本為零，保持方向穩(wěn)定性的車輪側向力也接近為零。此時汽車正在轉彎中，輪胎開始出現(xiàn)側向滑動。當輪胎的滑動率達到100%時，輪胎抱死。 各種運動中的抱死情況 汽車在不制動的時候，輪胎前后方向的滑動為零，這時車輪側向力最大。車輛在制動過程中輪胎和地面之間會產生兩種摩擦力，一種是縱向力，與行進方向相反，縱向力越大、能在較短的制動距離內使汽車停下。但是地面制動力是地面摩擦阻力的約束反力，其值不能大于地面附著力 ，即 (2. 3) 上述分析表明，汽車地面制動力取決于制動器制動力，同時又受到地面附著力的限制。開始時踏板力較小，制動器制動力也較小，地面制動力足以克服制動器制動力，而使得車輪滾動。它不但與制動器制動力有關，受地面附著力的制約。其大小為: (2. 1)式中:是車輪制動器摩擦副的摩擦力矩。 第二章 ABS基本理論分析 制動時引起車輪抱死的原理假設滾動阻力偶矩、車輪慣性力偶矩可忽略。(2) ABS控制器的硬件設計:將硬件電路功能設計模塊化，最后設計出ABS控制器總的硬件系統(tǒng)電路。技術上目前在樣車上初步實現(xiàn)ABS防抱死功能，但在軟件功能和硬件質量方面與目前國外先進水平有較大差距。到1995年，轎車中裝用ABS的比例，美國、德國、日本分別達55%, 50%與35%。博世公司在1978年率先推出了采用數(shù)字式電子控制裝置的ABS，并且裝備在奔馳車上，揭開了現(xiàn)代ABS發(fā)展的序幕。數(shù)字計算機不易受干擾，速度快，可以把降低制動液壓循環(huán)的次數(shù)增加到每秒十余次。由于這一時期的各種防抱死制動系統(tǒng)采用的都是機械式車輪轉速傳感器和機械式制動壓力調節(jié)裝置，為此，獲取的車輪轉速信號不夠精確，制動壓力調節(jié)的適時性和精確性也難于保證，控制效果并不理想。福特(Ford)公司曾于1954年將飛機的制動系統(tǒng)移植在林肯(Lincoln)轎車上；凱爾塞 國內外研究現(xiàn)狀汽車防抱死系統(tǒng)(ABS)的開發(fā)可以追溯到本世紀初期，早在1928年防抱死制動理論就被提出，在30年代機械式防抱死制動系統(tǒng)開始在飛機上獲得應用。造成汽車側滑的原因很多，例如行駛速度、地面狀況、輪胎結構等都會造成側滑，但最根本的原因是汽車在緊急制動時車輪輪胎與地面的滾動摩擦會突然變?yōu)榛瑒幽Σ粒喬サ淖サ亓缀鯙榱?，此時此刻駕駛者即使緊握方向盤也會無濟于事。 傳統(tǒng)的汽車制動存在如下的問題:裝有普通制動器的汽車在緊急制動時，四個車輪會被完全抱死，這時汽車只要在輕微側向力作用下就會發(fā)生側滑，然后急劇擺動，甚至完全調頭；而更加危險的是，當汽車行駛在彎道上時，由于前輪抱死，汽車將喪失轉向能力，這時轉動方向盤雖然也能帶動前輪轉向，但由于車輪缺乏附著力使汽車無法轉向，最后是沿著慣性方向向前制動直至停止。第一章 緒論 問題的研究意義 ABS是英文Antilock Braking System的縮寫，即防抱死制動系統(tǒng)。本文從汽車防抱死制動系統(tǒng)的工作原理出發(fā)，分析了影響汽車制動的因素及制動過程中的運動情況。關鍵字: ABS控制器 滑移率 邏輯門限預測 SPCE061A 模塊化設計DESIGN OF ABS CONTROLLER BASED ON SPCE061AABSTRACT The Anti一lock Braking System(ABS) is a very important active safety technology. In this paper, the development, structure and operating principle of Anti一lock Braking System(ABS) is briefly introduced, then analyze the brake course of the motion. Forecast control technology is particularly introduced . The process of different parameters selected of the control and its advantages and disadvantages are analyzed. Finally choose reduce wheel speed, acceleration and slip ratio control parameters of logic threshold for control methods, as the paper design of the ABS controller control methods.Selecting SPCE061A microprocessor as the CPU of