專利名稱：一種基于單片機的制動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到汽車制動控制領域，尤其涉及一種基于MC9S12XS單片機的制動控制裝置。
背景技術：
汽車的制動系統(tǒng)是汽車主動安全的重要部分之一，是保證汽車安全行駛的關鍵系統(tǒng)，隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對制動的敏捷性，可靠性的要求越來越高。同時，制動結(jié)束時，能夠使制動摩擦塊迅速回位，減少制動拖滯，對提高汽車燃油經(jīng)濟性也具有重要意義。目前汽車電子控制技術不斷的發(fā)展，已經(jīng)成為區(qū)分高低檔車的重要標志。在汽車的四大部分中，電器設備已經(jīng)越來越重要，各種傳感器，信號處理元件充滿著整個車身，像ABS、EBD、ASR、EMS等技術都依賴于電子設備的精準控制。制動系統(tǒng)采用電子控制可以使得制動迅速，防止制動拖滯，節(jié) 約成本，合理的控制能夠極大的提高汽車的安全性和可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種基于單片機的汽車制動控制裝置。由于它改變了傳統(tǒng)制動器通過制動液壓力產(chǎn)生制動的方法，從而使得制動更加敏捷，有效防止了制動拖滯，更準確的反應了駕駛員的制動意圖。該裝置通過MC9S12XS單片機來接受各種傳感器單元采集到的電信號，然后通過單片機按照相應的規(guī)則進行處理，將處理后的制動控制電信號傳送給制動驅(qū)動電路。再由驅(qū)動電路帶動制動系統(tǒng)，由于電信號傳輸速率快，從而可以達到迅速制動，迅速解除制動的目的。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案予以實現(xiàn):一種基于單片機的制動控制裝置，包括汽車的制動踏板、車載電腦、車速傳感器、制動器及其制動驅(qū)動單元，其中，車載電腦與驅(qū)動單元相連接；其特征在于，在制動踏板上安裝有位置傳感器，制動器的摩擦塊上安裝有摩擦塊位置傳感器，車載電腦上還連接有控制器，車速傳感器和位置傳感器分別與控制器連接，控制器與車載電腦相連；控制器、車速傳感器、位置傳感器和制動驅(qū)動單元由電源供電。本實用新型的其他特點是:所述的車載電腦選用MC9S12XS單片機。所述的控制器采用MC9S12XS256MAL單片機。本實用新型的基于MC9S12XS單片機的制動控制裝置，根據(jù)各個傳感器單元所采集的車輪運行狀態(tài)以及駕駛員踩制動踏板的輸入信號，判斷駕駛員的制動意圖，并根據(jù)傳感器的反饋信號對制動力大小進行調(diào)整，具有制作方便，電路簡單，響應快速，控制準確，成本低等特點。

圖1為電子制動控制系統(tǒng)組成示意圖；[0011]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)硬件框圖；圖3為LM324管腳連接圖；圖4為穩(wěn)壓電路原理圖；圖5為系統(tǒng)程序的軟件功能結(jié)構(gòu)以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明
具體實施方式
參照圖1，摩擦塊的位移量、車輪的運行狀況、電子制動控制、驅(qū)動電路、驅(qū)動電機和摩擦塊位置傳感器構(gòu)成了電子制動控制系統(tǒng)，制動力大小的期望值、摩擦塊位置傳感器和車輪的運行狀況作為電子制動控制的輸入，電子制動控制的輸出通過驅(qū)動電路控制驅(qū)動電機，構(gòu)成閉環(huán)控制。當駕駛員踩下制動踏板，根據(jù)踩踏板力的大小，將駕駛員的制動意圖以電壓的形式傳遞給控制單元，控制單元對信號分析并控制制動器摩擦塊動作，產(chǎn)生制動。同時，對比制動踏板的電壓升降趨勢和摩擦塊位置傳感器傳來的反饋信號，制動控制系統(tǒng)不斷調(diào)節(jié)摩擦塊的位移量，完全體現(xiàn)駕駛員的制動意圖。參照圖2，本實施例給出一種基于單片機的制動控制裝置，包括制動踏板、車載電腦、摩擦塊位置傳感器、車速傳感器，制動摩擦塊及摩擦塊驅(qū)動單元。其中，在制動踏板上安裝有位置傳感器，摩擦塊上安裝有位置傳感器。車載電腦與驅(qū)動單元相連接。此外，車載電腦上還連接有控制器，車速傳感器、位置傳感器。同時這些也分別與控制器連接，控制器與車載電腦相連；控制器、車速傳感器、位置傳感器和制動驅(qū)動單元由電源供電。電源由車載電池提供，各個傳感器和控制器分別使用5V直流電，各個傳感器會實時監(jiān)控汽車的各種信息，包括駕駛員給予的信息已經(jīng)車輛本身的運行信息，然后將采集到的各種信息全面而準確的傳送到控制器中?？刂破鞑捎肕C9S12XS256MAL單片機，其包含高性能、低功耗的8位微處理器，先進的RISC結(jié)構(gòu)，256字節(jié)的EEPROM可擦寫10，000次，四通道PWM，8路10位ADC。 MC9S12XS256MAL單片機首先將接受到的信息進行放大處理，傳送給車載電腦(ECU)。車載電腦采用Freescal e公司生產(chǎn)的MC9S12XS單片機，對MC9S12XS256MAL單片機所傳送過來的車輛運行信息進行快速準確的處理，然后向制動驅(qū)動單元輸出處理后的控制信號。制動驅(qū)動單元采用與制動系統(tǒng)相連接的直流電機完成。直流電機的轉(zhuǎn)軸連接一個變速齒輪，通過齒輪又與制定摩擦塊通過齒輪齒條捏合，由此可以控制制動摩擦塊進行移動，可是實現(xiàn)摩擦塊不同速率的壓緊或者解壓，由此可以根據(jù)不同狀況實現(xiàn)快速制動快速解除制動。參照圖3，MC9S12XS256MAL單片機首先要實現(xiàn)對于傳感器采集到的信號進行放大，因此采用LM324四運放運算放大器實現(xiàn)對信號的放大處理，其中PA0-PA7以及PB0-PB7分別接收各個傳感器經(jīng)過放大后的信號。經(jīng)過放大后的信號傳送給車載電腦(ECU)也就是MC9S12XS單片機，MC9S12XS單片機根據(jù)已經(jīng)儲存的信息與采集到的信息進行對比，從而確定駕駛員的制動意圖，然后根據(jù)已經(jīng)設定的數(shù)據(jù)來輸出信號給制動器的摩擦塊。參照圖4，制動驅(qū)動單元采用的是12V直流穩(wěn)壓電源供電，由于在電機的使用過程中，可能造成電池電壓出現(xiàn)波動，電源的最低使用閥值為6V和電池的記憶效應；由于電子制動本身的目標功能之一就是節(jié)能，電能的利用效率愈顯得非常重要，所以為了盡可能的延長蓄電池的使用時間，提高蓄電池的可利用率，所以在選擇電源管理芯片的時候必須選擇低壓差、高效率的芯片。本文選用7805穩(wěn)壓芯片作為5V的供電電源。參照圖5，制動驅(qū)動單元要求制動閥具有較快的響應性、良好的穩(wěn)定性和良好的位置跟隨性。車載電腦(ECU)的軟件設計要綜合考慮以上要求，因此軟件設計對控制結(jié)果有決定性影響。軟件主要包括控制功能和通信功能。控制程序的結(jié)構(gòu)和控制算法的設計直接影響控制效果?？刂七^程中，為了提高響應性，就需要提高采樣頻率，加快運算速度；提高穩(wěn)定性就要求采樣信號準確可靠，減少干擾的影響；提高控制的精確性需要閉環(huán)控制，對控制結(jié)果進行反饋。此外，為了能實時檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，分析控制效果，對系統(tǒng)故障進行診斷報警，需要具有通信功能，因此開發(fā)了串行通信程序。
權(quán)利要求1.一種基于MC9S12XS單片機的制動控制裝置，包括汽車的制動踏板、車載電腦、車速傳感器、制動器及其制動驅(qū)動單元，其中，車載電腦與驅(qū)動單元相連接；其特征在于，在制動踏板上安裝有位置傳感器，制動器的摩擦塊上安裝有摩擦塊位置傳感器，車載電腦上還連接有控制器，車速傳感器和位置傳感器分別與控制器連接，控制器與車載電腦相連；控制器、車速傳感器、位置傳感器和制動驅(qū)動單元由電源供電。
2.如權(quán)利要求1所述的基于MC9S12XS單片機的制動控制裝置，其特征在于，所述的車載電腦選用MC9S12XS單片機。
3.如權(quán)利要求1所述的基于MC9S12XS單片機的節(jié)氣門控制裝置，其特征在于，所述的控制器采用MC9S12XS256MAL單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種基于MC9S12XS單片機的制動控制裝置，包括汽車的制動踏板、車載電腦、車速傳感器、制動器及其制動驅(qū)動單元，其中，車載電腦與驅(qū)動單元相連接；在制動踏板上安裝有位置傳感器，制動器的摩擦塊上安裝有摩擦塊位置傳感器，車載電腦上還連接有控制器，車速傳感器和位置傳感器分別與控制器連接，控制器與車載電腦相連；控制器、車速傳感器、位置傳感器和制動驅(qū)動單元由電源供電。具有制作方便，電路簡單，響應快速，控制準確，成本低等特點。
文檔編號B60L7/00GK203020094SQ20122060570
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者趙含雪, 王金洋, 張楚 申請人:長安大學