專利名稱：電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于汽車上的電子控制裝置。更具體地說，它涉及一種電子機(jī) 械制動汽車上的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器。
背景技術(shù)：
電子機(jī)械制動系統(tǒng)(Electro-mechanical Brake，簡稱EMB)是一種新型汽車制 動系統(tǒng)，采用電機(jī)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來產(chǎn)生制動力，反應(yīng)速度更快，傳動效率更高，更容易集成 電子控制系統(tǒng)，符合汽車模塊化、集成化和機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng) (Vehicle Stability Control，簡稱VSC)是一種汽車主動安全系統(tǒng)，采用車載傳感系統(tǒng)對 車輛狀態(tài)以及駕駛員意圖等進(jìn)行識別，進(jìn)而對發(fā)動機(jī)扭矩、車輪制動力進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)控制， 實(shí)現(xiàn)對制動工況下車輪防抱死和穩(wěn)定性控制、驅(qū)動工況下驅(qū)動輪防滑和穩(wěn)定性控制以及轉(zhuǎn) 向工況下的穩(wěn)定性控制，使汽車的制動性、加速性和操縱穩(wěn)定性達(dá)到綜合最佳。EMB系統(tǒng)可 以提高車輛的制動性能，在車輪EMB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上集成VSC系統(tǒng)，能夠進(jìn)一步改善整車的操 縱穩(wěn)定性及主動安全性。電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制器是在電子機(jī)械制動汽車上實(shí)現(xiàn)車輛穩(wěn)定性控制 的核心部件，需要通過它來實(shí)時(shí)采集傳感器信號，運(yùn)行汽車穩(wěn)定性控制算法并對制動器、發(fā) 動機(jī)進(jìn)行控制。目前國內(nèi)外對電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的研究都處于控制原型開 發(fā)階段，未開發(fā)出相應(yīng)的硬件系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了進(jìn)一步改善整車的操縱穩(wěn)定性及主動安全性 提供了一種在采用電子機(jī)械制動系統(tǒng)的汽車上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，即提供了一 種電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的電子機(jī)械制動 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器包括單片機(jī)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制程序。所述的單片機(jī)系統(tǒng)包括 單片機(jī)、單片機(jī)的時(shí)鐘電路、單片機(jī)的復(fù)位電路、單片機(jī)的24 5V供電電路、5 12V供電 電路、5 15V供電電路、8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1、模擬輸入電路2、開關(guān)信號輸入電 路、方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路、8個結(jié)構(gòu)相同的脈沖輸入電路、CAN通信電路、串口通信電路 和模擬輸出電路。所述的單片機(jī)分別和單片機(jī)的時(shí)鐘電路、單片機(jī)的復(fù)位電路、單片機(jī)的24 5V供 電電路、8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1、模擬輸入電路2、開關(guān)信號輸入電路、方向盤轉(zhuǎn)角 信號輸入電路、8個結(jié)構(gòu)相同的脈沖輸入電路、CAN通信電路、串口通信電路與模擬輸出電 路為電線連接。5V 12V供電電路的輸入端與24 5V電源供電電路中的5V電壓的輸出 端VCC電線連接；5V 15V供電電路的輸入端與24 5V電源供電電路中的5V電壓的輸 出端VCC電線連接。所述的單片機(jī)是采用型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)。技術(shù)方案中所述的單片機(jī)與單片機(jī)的時(shí)鐘電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的EXTAL引腳同時(shí)和單片機(jī)的時(shí)鐘電路中的晶體振蕩器的一端、電 阻R14的一端及電容C30的一端電線連接，型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的XTAL引腳同 時(shí)和晶體振蕩器的另一端、電阻R14的另一端及電容C29的一端電線連接；所述的單片機(jī)與 單片機(jī)的復(fù)位電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的RESET引腳同時(shí)和電阻 R186的一端、電阻R164的一端、二極管Dl的正極與單片機(jī)的復(fù)位電路中的型號為MC34064 的低電壓復(fù)位芯片U27的RES引腳電線連接；所述的單片機(jī)與單片機(jī)的24 5V供電電路 電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的VDD引腳與單片機(jī)的24 5V供電電路中 輸出5V電壓的VCC端電線連接，單片機(jī)的24 5V供電電路的BATT_1+接線端接24V直流 電源的正極，BATT_1-接線端接24V直流電源的負(fù)極；所述的單片機(jī)與8個結(jié)構(gòu)相同的模擬 輸入電路1電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PADO、PAD 1、PAD2、PAD3、PAD4、 PAD5、PAD6與PAD7引腳分別和8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1中電阻R168的一端電線連 接。所述的單片機(jī)與模擬輸入電路2電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PAD8 引腳和模擬輸入電路2中電阻R43、電容C40與電阻R48的連接端電線連接；所述的單片機(jī) 與開關(guān)信號輸入電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PK0、PK1與PK2引腳 依次與開關(guān)信號輸入電路中型號為74HCT14的芯片U2的Υ6、Υ5與Υ4引腳電線連接；所述的 單片機(jī)與方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PAO ΡΑ7引腳依次和方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路中型號為74LS244的芯片1與型號為74LS244的 芯片2的1Υ1、1Υ2、1Υ3、1Υ4、2Υ1、2Υ2、2Υ3與2Υ4引腳電線連接；所述的單片機(jī)與8個結(jié)構(gòu) 相同的脈沖輸入電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΤ0、ΡΤ1、ΡΤ2與ΡΤ3 引腳依次和脈沖輸入電路中型號為74HCT14的芯片U8的YU Υ2、Υ3與Υ4引腳電線連接， 型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΤ4、ΡΤ5、ΡΤ6與ΡΤ7引腳依次與脈沖輸入電路中型號為 74HCT14的芯片U26的Yl、Υ2、Υ3與Υ4引腳電線連接；所述的單片機(jī)與CAN通信電路電線 連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的TXCANO、RXCANO引腳分別與CAN通信電路中型 號為PCA82C250的芯片U9的TXD和RXD引腳電線連接；所述的單片機(jī)與串口通信電路電線 連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的RXD1、TXDU TXDO與RXDO引腳依次與串口通 信電路中型號為MAX232的芯片TO的R10UT、T1IN、T2I N與R20UT引腳電線連接。所述的 單片機(jī)與模擬輸出電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PWM8引腳通過一 個PWM-DA串口與模擬輸出電路的輸入端DAIO電線連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性系統(tǒng)的控制器可以用于電子機(jī)械制動 汽車的制動系統(tǒng)的常規(guī)控制，采集制動踏板信號，并輸出控制指令給電機(jī)控制器，完成制動 過程；2.采用電子機(jī)械制動的汽車，在采用本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性系統(tǒng) 的控制器后，能有效抑制橫擺和側(cè)偏現(xiàn)象，提高汽車的操作穩(wěn)定性；3.修改本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性系統(tǒng)的控制器內(nèi)部的算法后，還可 實(shí)現(xiàn)ABS/TCS等其他控制功能，具有較好的擴(kuò)展性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明
圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的汽 車結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的時(shí)鐘電路的電路原理圖；圖4是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的復(fù)位電路的電路原理圖；圖5是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的24 5V供電電路的電路原理圖；圖6是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中5 12V供電電路的電路原理圖；圖7是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中5 15V供電電路的電路原理圖；圖8是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中模擬輸入電路1的電路原理圖；圖9是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中模擬輸入電路2的電路原理圖；圖10是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中開關(guān)信號輸入電路的電路原理圖；圖11是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中方向盤信號輸入電路的電路原理圖；圖12是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中脈沖輸入電路的電路原理圖；圖13是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中CAN通信電路的電路原理圖；圖14是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中串口通信電路的電路原理圖；圖15是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的單片機(jī)系統(tǒng) 中模擬輸出電路的電路原理圖；圖16表示的是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的控制 流程圖；圖中C3、C6、C23、C24、C26、C27、C29、C30、C 32、C36、C40、C48、C51 C55、C61、 C76、C77、C78、C80 C82、C98、CU9 與 CU28.電容，R6、R8、R14、R34、R38、R42、R43、R47、 R61 R63、R65、R70、R80、R86、R92、R141、R145、R164、R168 與 R186.電阻，U2、U5、U6、U8、 U9、U13、U20、U21、U24、U27、U1A、UlB 與 U22D.芯片，L5、L6.電感，D1、V3 V6. 二極管， Fl.保險(xiǎn)絲，XTAL1.晶體振蕩器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的描述
參閱圖1與圖2，圖1中是表示應(yīng)用本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系 統(tǒng)的控制器的汽車結(jié)構(gòu)示意圖，電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器作為整個系統(tǒng) 的核心，根據(jù)采集到的輪速、車輪制動壓力、車身縱向/側(cè)向加速度、車身橫擺角速度、方向 盤轉(zhuǎn)角等信號，運(yùn)行穩(wěn)定性控制系統(tǒng)控制算法以得到四個目標(biāo)制動壓力并將其傳給四個車 輪的電子機(jī)械制動系統(tǒng)的控制器(EMB控制器)，從而實(shí)現(xiàn)對制動壓力的調(diào)節(jié)。汽車穩(wěn)定性 控制系統(tǒng)(VSC)與車輪的電子機(jī)械制動系統(tǒng)的控制器之間信號的傳遞方式有二種選擇一 是通過模擬電壓信號，二是通過CAN總線將目標(biāo)壓力信號傳給車輪的電子機(jī)械制動系統(tǒng)的 控制器，以便于開發(fā)調(diào)試。在確定汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)控制算法(VSC控制算法)及傳感系 統(tǒng)配置的前提下提出了如圖2所示的本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的 控制器的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器由單片機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī) 控制程序和殼體三部分組成。計(jì)算機(jī)控制程序裝入單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)安裝在殼體里。單片機(jī)系統(tǒng)包括有24V直流電源、單片機(jī)、單片機(jī)的時(shí)鐘電路、單片機(jī)的復(fù)位電 路、單片機(jī)的24 5V供電電路、8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1、模擬輸入電路2、開關(guān)信 號輸入電路、方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路、8個結(jié)構(gòu)相同的脈沖輸入電路、CAN通信電路、串口 通信電路和模擬輸出電路。單片機(jī)分別與單片機(jī)的時(shí)鐘電路、單片機(jī)的復(fù)位電路、單片機(jī)的 24 5V供電電路、8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1、模擬輸入電路2、開關(guān)信號輸入電路、方 向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路、8個結(jié)構(gòu)相同的脈沖輸入電路、CAN通信電路、串口通信電路和模 擬輸出電路之間為電線連接。5V 12V供電電路中的型號為NR5S12的穩(wěn)壓芯片U20的1+ 引腳與24 5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC電線連接，5V 15V供電電路中的 NR5S15的穩(wěn)壓芯片U21的1+引腳與24 5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC電線 連接。實(shí)施例中的單片機(jī)系統(tǒng)采用型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)。參閱圖3，圖中所示的是單片機(jī)系統(tǒng)中型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的時(shí)鐘電 路，使用了 8MHz的晶體振蕩器XTAL1、去耦電容C29、去耦C30和一個分壓電阻R14，它是型 號為MC9S12XDP512的單片機(jī)工作的內(nèi)部總線時(shí)鐘。圖中8MHz的晶體振蕩器XTALl的一端 同時(shí)與型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的EXTAL引腳、阻值為10ΜΩ的電阻R14的一端及容 抗為30pF的電容C30的一端電線連接，8MHz的晶體振蕩器XTALl的另一端同時(shí)與型號為 MC9S12XDP512的單片機(jī)的外部晶振輸入XTAL引腳、電阻R14的另一端及阻值為30pF的電 容C29的一端電線連接，電容C30的另一端同時(shí)與地線及電容C29的另一端電線連接。參閱圖4，圖中所示的是型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的復(fù)位電路，其中使用了 型號為MC34064的低電壓復(fù)位芯片U27，它可以在低壓情況下產(chǎn)生一個復(fù)位信號，也可以通 過復(fù)位按鍵Sl產(chǎn)生可靠的復(fù)位信號，有利于型號為MC34064的低電壓復(fù)位芯片U27的穩(wěn)定 復(fù)位。復(fù)位按鍵動作時(shí)，可能會在復(fù)位腳上產(chǎn)生負(fù)的感應(yīng)電勢，所以給復(fù)位按鍵Sl串接電 阻R186并反向并聯(lián)一個二極管Dl以保護(hù)芯片。型號為MC34064的低電壓復(fù)位芯片U27的 RESET引腳同時(shí)和MC9S12XDP512的單片機(jī)的RESET引腳、阻值為100 Ω的電阻R186的一 端、阻值為4. 7k Ω的電阻R164的一端與二極管Dl的正極電線連接，電阻R164的另一端和 二極管Dl的負(fù)極同時(shí)連接VCC，電阻R186的另一端通過一個復(fù)位按鍵Sl接入地線，型號為 MC34064的低電壓復(fù)位芯片U27的Vin引腳連接VCC，GND引腳連接地線。
參閱圖5，圖中所示的是單片機(jī)系統(tǒng)中型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的24 5V電源供電電路，使用了型號為LM2576S-5. 0的穩(wěn)壓芯片U13，它可產(chǎn)生5V的電壓，電路 中還并聯(lián)使用了電容C77、電容C78、電容C80、電容C81與電容C82以穩(wěn)定電壓和濾除噪 聲，減小外部電源電壓波動對供電電路的影響；二極管V6為LED燈管，做電源指示燈。型 號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的24 5V供電電路的BATT_1_接線端接外部電源的負(fù)極， BATT_1+接線端接外部電源的正極，輸出端VCC即型號為LM2576S-5. 0的穩(wěn)壓芯片U13的 4號引腳、電容C82、電阻R86和電感L6的連接端輸出5V穩(wěn)定電壓，輸出端VCC與型號為 MC9S12XDP512的單片機(jī)的VDD引腳電線連接。參閱圖6，圖中所示的為單片機(jī)系統(tǒng)中5 12V供電電路。5V 12V供電電路 中使用了型號為NR5S12的穩(wěn)壓芯片U20，型號為NR5S12的穩(wěn)壓芯片的1+引腳與大小為 0. IyF的電容⑶9的一端電線連接24 5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC，型 號為NR5S12的穩(wěn)壓芯片的I-與大小為0. 1 μ F的電容⑶9的另一端同時(shí)接地線，型號為 NR5S12的穩(wěn)壓芯片的0-引腳接地線、型號為NR5S12的穩(wěn)壓芯片的0+引腳輸出12V電勢。參閱圖7，圖中所示的為單片機(jī)系統(tǒng)中5 15V供電電路。5V 15V供電電路 中使用了型號為NR5S15的穩(wěn)壓芯片U21，型號為NR5S15的穩(wěn)壓芯片的1+引腳與大小為 0. 1 μ F的電容⑶28的一端電線連接24 5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC，型 號為NR5S15的穩(wěn)壓芯片的I-與大小為0. 1 μ F的電容⑶28的另一端同時(shí)接地線，型號為 NR5S15的穩(wěn)壓芯片的0-引腳接地線、型號為NR5S15的穩(wěn)壓芯片的0+引腳輸出15V電勢。參閱圖8，圖中所示的為單片機(jī)系統(tǒng)中的模擬輸入電路1。單片機(jī)系統(tǒng)中共采用了 8個結(jié)構(gòu)完全相同的模擬輸入電路1，它們分別被稱為0號模擬輸入電路1、1號模擬輸入電 路1、2號模擬輸入電路1、3號模擬輸入電路1、4號模擬輸入電路1、5號模擬輸入電路1、6 號模擬輸入電路1與7號模擬輸入電路1。8個結(jié)構(gòu)完全相同的模擬輸入電路1中的電阻 R168與R65起分壓作用，模擬輸入電路1中的其它電阻與電容組成的濾波電路，能夠?yàn)V除外 部干擾信號。型號為 MC9S12XDP512 的單片機(jī)的 PADO、PAD 1、PAD2、PAD3、PAD4、PAD5、PAD6、 PAD7引腳分別和0號模擬輸入電路1、1號模擬輸入電路1、2號模擬輸入電路1、3號模擬輸 入電路1、4號模擬輸入電路1、5號模擬輸入電路1、6號模擬輸入電路1與7號模擬輸入電 路1中電阻R168的一端(輸出端)電線連接，0號模擬輸入電路1、1號模擬輸入電路1、2 號模擬輸入電路1、3號模擬輸入電路1、4號模擬輸入電路1、5號模擬輸入電路1、6號模擬 輸入電路1與7號模擬輸入電路1中電阻R42和電容C48相連接端(輸入端)分別和電子 制動踏板角位移傳感器、電子油門踏板位置傳感器、側(cè)向/縱向加速度傳感器與橫擺角速 度傳感器的引腳電線連接，分別輸入制動踏板位移模擬信號、加速踏板模擬信號、縱向加速 度模擬信號、縱向加速度名義值模擬信號、側(cè)向加速度模擬信號、側(cè)向加速度名義值模擬信 號、橫擺角速度模擬信號與橫擺角速度名義值模擬信號。參閱圖9，圖中所示的為單片機(jī)系統(tǒng)中的模擬輸入電路2。模擬輸入電路2中的電 阻與電容組成了濾波電路，能夠?yàn)V除外部干擾信號。型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PAD8 引腳和模擬輸入電路2中電阻R43、電容C40與電阻R48的連接端(輸出端)電線連接，電 阻R38與電容C32連接端(輸入端)和電子制動踏板力傳感器電線連接，輸入電子制動踏 板力模擬信號。參閱圖10，圖中所示的是單片機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)字信號接口電路即開關(guān)信號輸入電路，開關(guān)信號輸入電路使用了型號為74HCT14的芯片。開關(guān)信號輸入電路中型號為74HCT14 的芯片U2的Y6、Y5、Y4三個引腳依次與型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΚ0、ΡΚ1、ΡΚ2引 腳電線連接，型號為74HCT14的芯片U2的Α6、Α5與Α4三個引腳分別通過一個濾波電路和 開關(guān)的引腳電線連接，輸入三個開關(guān)信號，和型號為74HCT14的芯片U2的Α6、Α5與Α4三個 引腳分別連接的是結(jié)構(gòu)相同的濾波電路，即由三套電阻R6、電阻R8、電阻R34、電容C3與電 容C6組成的濾波電路。所述的型號為74HCT14的芯片U2的Α6、Α5與Α4引腳分別通過一 個濾波電路和開關(guān)的引腳電線連接是指每個濾波電路中的電阻R6、電阻R8與電容C3連 接端(輸入端)和開關(guān)的引腳電線連接。參閱圖11，圖中所示的是單片機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)字信號接口電路即方向盤轉(zhuǎn)角信號輸 入電路，方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路采用了兩個型號為74LS244的單向緩沖驅(qū)動芯片和三個 型號為74HCT14的芯片，型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PAO ΡΑ7引腳依次和型號為 74LS244 的芯片 1 與型號為 74LS244 的芯片 2 的 1Υ1、1Υ2、1Υ3、1Υ4、2Υ1、2Υ2、2Υ3 與 2Υ4 引腳 電線連接，即型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PAO引腳和型號為74LS244的芯片1與型號 為74LS244的芯片2的IYl引腳電線連接，型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PAl引腳和型
號為74LS244的芯片1與型號為74LS244的芯片2的1Υ2引腳電線連接，依此類推......，
型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΑ7引腳和型號為74LS244的芯片1與型號為74LS244的 芯片2的2Υ4引腳電線連接。型號為74LS244的芯片1的1Α1、1Α2、1Α3、1Α4、2Α1、2Α2、2Α3 與2Α4引腳依次和型號為74HCT14的芯片1的Yl Υ6與型號為74HCT14的芯片3的Υ3、 Υ4引腳電線連接，型號為74LS244的芯片2的1Α1、1Α2、1Α3、1Α4、2Α1、2Α2、2Α3與2Α4引腳 依次和型號為74HCT14的芯片2的Yl Υ6與型號為74HCT14的芯片3的Υ5、Υ6引腳電 線連接，最后型號為74HCT14的芯片1的Al Α6引腳、型號為74HCT14的芯片2的Al Α6引腳和型號為74HCT14的芯片3的A3 Α6引腳分別和濾波電路的輸出端即電阻R145 與電容C76的連接端電線連接，通過16個結(jié)構(gòu)相同的濾波電路輸入16路方向盤轉(zhuǎn)角信號。 16個結(jié)構(gòu)相同的濾波電路的輸入端即電阻R145、電阻R141與電容C61的連接端和方向盤 轉(zhuǎn)角傳感器的引腳電線連接。參閱圖12，圖中所示的是單片機(jī)系統(tǒng)中的脈沖輸入電路，脈沖輸入電路包含 濾波電路并使用了型號為74HCT14的芯片U8進(jìn)行信號整形和提高驅(qū)動能力。型號為 MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΤ0、ΡΤ1、ΡΤ2、ΡΤ 3、ΡΤ4、ΡΤ5、ΡΤ6與ΡΤ7引腳與脈沖輸入電路電 線連接。型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΤ0、ΡΤ1、ΡΤ2、ΡΤ3四個引腳依次與一個型號為 74HCT14的芯片U8的Υ1、Υ2、Υ3、Υ4引腳電線連接，型號為74HCT14的芯片U8的Α1、Α2、Α3、 Α4引腳分別通過一個濾波電路輸入四個輪速信號，即分別通過脈沖輸入電路中的電阻R62 與輪速傳感器電線連接。型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΤ4、ΡΤ5、ΡΤ6與ΡΤ7四個引腳 依次與一個型號為74HCT14的芯片U26的Yl、Υ2、Υ3與Υ4引腳電線連接，型號為74HCT14 的芯片U26的Al、Α2、A3與Α4引腳分別連接一個濾波電路，作為四個備用信號的輸入端。參閱圖13，圖中所示的為單片機(jī)系統(tǒng)中的CAN通信電路。CAN收發(fā)器采用型號 為PCA82C250的芯片U9作為CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。它對總線提供差 動發(fā)送能力并對CAN協(xié)議控制器提供差動接收能力，其最高的通訊速率為1Mbps。型號為 MC9S12XDP512的單片機(jī)的TXCANO、RXCANO引腳分別與型號為PCA82C250的芯片U9的TXD 和RXD電線連接，型號為PCA82C250的芯片U9的CANH引腳與電阻R70的一端和CAN_H總線電線連接，型號為PCA82C250的芯片U9的CANL引腳與電阻R70的另一端和CAN_L總線 電線連接。參閱圖14，圖中所示的為單片機(jī)系統(tǒng)中的串口通信電路，采用了型號為MAX232 的芯片U5，實(shí)現(xiàn)型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)與外部設(shè)備之間的串行通信功能。型號為 MC9S12XDP512的單片機(jī)的RXD1、TXDU TXDO, RXDO引腳依次與型號為MAX232的芯片U5的 RlOUT、T1IN、T2IN、R20UT 引腳電線連接。參閱圖15，圖中所示的為單片機(jī)系統(tǒng)中的模擬輸出電路，模擬輸出電路使用了型 號為LM2904的芯片UlA與型號為LM2940的穩(wěn)壓芯片UlB和型號為CD4050的緩沖器U22D， 型號為⑶4050的芯片U22D增加了單片機(jī)輸出能力，電阻R33與電容C21構(gòu)成低通濾波電 路，型號為LM2904的芯片UlB是電壓跟隨器，進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換，使得輸入阻抗非常大，輸出阻 抗非常小，型號為LM2904的芯片UlA起運(yùn)放功能。型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PWM8 引腳通過一個PWM-DA串口與一個模擬輸出電路的輸入端(DAIO)電線連接，這個模擬輸出 電路的輸出端(DAOUTO)與電子油門控制器電線連接，以模擬電壓的形式輸出信號給電子 油門控制器。電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器的控制原理參閱圖16，圖中表示的是本發(fā)明所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制 器的控制流程。裝入單片機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制程序首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括對各個寄 存器和標(biāo)志單元的初始化、對內(nèi)存區(qū)的初始化、對I/O和各系統(tǒng)參數(shù)的初始化等。然后進(jìn)行 自檢，如果電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器自身存在問題則點(diǎn)亮報(bào)警燈并退出 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)控制，如果自檢通過則讀取輪速、橫擺角速度、方向盤轉(zhuǎn)角等傳 感器信號，并依此估算車輛狀態(tài)，判斷是否需要進(jìn)行汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)控制。如果 不需要汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)控制，則繼續(xù)執(zhí)行自檢程序，如果需要汽車穩(wěn)定性控制 系統(tǒng)(VSC)控制則根據(jù)不同的工況和任務(wù)調(diào)用不同的子程序。當(dāng)進(jìn)行汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)控制時(shí)，首先判斷汽車的橫擺角速度或質(zhì)心側(cè) 偏角是否超過了設(shè)定的門限值。如果沒有，則根據(jù)電子制動踏板信號及電子油門位置信號 判斷是制動還是驅(qū)動。如果制動，且車速大于5km/h時(shí)，執(zhí)行ABS子程序，反之按電子制動 踏板的輸入控制制動壓力；如果處于驅(qū)動工況，執(zhí)行ASR子程序；當(dāng)汽車的橫擺角速度或質(zhì) 心側(cè)偏角超過了設(shè)定的門限值，且車速大于15km/h時(shí)，如果是制動工況且滑移率大于ABS 設(shè)定門限值時(shí)，執(zhí)行ABS子程序，其他情況執(zhí)行汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)子程序。綜上所 述，在此汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)程序中，采用優(yōu)先級方式協(xié)調(diào)各子程序，汽車制動防抱 死系統(tǒng)(ABS)、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)、汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)的優(yōu)先級依次遞減。
權(quán)利要求
一種電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其包括單片機(jī)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制程序，其特征在于，所述的單片機(jī)系統(tǒng)包括單片機(jī)、單片機(jī)的時(shí)鐘電路、單片機(jī)的復(fù)位電路、單片機(jī)的24～5V供電電路、5～12V供電電路、5～15V供電電路、8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1、模擬輸入電路2、開關(guān)信號輸入電路、方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路、8個結(jié)構(gòu)相同的脈沖輸入電路、CAN通信電路、串口通信電路和模擬輸出電路；所述的單片機(jī)分別和單片機(jī)的時(shí)鐘電路、單片機(jī)的復(fù)位電路、單片機(jī)的24～5V供電電路、8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1、模擬輸入電路2、開關(guān)信號輸入電路、方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路、8個結(jié)構(gòu)相同的脈沖輸入電路、CAN通信電路、串口通信電路與模擬輸出電路為電線連接；5V～12V供電電路的輸入端與24～5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC電線連接，5V～15V供電電路的輸入端與24～5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC電線連接；所述的單片機(jī)是采用型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)。
2.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與單片機(jī)的時(shí)鐘電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的EXTAL 引腳同時(shí)和單片機(jī)的時(shí)鐘電路中的晶體振蕩器(XTALl)的一端、電阻R14的一端及電容C30 的一端電線連接，型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的XTAL引腳同時(shí)和晶體振蕩器(XTALl) 的另一端、電阻R14的另一端及電容C29的一端電線連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與單片機(jī)的復(fù)位電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的RESET 引腳同時(shí)和電阻R186的一端、電阻R164的一端、二極管Dl的正極與單片機(jī)的復(fù)位電路中 的型號為MC34064的低電壓復(fù)位芯片U27的RES引腳電線連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與單片機(jī)的24 5V供電電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī) 的VDD引腳與單片機(jī)的24 5V供電電路中輸出5V電壓的VCC端電線連接，單片機(jī)的24 5V供電電路的BATT_1+接線端接24V直流電源的正極，BATT_1-接線端接24V直流電源的 負(fù)極。
5.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與8個結(jié)構(gòu)相同的模擬輸入電路1電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單 片機(jī)的PADO、PAD1、PAD2、PAD3、PAD4、PAD5、PAD6與PAD7引腳分別和8個結(jié)構(gòu)相同的模擬 輸入電路1中電阻R168的一端電線連接；所述的單片機(jī)與模擬輸入電路2電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的 PAD8引腳和模擬輸入電路2中電阻R43、電容C40與電阻R48的連接端電線連接。
6.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與開關(guān)信號輸入電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΚ0、 PKl與PK2引腳依次與開關(guān)信號輸入電路中型號為74HCT14的芯片U2的Y6、Y5與Υ4弓丨腳 電線連接。
7.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī) 的PAO ΡΑ7引腳依次和方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路中型號為74LS244的芯片1與型號為 74LS244 的芯片 2 的 1Υ1、1Υ2、1Υ3、1Υ4、2Υ1、2Υ2、2Υ3 與 2Υ4 引腳電線連接。
8.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與8個結(jié)構(gòu)相同的脈沖輸入電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片 機(jī)的ΡΤ0、ΡΤ1、PT2與ΡΤ3引腳依次和脈沖輸入電路中型號為74HCT14的芯片U8的Υ1、Υ2、 Υ3與Υ4引腳電線連接，型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的ΡΤ4、ΡΤ5、ΡΤ6與ΡΤ7引腳依次與 脈沖輸入電路中型號為74HCT14的芯片U26的Yl、Υ2、Υ3與Υ4引腳電線連接。
9.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在于， 所述的單片機(jī)與CAN通信電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的TXCAN0、 RXCANO引腳分別與CAN通信電路中型號為PCA82C250的芯片U9的TXD和RXD引腳電線連 接。
10.按照權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其特征在 于，所述的單片機(jī)與串口通信電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的RXD1、 TXDU TXDO與RXDO引腳依次與串口通信電路中型號為MAX232的芯片U5的RlOUT、T1IN、 T2IN與R20UT引腳電線連接；所述的單片機(jī)與模擬輸出電路電線連接是指型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)的PWM8 引腳通過一個PWM-DA串口與一個模擬輸出電路的輸入端DAIO電線連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子機(jī)械制動汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的控制器，其包括單片機(jī)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制程序。單片機(jī)系統(tǒng)包括單片機(jī)、單片機(jī)的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、24～5V供電電路、5～12V供電電路、5～15V供電電路、模擬輸入電路1、模擬輸入電路2、開關(guān)信號輸入電路、方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入電路、脈沖輸入電路、CAN通信電路、串口通信電路和模擬輸出電路。5V～12V供電電路的輸入端與24～5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC電線連接；5V～15V供電電路的輸入端與24～5V電源供電電路中的5V電壓的輸出端VCC電線連接。單片機(jī)分別和其他各電路為電線連接。所述的單片機(jī)是采用型號為MC9S12XDP512的單片機(jī)。
文檔編號G05B19/048GK101962010SQ20101050616
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者劉廣輝, 夏鵬飛, 張建, 李靜, 楊坤, 王夢春, 魏青 申請人:吉林大學(xué)