引言

   汽车制动性能的好坏,主要从以下3方面进行评价: 1)制动效能,即制动距离与制动减速度; 2)制动效能的恒定性,即抗热或水衰退性能; 3)制动时汽车的方向稳定性,即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。

   通常,汽车在制动过程中存在着两种力:一种是制动器摩擦片与制动鼓或制动盘之间产生的摩擦阻力,这种阻力称为制动系统的阻力,由于它提供制动时的制动力, 因此也称为制动系制动力;另一种力是轮胎与道路表面之间产生的摩擦阻力,也称为轮胎- 道路附着力。如果制动系制动力小于轮胎- 道路附着力,则汽车制动时会保持稳定状态;反之,如果制动系制动力大于轮胎- 道路附着力,则汽车制动时会出现车轮抱死。如果前轮抱死,汽车基本上沿直线向前行驶,汽车处于稳定状态,但汽车失去转向控制能力,这样驾驶员制动过程中躲避障碍物、行人以及在弯道上所应采取的必要的转向操纵控制等就无法实现。如果后轮抱死,汽车的制动方向稳定性变差,在很小的侧向干扰力下,汽车就会发生甩尾,甚至调头等危险现象。尤其是在某些恶劣路况下,诸如路面湿滑或有冰雪,车轮抱死将难以保证汽车的行车安全。另外,由于制动时车轮抱死,从而导致局部急剧摩擦,将会大大降低轮胎的使用寿命。

1 ABS工作原理

   汽车防抱死制动系统ABS (Anti - Lock BrakingSystem)是指在制动过程中,通过控制作用于车轮制动分泵上的制动管路压力,自动调节车轮制动力,防止车轮抱死以取得最佳制动效能的电子装置,ABS是目前世界上普遍公认的提高汽车制动安全性的有效措施之一。

2 基于MC9S12DP256芯片的液压ABS系统

    液压ABS系统主要应用于轿车、微型车与轻型车制动系统。与气动ABS系统不同,大部分液压ABS系统的控制器与调节器是一个集成的系统,尽管制造难度较大,但由于近年国内轿车市场的发展和对交通安全的要求的提高,液压ABS系统越来越受到厂家的关注,许多厂家纷纷开始进行液压ABS系统的开发。

  飞思卡尔半导体公司(原摩托罗拉半导体部)的MC9S12DP256芯片是以速度很高的CPU12内核(Star Core)为核心的单片机,总线速度达 25MHz.MC9S12DP256单片机由标准片上外围设备组成,包括一个16 位中央处理器(HCS12CPU) 、256K字节的Flash, 4K的EEPROM 、12K字节的RAM。5路CAN总线,温度适用范围为- 40～125 ℃,采用5 V供电,主要用于工业控制,特别适合用在汽车上。基于MC9S12DP256控制的液压ABS系统配置框图如图1所示。

   由于MC9S12DP256 芯片的总线内置,抗干扰能力特别强,使用自动编程/擦除算法,提高了性能,而扩展的指令集和寻址模式提高了编码效率,背景调试模式模块(Background DebuggingMode, BDM)能够允许全速在线仿真。另外,利用CodeWarrior集成开发环境(Integrated Development Environment,IDE),通过后台调试方式(Background debug mode, BDM) ,下载控制程序和修改相关参数,在不干扰目标程序运行情况下,实时监测各寄存器和存储器,实现了控制程序的板上在线调试,从而提高了集成系统的开发效率和试验的方便性,可以大大缩短试验周期。