陳銀 農棉庚

摘要：伴隨著社會經濟的發(fā)展與進步，汽車已經成為人們重要出行工具，法律法規(guī)對汽車安全性提出了更嚴格要求。汽車穩(wěn)定性的核心是現(xiàn)代化制動性能，以往液壓制動系統(tǒng)因為制動響應緩慢、管路較多、制動液泄露導致環(huán)境污染，難以滿足國內汽車制動發(fā)展要求。而CAN總線有著較強的實時性與糾錯能力、高通信效率與容錯性，且滿足差分收發(fā)與高干擾環(huán)境傳輸要求，成為線控制動核心通信。就此，筆者結合實踐研究，就CAN總線的汽車電子機械制動系統(tǒng)設計進行簡要分析。

關鍵詞：CAN總線；汽車電子機械制動；系統(tǒng)設計

電子機械制動是以線控技術為核心，通過中心控制單元展開電子制動踏板與傳感器信號搜集，是基于控制算法得到的目標制動力。隨后，借助總線展開信號輸送讓制動執(zhí)行機構運動?，F(xiàn)如今，電子機械制動已經成為汽車制動業(yè)發(fā)展主流方向。將CAN總線應用于汽車電子機械制動系統(tǒng)設計有助于電子機械制動控制，降低操作困難性，增強駕駛舒適性。

一、汽車系統(tǒng)設計方案

（一）汽車電子機械制動系統(tǒng)結構

汽車電子機械制動系統(tǒng)分為車輪制動與能源管理、ECU、電子制動踏板。其中，電子制動踏板由分為感覺模擬器、位移傳感器、制動踏板。電子制動踏板的位移傳感器接收駕駛員腳部踏板位移信號，傳輸至ECU再展開數(shù)據(jù)處理，完成電動機力矩控制。

（二）系統(tǒng)方案設計

汽車在制動過程中時常發(fā)生制動滯后現(xiàn)象，所以在制動時駕駛員踩下踏板，踏板位移傳感器快速判斷車輪制動狀態(tài)，實現(xiàn)快速反應。汽車車輪制動器具有獨立性，通過快速信息輸送的車載網(wǎng)絡集中控制，增強安全穩(wěn)定性。

二、汽車電子機械制動系統(tǒng)硬件電路設計

（一）硬件電路設計

汽車電子機械制動系統(tǒng)工作環(huán)節(jié)有：駕駛員踩下制動踏板，踏板位移傳感器結合位移信號判斷駕駛員制動目的，將分析結果傳輸至ECU，展開信號處理。信號不僅控制電動機力矩輸出，還讓執(zhí)行機構生成制動力并控制車輪。車輪制動狀態(tài)關系著車輪轉向擺角以及與路面的摩擦數(shù)值。因此，各車輪應單獨安裝傳感器與制動器，保證制動回路獨立性、閉環(huán)。汽車電子制動系統(tǒng)的核心為ECU，具有傳感器信號接收功能，展開信號處理與研究。接收的信號不僅包含脈沖信號，還有模擬信號。電動機驅動設備包含驅動芯片與外圍設備。電動機驅動設備不僅需要滿足電子機械制動系統(tǒng)對其性能要求，還要滿足電動機運行要求以及抗干擾性。文章中ECU選擇S3C2410處理設備，其處理設備選擇REIC體系結構，頻率達到203MHz，具有功能消耗低、性能高的特點，串行接口豐富，有利于接入CAN控制設備。

（二）CAN總線通信電路

CAN總線通信電路分為接發(fā)器、微控制器、CAN控制器，芯片選擇SJA1000、CTM1050T、AT89C52。其中，CTM1050T芯片是達到DC2500V電器隔離的接收發(fā)器芯片，能夠防止浪涌、干擾形成的構件故障與總線錯誤不足，包含CAN接發(fā)器、ESD總線、電源保護電路、隔離電路等。經過RXD與TXD引腳能夠與SJA1000連接。使用MAX708芯片能夠達到高低電平復位信號輸出，經過VCC電壓、手動復位輸入控制觸發(fā)復位信號。

三、汽車電子機械制動系統(tǒng)軟件設計

基于模塊化展開設計，各子系統(tǒng)能夠完成內部編程，總程序內調用，通過C語言展開編程。制動系統(tǒng)連接電源后由節(jié)點處理器與CAN控制器復位，隨后S3C2410芯片展開控制器優(yōu)化。系統(tǒng)主程序處于第一級，主要協(xié)調各子成粗、CAN通訊程序、執(zhí)行器驅動流程、信號搜集位于第二級。CAN通訊協(xié)議得在數(shù)據(jù)鏈路層與物理層展開，軟件設計過程中人們結合具體要求實現(xiàn)CAN應用層協(xié)議編制。CAN要求結合標識符分化、標識符ID大小定義優(yōu)先級。CAN總線作為設計設計的組成部分，CAN通信流程也是其他功能的保障。CAN通訊則是基于控制器初期展開信息接收。

（一）控制器初始化

CAN控制器通電復位后呈現(xiàn)Configuration，運行準備時要求初始化。關于MCP2510，初始化設計為：S3C2410芯片經過SPI串口設計向MCP2510的片選CS輸出低電平優(yōu)化。MCP2510優(yōu)化設計包含波特率、過濾器、收發(fā)緩沖區(qū)狀態(tài)。為防止MCP2510“忙”從而約束數(shù)據(jù)傳輸總體性，操作后添加延時程序。達到數(shù)據(jù)讀寫作用的部分函數(shù)分為：s3c2410_mcp2510_write（data）；//控制器寫數(shù)據(jù)；s3c2410_mcp2510_read（data）；//控制器讀數(shù)據(jù)；s3c2410_mcp2510_ioctl（data）；//完成總線波。

（二）報文收發(fā)環(huán)節(jié)

分析緩沖區(qū)有無空閑，若不空閑則要求釋放一定空間。隨后，輸入數(shù)據(jù)；報文發(fā)送準備階段檢驗待發(fā)送信息報文格式是否符合要求，如果符合則啟動發(fā)動程序。在接收流程程序圖時，關于發(fā)送程序，接收程序較為繁雜。不僅要求達到接收功能，還要求接收錯誤報警信息。制動系統(tǒng)設計要求有較強的通訊實時效果，要求選取中斷接收形式?？刂破鹘邮招畔⒅笇Ь彌_區(qū)滿，中斷觸發(fā)，由處理器輸送接收保溫中斷請求，結束報文接收。

四、基于CAN總線的汽車電子機械制動系統(tǒng)設計實驗

CAN總線有著較強的穩(wěn)定性、適用性、靈活性。CAN總線是基于非破壞總線仲裁技術，根據(jù)階段信息劃分為多種優(yōu)先級別，達到實時性效果。數(shù)據(jù)鏈路層、物理層構成CAN總線。在總線內傳輸不同格式信息過程中，不同格式信息的標識碼相同，標準格式幀優(yōu)先級大于拓展式幀優(yōu)先級。

汽車電子機械制動系統(tǒng)分為：電動機驅動（AQMD2410NS）、位移傳感器（KTR-A，位移為0～100mm）、電壓傳感器（JYVS-DC0075D，電壓為0～30V）、力矩傳感器（AKC-11，力矩為0～50N？m）。根據(jù)踏板位移和電動機電樞電壓關系分析，踏板位移和電動機電樞電壓為線性關系，代表踏板位移傳感器搜集的踏板位移信號經過ECU處理。其結果分為：電動機驅動形成的電樞電壓處于標準區(qū)域。根據(jù)踏板位移和電動機輸出力矩關系表示解決了電動機主體的磁滯問題。根據(jù)執(zhí)行機構負載特點曲線分為：常規(guī)環(huán)境下作用于制動盤壓力和絲杠位移關系。伴隨著絲杠位移的提高，制動盤壓力提高。荷載特點曲線較為光滑，制動盤壓力和絲杠位移呈函數(shù)關系。擬合曲線和檢測曲線重疊，代表制定機構負載穩(wěn)定。

結語：

綜合分析，通過對CAN總線通訊在汽車電子機械制動系統(tǒng)的運用分析，汽車電子機械制動系統(tǒng)作為線控技術得到有效運用，有著高控制性、延伸性性 特點。CAN總線因為有調節(jié)水平與實效性、通訊效率高與容錯性強，得符合差分收發(fā)與抗干擾性，能夠協(xié)調制動中搜集與處理數(shù)據(jù)信息缺陷。結合CAN總線的汽車電子機械制動系統(tǒng)的方案設計，達到對車輪智能化、信息化控制，操作簡單，增強了汽車乘坐舒適性和行駛安全性能。

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