一种基于汽车制动试验台的ABS控制系统技术领域
本发明涉及一种基于汽车制动试验台的ABS控制系统，适用于机械领域。
背景技术
防抱死系统（以下简称ABS）已经广泛应用在现代汽车中。在一个制动过程中，ABS对制动轮缸进液电磁阀及出液电磁阀实行多次通断，使汽车的滑移率处于最佳范围，从而产生最佳制动效果。虽然ABS对缩短汽车制动距离有着重要作用，但在传统的汽车制动部件耐久性能试验台中，通常并不包含ABS，因而无法确定ABS对其他制动部件的影响。
发明内容
本发明提出了一种基于汽车制动试验台的ABS控制系统，通过单片机来控制ABS执行机构电磁阀的通断，并采用CAN总线实时通讯，使上位机能及时显示制动系统当前的工作状态，用户也可根据当前上位机所显示的制动系统的工作状态，对单片机发出指令，从而实现对制动过程的进一步控制。采用PWM脉宽调制的方法控制直流电机转速，进而控制电动泵和制动管路内压力。
本发明所采用的技术方案是：所述ABS控制系统以单片机为核心，由CAN通讯模块、直流电机调速模块和液压电磁阀驱动模块组成。
所述控制系统的单片机选择PIC系列的PIC18F2580，PIC18F2580片上集成有CAN控制器模块和PWM模块，可以减少电路板上的芯片数目，并且简化编程。
所述控制系统选用飞思卡尔的高端驱动芯片MC33289来驱动液压电磁阀，该芯片主要应用在汽车领域中驱动电磁阀等典型的感性负载，此器件在同一表贴封装中包含两个功率输出开关，可直接与PIC18F2580接口，进行输入控制和输出诊断监测。每路输出峰值电流5A，均有独立的过流、过压诊断和保护，并具有过温关断性能。
所述控制系统的直流电机调速模块选用NI公司的LMD18200来驱动直流电机。LMD18200是专门用于直流电动机运动控制的智能功率集成电路，它将4个DMOS管构成的H桥及其控制逻辑电路封装在一个11引脚的芯片中。它的工作电压高达55V；连续工作电流3A,峰值电流高达6A；输入信号兼容TTL和CMOS信号；具有温度报警、过热以及负载短路保护能力。控制系统采用PWM脉宽调制的方法调节直流电机转速，在制动过程中，电机的作用是将制动轮缸内流出的制动液经由制动管路打回制动主缸和储液器，实现加压。
所述控制系统的上位机选用了内嵌CAN控制器的PIC18F2580，PIC18F2580在一个芯片上实现了单片机和CAN控制器，减小了通讯信号的延迟时间，提高了CAN通讯的抗干扰能力。
所述控制系统的下位机采用致远电子的USBCAN-II智能接口卡，把USB通讯协议转换为CAN通讯协议。USBCAN-II智能CAN接口卡是与USB1.1总线兼容的，集成2路CAN接口的智能型CAN总线通讯接口卡。采用USBCAN-II智能CAN接口卡，PC可以通过PC机上USB接口连接至CAN总线，与总线上的其他节点通讯。
所述控制系统的下位机程序采用汇编语言，基于MPLAB开发环境编写，下位机的程序在初始化后便进入等待状态，当有接收事件发生时，根据事件传送的数据，如各加压电磁阀或者卸压电磁阀的通电时间，依次调用CAN通讯子程序、电机调速子程序、电磁阀驱动子程序，当处理完事件后，回到等待状态。
本发明的有益效果是：该控制系统的下位机以单片机为核心设计了ABS控制系统，上位机使用Delphi语言编写了CAN通讯工具类。整套附加装置可以在尽量不影响原试验台软件结构的条件下将ABS纳入汽车制动部件耐久性能试验台的检测，使测量结果更加准确可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的系统整体结构。
图2是本发明的下位机程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，控制系统的单片机选择PIC系列的PIC18F2580，PIC18F2580片上集成有CAN控制器模块和PWM模块，可以减少电路板上的芯片数目，并且简化编程。
控制系统选用飞思卡尔的高端驱动芯片MC33289来驱动液压电磁阀，该芯片主要应用在汽车领域中驱动电磁阀等典型的感性负载，此器件在同一表贴封装中包含两个功率输出开关，可直接与PIC18F2580接口，进行输入控制和输出诊断监测。每路输出峰值电流5A，均有独立的过流、过压诊断和保护，并具有过温关断性能。
控制系统的直流电机调速模块选用NI公司的LMD18200来驱动直流电机。LMD18200是专门用于直流电动机运动控制的智能功率集成电路，它将4个DMOS管构成的H桥及其控制逻辑电路封装在一个11引脚的芯片中。它的工作电压高达55V；连续工作电流3A,峰值电流高达6A；输入信号兼容TTL和CMOS信号；具有温度报警、过热以及负载短路保护能力。控制系统采用PWM脉宽调制的方法调节直流电机转速，在制动过程中，电机的作用是将制动轮缸内流出的制动液经由制动管路打回制动主缸和储液器，实现加压。
控制系统的上位机选用了内嵌CAN控制器的PIC18F2580，PIC18F2580在一个芯片上实现了单片机和CAN控制器，减小了通讯信号的延迟时间，提高了CAN通讯的抗干扰能力。
控制系统的下位机采用致远电子的USBCAN-II智能接口卡，把USB通讯协议转换为CAN通讯协议。USBCAN-II智能CAN接口卡是与USB1.1总线兼容的，集成2路CAN接口的智能型CAN总线通讯接口卡。采用USBCAN-II智能CAN接口卡，PC可以通过PC机上USB接口连接至CAN总线，与总线上的其他节点通讯。
如图2，控制系统的下位机程序采用汇编语言，基于MPLAB开发环境编写，下位机的程序在初始化后便进入等待状态，当有接收事件发生时，根据事件传送的数据，如各加压电磁阀或者卸压电磁阀的通电时间，依次调用CAN通讯子程序、电机调速子程序、电磁阀驱动子程序，当处理完事件后，回到等待状态。
ABS控制系统主要作为传统的汽车制动部件耐久性能试验台的附加装置，所以为了尽量不影响原试验台程序，同时为了便于程序的整合，上位机程序编写的主要任务是通过调用USBCAN-II提供的配套动态链接库，来开发CAN通讯工具类。尽管USBCAN-II提供了一个动态链接库，使用该动态链接库可以充分利用USBCAN-II提供的一切功能。但在实际的使用中发现，该动态链接库函数众多，在上位机程序的实际开发中大部分动态链接中的函数都不会被使用到。所以为了便于程序的开发，使用Delphi编程语言开发了一个CAN通讯工具类，该工具类封装了USBCAN-II动态链接库中常用的函数及数据结构。
除了封装动态链接库中常用的函数，CAN通讯工具类还在其内部实现了两个线程：一个线程用于检查发送缓冲区是否有待发送数据，如果有数据则马上发送。另一个线程用于检查接收缓冲区是否接收到数据，如果有已接收到数据则调用接收处理子程序。由于CAN通讯工具类封装了动态链接库，内部实现了两个线程用于发送数据和接收数据，所以通过该类上位机的程序变得易于开发，仅需调用CAN通讯工具类的几个方法，就可以完成上位机CAN通讯模块程序的编写。