ARM系统在汽车制动测试系统中的应用.

摘要：汽车的制动性能是汽车性能的重要指标之一，是汽车检测中的重要项目。目前制动性能检测有台架法和路试法，台架法虽然被广泛使用，但是由于其检测结果不能完全反应汽车实际制动过程中的运动变化，存在一定的缺陷。而路试法能确切的检测汽车道路行驶制动的性能。随着计算机技术的飞速发展，越来越多的融入先进技术的便携式道路制动性能测试系统被研制出来。本文介绍了GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》对路试法检测制动性能的测试标准和测试内容的规定，分析了行车制动的过程，提出了测试各运动量的测试方法。基于这些测试方法设计了一种基于路试法检测汽车制动性能的测试系统。该系统采用目前先进的嵌入式软硬件技术，设计了采集和处理试验数据的ARM系统。ARM系统部分以ARM7内核的微处理器LPC2294为核心，扩展了键盘、液晶显示、试验数据存储、USB接口等硬件模块，通过A/D和定时器捕获等功能接口，采集来自ARM系统前端的非接触式传感器的车速信号和制动踏板力信号，处理后的数据可以在液晶上显示出来，存储在数据存储单元，同时也可以通过USB接口将采集和计算的各种数据传送到上位机中。设计了上位机上对制动性能分析与评价软件，它可以绘制出制动过程中的速度-时间等曲线，并对制动性能做出评价。关键字：汽车制动性能ARMUC/OS-ΠAbstract：Theautomobilebrakingperformanceisoneoftheimportantguidelinesautomobileperformanceandanabsolutelynecessarilyinautomobileinspect.AtpresenttherearetwokindsofmethodstocheckbrakingperformanceTheoneisRollertestmethodandtheotherisRoadtest.Althoughnormsmethodisusedextensively.Butbecauseofitsdetectionresultcannotfullyreflecttheactualprocessofsportscarbrakechanges.Alongwiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,moreandmoreintotheadvancedtechnologyofportableroadbrakingperformancetestsystemweredeveloped.ThispaperintroducestheGB7258-2004motorvehiclesafetyoperationtechnologyconditionsofautomobiShiFadetectionbrakingperformancetestingstandardsandtestcontentregulation,analyzestheprocessofcranebrake,putsforwardthetestingallleveloftestmethod.BasedonthesetestsdesignedakindofShiFadetectionbasedonroadcarbrakeperformancetestsystem,Putsforwardtestingallleveloftestmethod.BasedonthesetestsdesignedakindofShiFadetectionbasedonroadcarbrakeperformancetestsystem.TheARMsystemofthekernel'smicroprocessorARM7LPC2294asthecore,expandedthekeyboard,LCDdisplay,testdatastorage,USBinterfacehardwaremodules,throughA/Dandtimerfunctionsuchasinterface,collection,capturedfromARMsystem'sfront-endnon-contactsensorspeedsignalandthebrakepedalforcesignal,theprocesseddatacanbedisplayedontheLCD,storageindatastoragecell,canalsouseUSBinterfacewillcollectionandcalculationofvarioustransferdatatotheuppermachine.Designoftheuppermachinebrakingperformanceanalysisandevaluationsoftware,itcandrawthebrakingprocessofspeed-suchastimeofbrakingperformancecurve,andmakecomments.Keywords：CarThebrakingperformanceARMUC/OS-Π目录引言.............................................................11设计要求..........................................................42汽车制动性能测试方法..............................................42.1制动过程分析...................................................42.2测试标准与测试内容..............................................52.2.1制动距离检测行车制动性能标准.....................................................52.2.2充分发出的平均减速度检验行车制动性能标准.........................................53系统硬件部分设计..................................................63.1系统硬件部分总体设计............................................63.2传感器信号调理.................................................63.3ARM微处理器LPC2294.............................................73.4系统电源电路...................................................93.5复位晶振电路...................................................93.6键盘扩展电路..................................................104系统软件部分设计.................................................124.1系统软件总体设计...............................................124.2ARM微处理器与上位计算机串行通信............................................134.3程序流程图....................................................145测试结果.........................................................146总结.............................................................15参考文献..........................................................16引言汽车的制动性能是汽车性能的重要指标之一,是汽车检测中的重要项目。目前制动性能检测有台架法和路试法,台架法虽然被广泛使用,但是由于其检测结果不能完全反应汽车实际制动过程中的运动变化，而且台架测试中通常以车轮制动力的大小和左右车轮制动力的差值来评价汽车的制动性能。在台架实验中，一般不对这个制动过程的踏板力、制动力和制动时间的关系进行记录，这对于制动系统没有故障且无迟滞现象的多数汽车是合理的，但是对于制动时有明显迟滞现象的汽车，台架检测合格的汽车，实际上不一定合格；另一方面，在台架上检测时，前后轴为静载荷，不变化。而在路面测试时，由于惯性的作用，前后轴载荷会发生变化，而这种变化会影响到制动效果，因此台架检测汽车的制动性有一定的局限性。,存在一定的缺陷。而路试法能比较准确的反映汽车制动的实际过程,但同时也要求路试法检测设备具有很高的实时性和高速数据处理能力。随着计算机的飞速发展,越来越多的融人先进技术的便携式道路制动性能测试系统被研制出来,国标路试法制动性能的检测项目做出了规定,根据GB7258—2004规定,路试法检测汽车制动性能的检测项目①制动距离②充分发出的平均减速度③制动踏板力④制动时间。这些检测的数据采集和处理,要求的实时性和精度都非常高,而且需要很多扩展功能,为满足汽车的制动性能检测的要求,本文设计了基于ARM的汽车制动性能检测系统。（一）汽车制动性能检测技术发展一.制动控制系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装置。随着科学技术的发展及汽车工业的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。20世纪80年代后期，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。二.制动控制系统的现状传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。目前，车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。另外，由于编制逻辑门限ABS有许多局限性，所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS，它是以连续量控制形式，使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率，理论上是一种理想的ABS控制系统滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率，另一个难点是车辆速度的测量问题，它应是低成本可靠的技术，并最终能发展成为使用的产品。因此，发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。现在，多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外，增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统，是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。另外，也有采用其它的控制方法，如基于状态空门及线性反馈理论的方法，模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上，通常是几