C167单片机在驱动力控制系统中的应用
随着单片机的不断发展,在汽车电子中也得到了越来越广泛的应用,在发动机电控和汽车制动等许多系统中都采用了ECU。我们开发的汽车驱动力控制系统(Traction Control System,TCS)的电子控制单元采用的是Infineon C167 16位单片机作为控制核心。
TCS原理
汽车驱动力控制系统,又称为加速滑动调节 (ASR)是在制动防抱系统(ABS),上延伸出来的。与ABS一样,TCS的目的也是为了使汽车获得最大的纵向和横向附着力,所不同的是,ABS是在制动过程中控制,而TCS是在驱动过程中控制。车胎与路面的附着系数和车轮滑移率的关系如图1所示。
由图可以看出当车轮滑移率在15～30%的时候,轮胎与地面的附着系数最大。TCS就是在驱动过程中将驱动轮的滑移率控制在10~15%的范围内,从而保证了车辆在驱动过程中的方向稳定性,转向操纵能力,也在一定程度上改善了加速性能。
它的控制原理主要是根据轮速信号传感器传来的轮速信号,以非驱动轮轮速度作为汽车速度。然后根据下式算出驱动轮的滑移率
其中Vd代表驱动轮轮速,Vt代表非驱动轮轮速。TCS的作用就是把滑移率控制在峰值附着系数对应的滑移率下。调节作用于驱动轮的驱动力可以通过调节发动机的输出转矩、变速器传动比、差速器锁紧系数等方面实现,目前使用较多的方法是调节发动机的输出转矩,其中又可以通过调节节气门开度、点火提前角、燃油喷射量及中断燃油喷射和点火来实现。为了使驱动轮的转速迅速降低,通常TCS还对驱动轮施加一定的制动力。我们试验所用的硬件在环仿真试验台,就是针对调节节气门开度和驱动轮制动力相结合的控制方法进行硬件在环仿真。
Infineon C167
16位单片机
C167单片机是Infineon(亿恒)科技公司80C166系列中的一款高性能的微处理器。CPU时钟频率最高可达25MHz,片内ROM128K/256K,片内RAM11K,寻址能力16M。采用4级流水线,有56个中断(16个优先级),外设事件控制器PEC,32通道比较/捕捉单元,两个通用定时器单元,以及4通道的PMW。16个10位的A/D转换口。C167的I/O接口多达111个。它的串行I/O接口有同步/异步接口UART,高速同步接口SSC。可编程外部总线可对不同地址范围进行不同的设置。
C167单片机的集成度高,功能多,性能强。C167单片机的品种也比较多,比如C167S、C167CR、C167CS等,这些单片机的I/O基本功能是相同的,都是111根引脚,只是片内RAM以及ROM大小有所不同。
本文采用的单片机型号是C167CR。
TCS硬件在环仿真系统
