线控气压制动系统控制器及其控制方法与流程

本发明属于汽车制动系统控制器领域，更具体地说，涉及一种线控气压制动系统控制器及其控制策略。

背景技术：

汽车制动系统是汽车底盘的重要组成部分，且制动系统的性能对行车安全性、操纵稳定性以及乘坐舒适性有着很大的影响。汽车制动系统的功用是保证汽车在行驶中短距离内停车并保持制动的稳定性。由于制动系统在汽车行驶中的重要作用，所以针对于汽车制动系统的控制器的设计具有很重要的意义。

目前，由于商用车载重量较大，对制动时的制动力需求较大，所以商用车的制动系统主要采用气压制动的形式。由于传统的商用车气压制动系统存在制动气路较长、制动建压响应较慢、控制精度较低等缺点。随着汽车电控技术的显著发展，商用车线控气压制动系统以其精确控压、响应快速等优点得到了广泛的应用。线控气压制动系统不仅能满足传统气压制动的需求，而且能够通过电控系统实现对压力的精确控制，并通过传感器系统对制动气室压力等物理量进行实时检测，能够满足目前控制技术的硬件要求，适用范围广泛且稳定性好。

由于目前商用车线控气压制动系统的研究仍处于起步阶段，对线控气压制动系统控制器的研究仍然较少，而控制器的设计对整个线控气压制动系统有着十分严重的影响，线控气压制动系统控制器的性能也决定了整个制动系统的响应时间与工作性能。而目前现有的线控气压制动系统控制器对制动系统的控制性能存在缺陷，不能满足制动系统快速建压、精确控压的制动需求。

技术实现要素：

针对上述现有线控气压制动系统控制器中制动系统建压时间慢、控制精度低等缺陷，本发明提供了一种线控气压制动系统控制器及其控制策略，以达到对线控气压制动系统的精确控制。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

线控气压制动系统控制器，由主控芯片单元、驾驶员制动信号采集单元、压力信号采集单元、abs电磁阀驱动单元、前桥模块驱动单元以及后桥模块驱动单元组成；

所述主控芯片单元内含有一个单片机；

所述驾驶员制动信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述驾驶员制动信号采集单元将线控气压制动系统中制动总泵的内置传感器信号转换后传输至单片机，以实现单片机对驾驶员制动信号的采集；

所述压力信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述压力信号采集单元将位于汽车四轮上的压力传感器所传输出的压力信号经过精密电阻分压后传输至单片机，以实现单片机对四轮压力信号的采集；

所述abs电磁阀驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述abs电磁阀驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以分别驱动前桥两侧abs电磁阀内的阀芯运动，从而分别调节前桥两侧制动气室的压力；

所述前桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述前桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出电压以驱动前桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而同步调节前桥两侧制动气室的压力。

所述后桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述后桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以驱动相应的后桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而分别调节后桥两侧制动气室的压力。

进一步地，所述主控芯片单元还包括时钟电路、复位电路和电源电路；

所述时钟电路为单片机提供时钟信号；

所述复位电路使单片机复位，进而实现系统复位；

所述电源电路用于将车载电源所提供的高电压经降压处理后对外提供低电平输出。

进一步地，所述压力信号采集单元中，每一路车轮压力信号通过两个电阻进行分压，其中一个电阻r401的一端与车轮压力信号输入连接，另一端分别与另一个电阻r402的一端和单片机采集对应压力信号的引脚连接，另一个电阻r402的另一端与gnd端相连，所述两个电阻将车轮压力信号进行电阻串联分压，以满足单片机端口对电平峰值的要求。

进一步地，所述驾驶员制动信号采集单元由两个电阻、一个电容和一个三极管组成；

其中一个电阻r501的一端与制动总泵pwm信号输入连接，另一端分别与电容c501的一端、三极管s501的基极端连接，电容c501的另一端与三极管s501的发射极端、gnd端连接，另一个电阻r502的一端与低电平连接，另一端分别与三极管s501的集电极端和单片机采集制动信号的引脚连接；

所述低电平为单片机所支持的最高电压电平，以实现对单片机所支持的最高电压的pwm信号转换。

进一步地，所述abs电磁阀驱动单元由abs电磁阀驱动芯片和四条abs电磁阀驱动线路组成；

每一条abs电磁阀驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；

其中一个电阻r301的一端与单片机输出控制对应abs电磁阀指令的引脚连接，另一端与三极管s301的基极端连接，另一个电阻r302的一端与abs电磁阀驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管s301的集电极端和abs电磁阀驱动芯片的输入端引脚连接，abs电磁阀驱动芯片的输出端引脚分别与二极管d301的不导通端和abs电磁阀阀体驱动端连接，三极管s301的发射极端和二极管d301的导通端分别与gnd端连接；

单片机输出的信号分别在对应的abs电磁阀驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至abs电磁阀驱动芯片，并通过abs电磁阀驱动芯片向外输出独立的驱动信号以控制abs电磁阀的状态。

进一步地，所述前桥模块驱动单元由前桥模块驱动芯片和两条前桥模块驱动线路组成；

每一条前桥模块驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；

其中一个电阻r101的一端与单片机输出控制对应前桥模块内阀体指令的引脚连接，另一端与三极管s101的基极端连接，另一个电阻r102的一端与前桥模块驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管s101的集电极端和前桥模块驱动芯片的输入端引脚连接，前桥模块驱动芯片的输出端引脚分别与二极管d101的不导通端和后桥模块内阀体的驱动端连接，三极管s101的发射极端和二极管d101的导通端分别与gnd端连接；

单片机输出的信号分别在对应的前桥模块驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至前桥模块驱动芯片，并通过前桥模块驱动芯片向外输出驱动信号以控制前桥模块内阀体的状态。

进一步地，所述后桥模块驱动单元由后桥模块驱动芯片和四条后桥模块驱动线路组成；

每一条后桥模块驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；

其中一个电阻r201的一端与单片机输出控制对应后桥模块内阀体指令的引脚连接，另一端与三极管s201的基极端连接，另一个电阻r202的一端与后桥模块驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管s201的集电极端和后桥模块驱动芯片的输入端引脚连接，后桥模块驱动芯片的输出端引脚分别与二极管d201的不导通端和后桥模块内阀体的驱动端连接，三极管s201的发射极端和二极管d201的导通端分别与gnd端连接；

单片机输出的信号分别在对应的后桥模块驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至后桥模块驱动芯片，并通过后桥模块驱动芯片向外输出独立的驱动信号以控制后桥模块内阀体的状态。

线控气压制动系统控制方法，所述控制方法通过权利要求1所述的线控气压制动系统控制器实施，采用双逻辑门限值方法，所述制动系统控制方法包括“前轴两制动气室目标压力相同”、“前轴两制动气室目标压力不同”以及“后轴两制动气室目标压力独立调节”三种情况下的控制方法，其中：

前轴两制动气室目标压力相同的情况下，所述制动系统控制方法为：

汽车中央ecu将目前制动系统前轴两侧制动气室所需要达到的目标压力值传输至所述线控气压制动系统控制器内的单片机单元，同时，单片机单元通过所述压力信号采集单元采集到前轴两侧制动气室的实际压力值，单片机单元根据所述目标压力值设置四个独立的门限值，并通过四个门限值将其控制过程细分为快速增压、缓慢增压、保压、缓慢减压和快速减压五个过程，根据实际压力值所在的不同门限区间采取分段增减压控制方法，此时，单片机单元向前桥模块驱动单元发送相应的控制信号，使前桥模块驱动单元输出pwm信号对前桥模块中的增压阀和减压阀的开闭状态进行控制，实现对前桥两车轮制动气室的压力同时进行调节，前桥模块驱动单元输出的pwm信号的占空比随目标压力与实际压力的差值变化而变化，以使系统以较短的响应时间达到较高的控制精度；

前轴两制动气室目标压力不同的情况下，所述制动系统控制方法为：

汽车中央ecu将目前制动系统前轴单侧制动气室所需要达到的目标压力值传输至所述线控气压制动系统控制器内的单片机单元，同时，单片机单元通过压力信号采集单元采集到该前轴侧制动气室的实际压力值，单片机单元根据所述目标压力值设置四个独立的门限值，并通过四个门限值将其控制过程细分为快速增压、缓慢增压、保压、缓慢减压和快速减压五个过程，根据实际压力值所在的不同门限区间采取分段增减压控制方法，此时，单片机向abs电磁阀驱动单元发送控制信号，使abs电磁阀驱动单元输出pwm信号对前轴该侧的abs电磁阀内的增压阀和减压阀的开闭状态进行独立控制，abs电磁阀驱动单元输出的pwm信号的占空比随目标压力与实际压力的差值变化而变化，以使系统以较短的响应时间达到较高的控制精度；

后轴两制动气室目标压力独立调节的情况下，所述制动系统控制方法为：

汽车中央ecu将目前制动系统后轴单侧制动气室所需要达到的目标压力值传输至所述线控气压制动系统控制器内的单片机单元，同时，单片机单元通过压力信号采集单元采集到前后该侧制动气室的实际压力值，单片机单元根据所述目标压力值设置四个独立的门限值，并通过四个门限值将其控制过程细分为快速增压、缓慢增压、保压、缓慢减压和快速减压五个过程，根据实际压力值所在的不同门限区间采取分段增减压控制方法，此时，单片机向后桥模块驱动单元发送控制信号，使后桥模块驱动单元输出pwm信号对后桥模块内该侧的增压阀和减压阀的开闭状态进行独立控制，后桥模块驱动单元输出的pwm信号的占空比随目标压力与实际压力的差值变化而变化，以使系统以较短的响应时间达到较高的控制精度。

所述分段增减压控制方法为：

当实际压力小于目标压力时，进入增压阶段，这时增压过程分为快速增压和缓慢增压，当实际压力远小于目标压力时，进入快速增压阶段，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元输出100％占空比的pwm信号使相应的增压阀通电打开，相应的减压阀断电关闭，对应制动气室的实际压力迅速上升，当实际压力上升至一定值时，进入缓慢增压阶段，这时单片机单元对该驱动单元继续发送控制信号，该驱动单元输出一定占空比的pwm信号使相应的增压阀通电打开，相应的减压阀断电关闭，对应制动气室的实际压力继续缓慢上升；

当实际压力大于目标压力时，进入减压阶段，这时减压过程也分为快速减压和缓慢减压，当实际压力远大于目标压力时，进入快速减压阶段，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元输出100％占空比的pwm信号使相应的减压阀通电打开，相应的增压阀断电关闭，对应制动气室的实际压力迅速下降，当实际压力下降至一定值时，进入缓慢减压阶段，这时单片机单元对该驱动单元继续发送控制信号，该驱动单元输出一定占空比的pwm信号使相应的减压阀通电打开，增压阀断电关闭，对应制动气室的实际压力继续缓慢下降；

在所述增压阶段和减压阶段中，当实际压力接近目标压力时，系统进入保压阶段，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元对外输出占空比为0％的pwm信号，使相应的增压阀和减压阀均断电关闭，使系统制动压力保持不变。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的一种线控气压制动系统控制器与传统气压制动系统控制器相比，通过将控制器各功能电路进行集成，其集成度较高、体积较小，功能较多，能够满足目前线控气压制动系统多种信号采集、电磁阀驱动等较多功能。

2.本发明所述的一种线控气压制动系统控制器及其控制策略可适用于目前各种不同的商用车线控气压制动系统，其通用性较好，适用范围广，所以前景较好。

3.本发明所述的一种线控气压制动系统控制器由于将信号采集、控制电路等封装集成在一起，可以作为硬件平台进行商用车制动控制策略研发和验证，降低了研发人员的研发时间与成本。

4.本发明所述的一种线控气压制动系统控制器内部通过电路优化，其可靠性较高，抗干扰性能较好，能够保证制动系统的控制精确性与控制稳定性。

5.本发明所述的一种线控气压制动系统控制器内部芯片等电子元件均采用目前标准电子元件，其成本较低，制造工艺简单，可以大规模应用。

6.本发明所述的一种线控气压制动系统控制策略，其实现较为方便，并可以达到较高的控制精度，能使线控气压制动系统实现快速建压、精确控压。

附图说明

图1为本发明所述的线控气压制动系统控制器的电路结构原理图；

图2为本发明所述的线控气压制动系统控制器的主控芯片单元的单片机单元电路原理图；

图3为本发明所述的线控气压制动系统控制器的主控芯片单元的复位电路原理图；

图4a为本发明所述的线控气压制动系统控制器的主控芯片单元的第一时钟电路原理图；

图4b为本发明所述的线控气压制动系统控制器的主控芯片单元的第二时钟电路原理图；

图5a为本发明所述的线控气压制动系统控制器的主控芯片单元的第一电源电路原理图；

图5b为本发明所述的线控气压制动系统控制器的主控芯片单元的第二电源电路原理图；图6为本发明所述的线控气压制动系统控制器的压力信号采集单元的电路原理图；

图7为本发明所述的线控气压制动系统控制器的驾驶员制动信号采集单元的电路原理图；

图8为本发明所述的线控气压制动系统控制器的abs电磁阀驱动单元的电路原理图；

图9为本发明所述的线控气压制动系统控制器的前桥模块驱动单元的电路原理图；

图10为本发明所述的线控气压制动系统控制器的后桥模块驱动单元的电路原理图；

图11为本发明所述的线控气压制动系统控制策略的系统流程图；

图中：

1.前桥模块增压阀驱动端，2.前桥模块减压阀驱动端，3.后桥模块左侧增压阀驱动端，4.后桥模块左侧减压阀驱动端，5.后桥模块右侧增压阀驱动端，6.后桥模块右侧减压阀驱动端，71.左前abs电磁阀增压阀驱动端，72.左前abs电磁阀减压阀驱动端，73.左前abs电磁阀接地端，81.右前abs电磁阀增压阀驱动端，82.右前abs电磁阀减压阀驱动端，83.右前abs电磁阀接地端。

具体实施方式

为进一步阐述本发明所述技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

本发明所述的线控气压制动系统控制器包括主控芯片单元、驾驶员制动信号采集单元、压力信号采集单元、abs电磁阀驱动单元、前桥模块驱动单元以及后桥模块驱动单元。

所述的主控芯片单元包括单片机单元、时钟电路、复位电路以及电源电路。

所述的单片机单元由单片机、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11以及电容c28组成。

所述的单片机采用型号为stm32f103zet6的单片机，该单片机为意法半导体公司生产stm32f103zet6系列单片机，其外部具有144个引脚，其引脚具体定义如图2所示。

所述的单片机的vbat引脚、vdd_1引脚、vdd_2引脚、vdd_3引脚、vdd_4引脚、vdd_5引脚、vdd_6引脚、vdd_7引脚、vdd_8引脚、vdd_9引脚、vdd_10引脚、vdd_11引脚与电源电路提供的+3.3v电平通过电线连接。

所述的单片机的vss_1引脚、vss_2引脚、vss_3引脚、vss_4引脚、vss_5引脚、vss_6引脚、vss_7引脚、vss_8引脚、vss_9引脚、vss_10引脚、vss_11引脚与gnd通过电线连接。

电容c1的一端与单片机的vdd_5引脚通过电线连接，电容c1的另一端与单片机的vss_5引脚通过电线连接；电容c2的一端分别与单片机的vdda引脚、vref+引脚、+3.3v电平通过电线连接，电容c1的另一端分别与单片机的vssa引脚、vref-引脚、gnd通过电线连接；电容c3的一端与单片机的vdd_4引脚通过电线连接，电容c3的另一端与单片机的vss_4引脚通过电线连接；电容c4的一端与单片机的vdd_6引脚通过电线连接，电容c4的另一端与单片机的vss_6引脚通过电线连接；电容c5的一端与单片机的vdd_7引脚通过电线连接，电容c5的另一端与单片机的vss_7引脚通过电线连接；电容c6的一端与单片机的vdd_1引脚通过电线连接，电容c6的另一端与单片机的vss_1引脚通过电线连接；电容c7的一端与单片机的vdd_8引脚通过电线连接，电容c7的另一端与单片机的vss_8引脚通过电线连接；电容c8的一端与单片机的vdd_9引脚通过电线连接，电容c8的另一端与单片机的vss_9引脚通过电线连接；电容c9的一端与单片机的vdd_2引脚通过电线连接，电容c9的另一端与单片机的vss_2引脚通过电线连接；电容c10的一端与单片机的vdd_10引脚通过电线连接，电容c10的另一端与单片机的vss_10引脚通过电线连接；电容c11的一端与单片机的vdd_11引脚通过电线连接，电容c11的另一端与单片机的vss_11引脚通过电线连接；电容c28的一端与单片机的vdd_3引脚通过电线连接，电容c28的另一端与单片机的vss_3引脚通过电线连接。

所述的电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c28均选用电容值为100nf的电容。

如图3所示，所述的复位电路由电阻r1、按键reset、电容c12组成。

所述的按键reset为一个常开按键，当按下按键reset时，其两端导通；按键reset的一端分别与电阻r1的一端、单片机的nrst引脚、电容c12的一端通过电线连接；按键reset的另一端分别与gnd、电容c12的另一端通过电线连接；电阻r1的另一端与+3.3v电平连接。所述的电容c12选用电容值为0.1微法的电容，所述的电阻r1选用电阻值为10k的电阻。

所述的复位电路的作用为：当系统需要复位时，按下按键reset使单片机的nrst引脚与gnd端相连，从而使单片机的nrst引脚获得低电平，实现单片机复位。

如图4所示，所述的时钟电路包括第一时钟电路和第二时钟电路；

第一时钟电路由晶体振荡器y1、电容c13、电容c14组成；所述的晶体振荡器y1的一端分别与电容c13的一端、单片机的osc_in引脚通过电线连接；所述的晶体振荡器y1的另一端分别与电容c14的一端、单片机的osc_out引脚通过电线连接；所述的电容c13的另一端和电容c14的另一端均与gnd端相连。

第二时钟电路由晶体振荡器y2、电容c15、电容c16组成；所述的晶体振荡器y2的一端分别与电容c15的一端、单片机的osc32_in引脚通过电线连接；所述的晶体振荡器y2的另一端分别与电容c16的一端、单片机的osc32_out引脚通过电线连接；所述的电容c15的另一端和电容c16的另一端均与gnd端相连。

上述时钟电路中，所述的晶体振荡器y1选用频率为8mhz的晶体振荡器；所述的晶体振荡器y2选用频率为32.768khz的晶体振荡器；所述的电容c13与电容c14均选用电容值为20pf的电容；所述的电容c15与电容c16均选用电容值为10pf的电容。

所述的时钟电路的作用是为单片机提供其所需要的时钟信号。

如图5所示，所述的电源电路包括一级电源电路和二级电源电路；

所述一级电源电路由rt7272芯片、电容c17、电容c18、电容c19、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、二极管d1和电感h1组成；所述的rt7272芯片的vin引脚分别与电阻r2的一端、电容c19的一端、电容c18的一端、电容c17的一端通过电线连接；rt7272芯片的en引脚与电阻r2的另一端通过电线连接；rt7272芯片的rlim引脚与电阻r3的一端通过电线连接；rt7272芯片的gnd引脚分别与电阻r3的另一端、电容c19的另一端、电容c18的另一端、电容c17的另一端以及gnd通过电线连接；所述的rt7272芯片的boot引脚与电容c20的一端通过电线连接；所述的rt7272芯片的sw引脚分别与电容c20的另一端、电感h1的一端通过电线连接；电感h1的另一端分别与电阻r5的一端、电容c22的一端、电容c23的一端、二极管d1的不导通端通过电线连接；所述的rt7272芯片的fb引脚分别与电阻r5的另一端、电阻r6的一端通过电线连接；电阻r6的另一端、电容c22的另一端、电容c23的另一端、二极管d1的导通端分别与gnd端相连；所述的rt7272芯片的comp引脚与电容c21的一端通过电线连接，电容c21的另一端与电阻r4的一端通过电线连接，电阻r4的另一端与gnd端相连；由汽车上电源所提供的+24v电压从rt7272芯片的vin引脚输入；rt7272芯片的sw引脚经过电感h1后对外提供+5v电平端。

所述的rt7272芯片的作用是将汽车上电源所提供的+24v电压转换为+5v电压，以保证本控制器其他部分的对+5v电平的需求。

所述二级电源电路由ams1117-3.3芯片、极性电容c24、电容c25、极性电容c26和电容c27组成；所述的ams1117-3.3芯片的in引脚分别与电容c25的一端、极性电容c24的正极端通过电线连接；所述的ams1117-3.3芯片的adj/gnd引脚分别与电容c25的另一端、极性电容c24的负极端、gnd端通过电线连接；所述的ams1117-3.3芯片的两个out引脚连接后分别与极性电容c26的正极端、电容c27的一端通过电线连接；极性电容c26的负极端与电容c27的另一端均与gnd端相连；由rt7272芯片所提供的+5v电压从ams1117-3.3芯片的in引脚输入；ams1117-3.3芯片的out引脚对外提供+3.3v电平端。

所述的ams1117-3.3芯片的作用是将rt7272芯片所提供的+5v电压转换为+3.3v电压，以保证本控制器中单片机对+3.3v电平的需求。

上述电源电路中，所述的电容c17选用电容值为0.1微法的电容；所述的电容c18与电容c19均选用电容值为10微法的电容；所述的电阻r2选用电阻值为100k的电阻；所述的电阻r3选用电阻值为179k的电阻；所述的电容c20选用电容值为0.1微法的电容；所述的电容c21选用电容值为2.7nf的电容；所述的电容c22与电容c23均选用电容值为10微法的电容；所述的电阻r5选用电阻值为62k的电阻；所述的电阻r6选用电阻值为11.8k的电阻；所述的电阻r4选用电阻值为24k的电阻；所述的二极管d1选用型号为smaj5.0ca的瞬态抑制二极管。所述的极性电容c24与c26均选用电容值为47微法的极性电容；所述的电容c25与c27均选用电容值为0.1微法的电容。

所述的电源电路的作用是将汽车上车载电源所提供的通用+24v电压经过降压后对外提供+5v和+3.3v电平输出，以保证本控制器内其他部分对+5v和+3.3v电平的需求。

如图6所示，所述的压力信号采集单元由电阻r401、电阻r402、电阻r403、电阻r404、电阻r405、电阻r406、电阻r407、电阻r408组成。

电阻r401的一端与左前轮压力信号输入连接，电阻r401的另一端分别与电阻r402的一端、单片机的pc0引脚通过电线连接，电阻r402的另一端与gnd端相连；电阻r403的一端与右前轮压力信号输入连接，电阻r403的另一端分别与电阻r404的一端、单片机的pc1引脚通过电线连接，电阻r404的另一端与gnd端相连；电阻r405的一端与左后轮压力信号输入连接，电阻r405的另一端分别与电阻r406的一端、单片机的pc2引脚通过电线连接，电阻r406的另一端与gnd端相连；电阻r407的一端与右后轮压力信号输入连接，电阻r407的另一端分别与电阻r408的一端、单片机的pc3引脚通过电线连接，电阻r408的另一端与gnd端相连。

所述的电阻r401、电阻r403、电阻r405、电阻r407均选用电阻值为5k的精密电阻；所述的电阻r402、电阻r404、电阻r406、电阻r408均选用电阻值为10k的精密电阻。

所述的压力信号采集单元的作用是，将位于汽车四轮上的压力传感器所传输出的压力信号经过精密电阻分压后，输入到单片机的pc端口中，以便实现单片机对四轮压力信号的采集；所述的电阻r401、电阻r402的功用是将左前轮压力信号进行电阻串联分压，使其压力信号降低至+3.3v以下，以满足单片机i/o口对电平峰值的要求；所述的电阻r403、电阻r404的功用是将左后轮压力信号进行电阻串联分压，使其压力信号降低至+3.3v以下，以满足单片机i/o口对电平峰值的要求；所述的电阻r405、电阻r406的功用是将左后轮压力信号进行电阻串联分压，使其压力信号降低至+3.3v以下，以满足单片机i/o口对电平峰值的要求；所述的电阻r407、电阻r408的功用是将右后轮压力信号进行电阻串联分压，使其压力信号降低至+3.3v以下，以满足单片机i/o口对电平峰值的要求。

如图7所示，所述的驾驶员制动信号采集单元由电阻r501、电阻r502、电容c501、三极管s501组成。

所述的电阻r501的一端与制动总泵pwm信号输入连接，电阻r501的另一端分别与电容c501的一端、三极管s501的基极端通过电线连接，电容c501的另一端与三极管s501的发射极端、gnd端通过电线连接，电阻r502的一端与+3.3v电平连接，电阻r502的另一端分别与三极管s501的集电极端、单片机的pb3引脚通过电线连接。

所述的电阻r501选用电阻值为10k的电阻，电阻r502选用电阻值为4.7k的电阻，电容c501选用电容值为47pf的电容，三级管s501选用型号为s8050的三极管，该三极管为npn型三极管。

所述的驾驶员制动信号采集单元的作用是将线控气压制动系统中制动总泵的内置传感器信号转换为+3.3v的pwm信号，由于本控制器的单片机只支持最高电压为+3.3v的pwm信号输入，而制动总泵内采集驾驶员踏板信息的传感器的输出范围较大，通过驾驶员制动信号采集单元的pwm信号转换，才能满足单片机的使用要求。当制动总泵输出高电平信号时，三极管s501导通，此时单片机的pb3引脚由于三极管的导通作用与gnd端相连，单片机读取到低电平信号；当制动总泵输出低电平信号时，三极管s501截止，此时单片机的pb3引脚通过r502直接与+3.3v电平连接，单片机读取到高电平信号；由于制动总泵pwm信号经过驾驶员制动信号采集单元后pwm信号变为了反向的+3.3v的pwm信号，在单片机控制过程中通过软件方式会重新定义读取到的pwm信号，以弥补电路反向的问题。

如图8所示，abs电磁阀驱动单元由bts724g芯片、电阻r301、电阻r302、电阻r303、电阻r304、电阻r305、电阻r306、电阻r307、电阻r308、三极管s301、三极管s302、三极管s303、三极管s304、二极管d301、二极管d302、二极管d303、二极管d304组成。

所述的abs电磁阀驱动单元可以驱动工作电压为+24v的市场上的大多数气压制动领域的abs电磁阀，本实施例以驱动万安公司生产的两个abs电磁阀为例，每个abs电磁阀内置一个增压阀和一个减压阀，通过bts724g芯片驱动上述两个abs电磁阀内的四个阀芯运动。该两个abs电磁阀分别用在左前轮和右前轮的abs制动控制上，其中左前abs电磁阀具有三个接线端分别为左前abs电磁阀增压阀驱动端71、左前abs电磁阀减压阀驱动端72和左前abs电磁阀接地端73；右前abs电磁阀具有三个接线端分别为右前abs电磁阀增压阀驱动端81、右前abs电磁阀减压阀驱动端82和右前abs电磁阀接地端83。

所述的bts724g芯片为英飞凌公司生产的电源开关芯片，其具有20个引脚，可以实现最多四个通道的驱动输出，即一块bts724g芯片最多可以驱动四个阀芯运动。

电阻r301的一端与单片机的pb7引脚通过电线连接，电阻r301的另一端与三极管s301的基极端通过电线连接，电阻r302的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r302的另一端分别与三极管s301的集电极端、bts724g芯片的in1引脚通过电线连接；

电阻r303的一端与单片机的pb6引脚通过电线连接，电阻r303的另一端与三极管s302的基极端通过电线连接，电阻r304的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r304的另一端分别与三极管s302的集电极端、bts724g芯片的in2引脚通过电线连接；

电阻r305的一端与单片机的pb5引脚通过电线连接，电阻r305的另一端与三极管s303的基极端通过电线连接，电阻r306的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r306的另一端分别与三极管s303的集电极端、bts724g芯片的in3引脚通过电线连接；

电阻r307的一端与单片机的pb4引脚通过电线连接，电阻r307的另一端与三极管s304的基极端通过电线连接，电阻r308的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r308的另一端分别与三极管s304的集电极端、bts724g芯片的in4引脚通过电线连接；

bts724g芯片的8个vbb引脚均与+24v电平通过电线连接，bts724g芯片的gnd1/2引脚、gnd3/4引脚均与gnd端通过电线连接，bts724g芯片的out1引脚分别与二极管d301的不导通端、左前abs电磁阀增压阀驱动端71通过电线连接，bts724g芯片的out2引脚分别与二极管d302的不导通端、左前abs电磁阀减压阀驱动端72通过电线连接，bts724g芯片的out3引脚分别与二极管d303的不导通端、右前abs电磁阀增压阀驱动端81通过电线连接，bts724g芯片的out4引脚分别与二极管d304的不导通端、右前abs电磁阀增压阀驱动端82通过电线连接，左前abs电磁阀接地端73和右前abs电磁阀接地端83均与gnd端相连；三极管s301的发射极端、三极管s302的发射极端、三极管s303的发射极端和三极管s304的发射极端均与gnd端通过电线连接；二极管d301的导通端、二极管d302的导通端、二极管d303的导通端、二极管d304的导通端均与gnd端通过电线连接。

所述的电阻r301、电阻r303、电阻r305、电阻r307均选用10k的电阻；所述的电阻r302、电阻r304、电阻r306、电阻r308均选用4.7k的电阻；所述的三极管s301、三极管s302、三极管s303、三极管s304均选用型号为s8050的三极管；所述的二极管d301、二极管d302、二极管d303、二极管d304均选用型号为s1j的二极管。

所述的abs电磁阀驱动单元的作用是将单片机pb3-pb7引脚的四路控制信号经过三极管的开关作用，将控制信号转换为+5v的控制信号以满足btst24g芯片的输入电平要求，并输入到bts724g芯片的四个通道内，bts724g芯片对外输出四路独立的+24v电压以驱动左前abs电磁阀与右前abs电磁阀内的四个阀芯独立运动，以实现对两个abs电磁阀的状态控制。

如图9所示，前桥模块驱动单元由bts724g芯片、电阻r101、电阻r102、电阻r103、电阻r104、三极管s101、三极管s102、二极管d101、二极管d102组成。

所述的前桥模块驱动单元可以驱动工作电压为+24v的wabco公司生产的前桥模块，本实施例以驱动wabco公司生产的第三代前桥模块为例，该前桥模块内具有一个增压阀及一个减压阀，在本控制器控制中只需要连接前桥模块内的前桥模块增压阀驱动端1和前桥模块减压阀驱动端2，以实现对前桥模块的控制。

电阻r101的一端与单片机的pb12引脚通过电线连接，电阻r101的另一端与三极管s101的基极端通过电线连接，电阻r102的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r102的另一端分别与三极管s101的集电极端、bts724g芯片的in1引脚通过电线连接，

电阻r103的一端与单片机的pb13引脚通过电线连接，电阻r103的另一端与三极管s102的基极端通过电线连接，电阻r104的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r104的另一端分别与三极管s102的集电极端、bts724g芯片的in2引脚通过电线连接，

bts724g芯片的8个vbb引脚均与+24v电平通过电线连接，bts724g芯片的gnd1/2引脚、gnd3/4引脚均与gnd端通过电线连接，bts724g芯片的out1引脚分别与二极管d101的不导通端、前桥模块增压阀驱动端1通过电线连接，bts724g芯片的out2引脚分别与二极管d102的不导通端、前桥模块减压阀驱动端2通过电线连接，三极管s101的发射极和三极管s102的发射极均与gnd端通过电线连接；二极管d101的导通端、二极管d102的导通端均与gnd端通过电线连接。

所述的电阻r101、电阻r103均选用10k的电阻；所述的电阻r102、电阻r104均选用4.7k的电阻；所述的三极管s101、三极管s102均选用型号为s8050的三极管；所述的二极管d101、二极管d102均选用型号为s1j的二极管。

所述的前桥模块驱动单元的作用是将单片机pb12和pb13引脚的两路控制信号经过三极管的开关作用，将控制信号转换为+5v的控制信号以满足btst24g芯片的输入电平要求，并输入到bts724g芯片的前两个通道内，bts724g芯片对外输出两路独立的+24v电压以驱动前桥模块内的增压阀和减压阀进行独立运动，以实现对前桥模块的状态控制。

如图10所示，后桥模块驱动单元由bts724g芯片、电阻r201、电阻r202、电阻r203、电阻r204、电阻r205、电阻r206、电阻r207、电阻r208、三极管s201、三极管s202、三极管s203、三极管s204、二极管d201、二极管d202、二极管d203、二极管d204组成。

所述的后桥模块驱动单元可以驱动工作电压为+24v的wabco公司生产的后桥模块，本实施例以驱动wabco公司生产的第三代后桥模块为例，该后桥模块内左右两侧各具有一个增压阀及一个减压阀，共有四个电磁阀需要控制，在本控制器控制中只需要连接后桥模块内的后桥模块左侧增压阀驱动端3，后桥模块左侧减压阀驱动端4，后桥模块右侧增压阀驱动端5，后桥模块右侧减压阀驱动端6，以实现对后桥模块的控制。

电阻r201的一端与单片机的pb11引脚通过电线连接，电阻r201的另一端与三极管s201的基极端通过电线连接，电阻r202的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r202的另一端分别与三极管s201的集电极端、bts724g芯片的in1引脚通过电线连接；

电阻r203的一端与单片机的pb10引脚通过电线连接，电阻r203的另一端与三极管s302的基极端通过电线连接，电阻r204的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r204的另一端分别与三极管s202的集电极端、bts724g芯片的in2引脚通过电线连接；

电阻r205的一端与单片机的pb9引脚通过电线连接，电阻r205的另一端与三极管s203的基极端通过电线连接，电阻r206的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r206的另一端分别与三极管s203的集电极端、bts724g芯片的in3引脚通过电线连接；

电阻r207的一端与单片机的pb8引脚通过电线连接，电阻r207的另一端与三极管s204的基极端通过电线连接，电阻r208的一端与+5v电平通过电线连接，电阻r208的另一端分别与三极管s204的集电极端、bts724g芯片的in4引脚通过电线连接；

bts724g芯片的8个vbb引脚均与+24v电平通过电线连接，bts724g芯片的gnd1/2引脚、gnd3/4引脚均与gnd端通过电线连接，bts724g芯片的out1引脚分别与二极管d201的不导通端、后桥模块左侧增压阀驱动端3通过电线连接，bts724g芯片的out2引脚分别与二极管d202的不导通端、后桥模块左侧减压阀驱动端4通过电线连接，bts724g芯片的out3引脚分别与二极管d203的不导通端、后桥模块右侧增压阀驱动端5通过电线连接，bts724g芯片的out4引脚分别与二极管d204的不导通端、后桥模块右侧减压阀驱动端6通过电线连接，三极管s201的发射极、三极管s202的发射极、三极管s203的发射极和三极管s204的发射极均与gnd端通过电线连接；二极管d201的导通端、二极管d202的导通端、二极管d203的导通端、二极管d204的导通端均与gnd端通过电线连接。

所述的电阻r201、电阻r203、电阻r205、电阻r207均选用10k的电阻；所述的电阻r202、电阻r204、电阻r206、电阻r208均选用4.7k的电阻；所述的三极管s201、三极管s202、三极管s203、三极管s204均选用型号为s8050的三极管；所述的二极管d201、二极管d202、二极管d203、二极管d204均选用型号为s1j的二极管。

所述的后桥模块驱动单元的作用是将单片机pb8-pb11引脚的四路控制信号经过三极管的开关作用，将控制信号转换为+5v的控制信号以满足btst24g芯片的输入电平要求，并输入到bts724g芯片的四个通道内，bts724g芯片对外输出四路独立的+24v电压信号以驱动后桥模块左右两侧共四个电磁阀进行独立运动，以实现对后桥模块的两侧状态的独立控制。

基于上述线控气压制动系统控制器，本发明还提供了线控气压制动系统的控制方法。所述线控气压制动系统控制方法采用双逻辑门限值方法，由于汽车四轮所对应的四个制动气室的压力调节是相互独立的，故，制动过程中压力调节可分为“前轴两制动气室目标压力相同”、“前轴两制动气室目标压力不同”以及“后轴两制动气室目标压力独立调节”三种情况:

(1)前轴两制动气室目标压力相同：

汽车中央ecu会计算出目前制动系统前轴两个车轮制动气室所需要达到的目标压力值，并将其传输给线控气压制动系统控制器内的单片机单元。同时单片机单元通过压力信号采集单元采集到前轴两车轮制动气室的实际压力值。单片机单元根据所述目标压力值设置四个独立的门限值，并通过四个门限值将其控制过程细分为快速增压、缓慢增压、保压、缓慢减压和快速减压五个过程，根据实际压力值所在的不同门限区间采取分段增减压控制方法，此时，单片机单元向前桥模块驱动单元发送相应的控制信号，使前桥模块驱动单元输出pwm信号对前桥模块中的增压阀和减压阀的开闭状态进行控制，实现对前桥两车轮制动气室的压力同时进行调节，pwm信号的占空比随目标压力与实际压力的差值变化而变化，以使系统以较短的响应时间达到较高的控制精度。

(2)前轴两制动气室目标压力不同：

汽车中央ecu会计算出目前制动系统中，单个前轮制动气室所需要达到的目标压力值，并将其传输给线控气压制动系统控制器内的单片机单元。同时单片机单元通过压力信号采集单元采集到该车轮制动气室的实际压力值。单片机单元根据该目标压力值设置四个独立的门限值，并通过四个门限值将其控制过程细分为快速增压、缓慢增压、保压、缓慢减压和快速减压五个过程，根据实际压力值所在的不同门限区间采取分段增减压控制方法，此时单片机向abs电磁阀驱动单元发送相应的控制信号，使abs电磁阀驱动单元输出pwm信号对该前轮一侧abs电磁阀内的增压阀和减压阀的开闭状态进行控制，pwm信号的占空比随目标压力与实际压力的差值变化而变化，以使系统以较短的响应时间达到较高的控制精度。由于上述abs电磁阀驱动单元可以同时分别对左前abs电磁阀和右前abs电磁阀进行独立pwm控制，所以可以实现对前轴两车轮对应制动气室的压力进行独立调节。

(3)后轴两制动气室目标压力独立调节：

汽车中央ecu会计算出目前制动系统中，单个后轮制动气室所需要达到的目标压力值，并将其传输给线控气压制动系统控制器内的单片机单元。同时单片机单元通过压力信号采集单元采集到该车轮制动气室的实际压力值。单片机单元根据该目标压力值设置四个独立的门限值，并通过四个门限值将其控制过程细分为快速增压、缓慢增压、保压、缓慢减压和快速减压五个过程，根据实际压力值所在的不同门限区间采取分段增减压控制方法，此时单片机向后桥模块驱动单元发送相应的控制信号，使后桥模块驱动单元输出pwm信号对后桥模块内该后轮一侧的增压阀和减压阀的开闭状态进行控制，pwm信号的占空比随目标压力与实际压力的差值变化而变化，以使系统以较短的响应时间达到较高的控制精度。由于上述后桥模块驱动单元可以同时对后桥模块内左右两侧的增压阀和减压阀进行独立pwm控制，所以可以实现对后轴两车轮对应制动气室的压力进行独立调节。

所述分段增减压控制方法如下：

当实际压力小于目标压力时，进入增压阶段，这时增压过程分为快速增压和缓慢增压两种状态，当实际压力远小于目标压力时，进入快速增压阶段，这时单片机单元对前桥模块驱动单元/abs电磁阀驱动单元/后桥模块驱动单元发送控制信号，该驱动单元输出100％占空比的pwm信号使前桥模块/abs电磁阀/后桥模块内相应的增压阀通电打开，减压阀断电关闭，实际压力迅速上升，当实际压力上升至一定值时，进入缓慢增压阶段，这时单片机单元对前桥模块驱动单元/abs电磁阀驱动单元/后桥模块驱动单元发送控制信号，该驱动单元输出一定占空比的pwm信号使前桥模块/abs电磁阀/后桥模块内的相应增压阀通电打开，减压阀断电关闭，实际压力继续缓慢上升，当实际压力比较接近目标压力时进入保压阶段。

当实际压力大于目标压力时，进入减压阶段，这时减压过程也分为快速减压和缓慢减压两种状态，当实际压力远大于目标压力时，进入快速减压阶段，这时单片机单元对前桥模块驱动单元/abs电磁阀驱动单元/后桥模块驱动单元发送控制信号，该驱动单元输出100％占空比的pwm信号使前桥模块/abs电磁阀/后桥模块内的相应减压阀通电打开，增压阀断电关闭，实际压力迅速下降，当实际压力下降至一定值时，进入缓慢减压阶段，这时单片机单元对前桥模块驱动单元/abs电磁阀驱动单元/后桥模块驱动单元发送控制信号，该驱动单元输出一定占空比的pwm信号使前桥模块/abs电磁阀/后桥模块内的相应减压阀通电打开，增压阀断电关闭，实际压力继续缓慢下降，当实际压力比较接近目标压力时进入保压阶段。

当实际压力位于目标压力周围一定小范围内时，进入保压阶段，这时单片机单元对前桥模块驱动单元/abs电磁阀驱动单元/后桥模块驱动单元发送控制信号，该驱动单元对外输出占空比为0％的pwm信号，使前桥模块/abs电磁阀/后桥模块内的增压阀和减压阀均断电关闭，使制动压力保持不变。

如图11所示，p1为相应增压阀控制信号的占空比值，p2为相应减压阀控制信号的占空比值，结合说明书附图，上述线控气压制动系统控制方法具体流程如下:

由单片机单元从汽车中央ecu处获得某一车轮制动气室所需达到的目标压力pt，并通过压力信号采集单元采集到该制动气室的实际压力pa；本控制策略设置四个独立的逻辑门限值分别为1-s1、1-s2、1+s2与1+s3，其中s1>s2，s3>s2，并且s1、s2、s3均为小于1的常数，s1、s2、s3的具体数值可根据线控气压系统的实际情况进行设置，以求获得最高的控制性能；

首先比较pa与(1-s2)*pt数值，当实际压力pa≤(1-s2)*pt时，此时该制动气室进入增压阶段，这时增压过程分为快速增压和缓慢增压两种状态。之后比较pa与(1-s1)*pt数值：当实际压力pa≤(1-s1)*pt时，说明其实际压力值远小于目标压力值，该制动气室进入快速增压阶段，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元对相应的增压阀输出100％占空比的pwm信号使其通电打开，对相应的减压阀输出0％占空比的pwm信号使其断电关闭，以使制动气室内的压力迅速提升；

当(1-s1)*pt<pa≤(1-s2)*pt时，说明其实际压力值略小于目标压力值，该制动气室进入缓慢增压阶段，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元对相应的增压阀输出f1(pa/pt)占空比的pwm信号使其通电打开，对相应的减压阀输出0％占空比的pwm信号使其断电关闭，以使制动气室内的压力平稳逐步上升，提高压力控制精度；其中f1(pa/pt)为增压阀占空比变化函数，其为实际压力与目标压力值之比pa/pt的函数。

当实际压力pa>(1-s2)*pt时，此时说明实际压力pa大于增压所要求的门限值，比较pa与(1+s2)*pt数值，当实际压力pa<(1+s2)*pt时，此时说明实际压力pa也小于减压所要求的门限值，该制动气室内压力满足保压条件，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元对相应的增压阀和减压阀均输出0％占空比的pwm信号使二者同时断电关闭，制动气室实现保压。

当实际压力pa≥(1+s2)*pt时，此时该制动气室进入减压阶段，这时减压过程分为快速减压和缓慢减压两种状态。之后比较pa与(1+s3)*pt数值：当实际压力pa≥(1+s3)*pt时，说明其实际压力值远大于目标压力值，该制动气室进入快速减压阶段，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元对相应的减压阀输出100％占空比的pwm信号使其通电打开，对相应的增压阀输出0％占空比的pwm信号使其断电关闭，以使制动气室内的压力迅速下降；

当(1+s2)*pt≤pa<(1+s3)*pt时，说明其实际压力值略大于目标压力值，该制动气室进入缓慢减压阶段，这时单片机单元对相应的驱动单元发送控制信号，该驱动单元对相应的减压阀输出f2(pa/pt)占空比的pwm信号使其通电打开，对相应的增压阀输出0％占空比的pwm信号使其断电关闭，以使制动气室内的压力平稳逐步下降，提高压力控制精度；其中f2(pa/pt)为减压阀占空比变化函数，其为实际压力与目标压力值之比pa/pt的函数。