引言
汽车制动性能的好坏,主要从以下3 方面进行评价: 1)制动效能,即制动距离与制
动减速度; 2)制动效能的恒定性,即抗热或水衰退性能; 3)制动时汽车的方向稳定性,即制动
时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。
通常,汽车在制动过程中存在着两种力:一种是制动器摩擦片与制动鼓或制动盘之
间产生的摩擦阻力,这种阻力称为制动系统的阻力,由于它提供制动时的制动力, 因此也称
为制动系制动力;另一种力是轮胎与道路表面之间产生的摩擦阻力,也称为轮胎- 道路附着
力。如果制动系制动力小于轮胎- 道路附着力,则汽车制动时会保持稳定状态;反之,如果制
动系制动力大于轮胎- 道路附着力,则汽车制动时会出现车轮抱死。如果前轮抱死,汽车基本
上沿直线向前行驶,汽车处于稳定状态,但汽车失去转向控制能力,这样驾驶员制动过程中躲
避障碍物、行人以及在弯道上所应采取的必要的转向操纵控制等就无法实现。如果后轮抱死,
汽车的制动方向稳定性变差,在很小的侧向干扰力下,汽车就会发生甩尾,甚至调头等危险现
象。尤其是在某些恶劣路况下,诸如路面湿滑或有冰雪,车轮抱死将难以保证汽车的行车安
全。另
外,由于制动时车轮抱死,从而导致局部急剧摩擦,将会大大降低轮胎的使用寿命。
1 ABS 工作原理
汽车防抱死制动系统ABS （Anti - Lock BrakingSystem）是指在制动过程中,
通过控制作用于车轮制动分泵上的制动管路压力,自动调节车轮制动力,防止车轮抱死以取
得最佳制动效能的电子装置,ABS是目前世界上普遍公认的提高汽车制动安全性的有效措施
之一。
2 基于MC9S12DP256 芯片的液压ABS 系统
液压ABS 系统主要应用于轿车、微型车与轻型车制动系统。与气动ABS 系统不
同,大部分液压ABS 系统的控制器与调节器是一个集成的系统,尽管制造难度较大,但由于近
年国内轿车市场的发展和对交通安全的要求的提高,液压ABS 系统越来越受到厂家的关注,
许多厂家纷纷开始进行液压ABS 系统的开发。
飞思卡尔半导体公司(原摩托罗拉半导体部)的MC9S12DP256 芯片是以速度很
高的CPU12 内核（Star Core）为核心的单片机,总线速度达 25MHz.MC9S12DP256 单
片机由标准片上外围设备组成,包括一个16 位中央处理器（HCS12CPU） 、256K 字节
的Flash, 4K 的EEPROM 、12K 字节的RAM。5 路CAN 总线,温度适用范围为- 40～125
℃,采用5 V 供电,主要用于工业控制,特别适合用在汽车上。基于MC9S12DP256 控制的
液压ABS 系统配置框图如图1 所示。
由于MC9S12DP256 芯片的总线内置,抗干扰能力特别强,使用自动编程/擦除算
法,提高了性能,而扩展的指令集和寻址模式提高了编码效率,背景调试模式模块
（Background DebuggingMode, BDM）能够允许全速在线仿真。另外,利用
CodeWarrior 集成开发环境（Integrated Development Environment,IDE）,通过后
台调试方式（Background debug mode, BDM） ,下载控制程序和修改相关参数,在不干
扰目标程序运行情况下,实时监测各寄存器和存储器,实现了控制程序的板上在线调试,从而
提高了集成系统的开发效率和试验的方便性,可以大大缩短试验周期。
3 液压控制原理
液压ABS 系统采用一体化的结构即控制器与调节器集成为一体,可以使系统结构
简单, 节省线束。同时,由于采用了MC9S12DP256 芯片,足以满足ABS 的计算、实时控
制和诊断等方面的要求。液压控制部分主要是利用三位三通电磁阀的特点。其调压方式与工
作原理如下:
（1）正常制动（ABS 不工作）
正常制动时制动力较小, 车轮尚未抱死滑移,ABS 不起作用, 三位电磁控制阀处
于第1 种状态,即三位电磁阀的左位。来自制动主缸的制动液经3 个电磁控制阀直接进入4
个轮缸, 产生制动作用。放松制动踏板解除制动时, 轮缸中的油液仍经电磁控制阀流回主
缸。此时, 由于ECU （ABS 电子控制单元） 未发出指令, 故电动油泵处于不工作状态。
（2）降压状态当汽车制动使车轮处于即将抱死状态时, ECU 根据传感器的信号发
出指令,给三位电磁阀的线圈通以较大的电流,使三位电磁阀处于第3 种状态,即图中三位电
磁阀处于右位工作,通往主缸的油路被关闭,而4 个轮缸与储压器相通, 轮缸内的高压油液经
电磁阀流入储压器,制动压力降低,防止了车轮抱死,与此同时,受ECU 的指令,电动油泵工作,
把流入储压器的油液加压后输送回主缸,为下一次制动作好准备。