单片机在汽车电控空气悬架系统中的应用

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      空气悬架主要有被动悬架和可控电子悬架两种。被动悬架一定程度上抑制和降低了车体和车轮的动载和振动,保证了车辆行驶安全性和乘坐舒适型。但由于被动悬架的刚度和阻尼系数一般按经验选取,只在特定环境下是最优,而一旦载荷,路况,速度等因素发生变化,被动悬架不能随之而自动调节,更不能手动调节。为了克服这一缺陷,电子空气悬架系统(ECAS)由此产生。ECAS是目前最先进的汽车悬架系统,它可以随着路况,载荷,速度等变化因子自动调节悬架刚度,车身高度,减少了空气消耗,且具有反应迅速,安装容易,操作简单等优点,因此可控电子悬架已经成为汽车电子领域研究的一个热门课题,其有着广阔的发展前景。

      1 ECAS的组成及原理

      电控空气悬架系统由电子控制单元(ECU),高度传感器、空气弹簧、速度传感器、减震器,车高升降控制键盘等组成。ECU通过高度传感器实时检测车身高度,间接获得车身垂直加速度,同时通过速度传感器检测车辆行驶速度。ECU内保存若干指标高度和三级可调阻尼值,指标高度与弹簧的舒适性、驾驶安全性和与应用规范保持一致。车速在不同的行驶条件下由ECU自动执行相应的指标高度,也可由驾驶员手动控制高度和阻尼值。通过比较高度传感器检测结果和指标高度,若高度差超过了一定的公差范围,电磁阀就会被激发,通过充放气将实际高度调整到指标高度。减震器阻尼力共三档,根据车身上升速度、加速度控制减震器,执行相应的阻尼力,从而满足汽车行驶平顺性和乘坐舒适型的要求。电控空气悬架组成结构如图1。

    单片机在汽车电控空气悬架系统中的应用

      2 ECAS系统各功能模块的设计

      ECAS主要由6大功能模块组成,分别是中央处理单元,信号输入模块(即传感器信号),信号输出模块(即控制量的输出),操作界面模块,电源模块,其他模块(外接存储器,RS485通信,系统的升级扩展端口)。

      2.1 MC9S08GB60

      单片机是ECU的核心部件,它要经常处理大量的输入和输出信号,而且要实现高精度和实时控制。本设计采用了美国飞思卡尔公司的加强型8位车用微控制器——MC9S08GB60单片机。该单片机内有64Kflash和4K的E2PROM,高度集成了四个串行通信端口(SCI1,SCI2,SPI,I2C),最多达8个定时器(PWM),8通道的10位A/D转换模块。

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