單片機在汽車(chē)電控空氣懸架系統中的應用

引言

　　空氣懸架主要有被動(dòng)懸架和可控電子懸架兩種。被動(dòng)懸架一定程度上抑制和降低了車(chē)體和車(chē)輪的動(dòng)載和振動(dòng)，保證了車(chē)輛行駛安全性和乘坐舒適型。但由于被動(dòng)懸架的剛度和阻尼系數一般按經(jīng)驗選取，只在特定環(huán)境下是最優(yōu)，而一旦載荷，路況，速度等因素發(fā)生變化，被動(dòng)懸架不能隨之而自動(dòng)調節，更不能手動(dòng)調節。為了克服這一缺陷，電子空氣懸架系統（ECAS）由此產(chǎn)生。ECAS是目前最先進(jìn)的汽車(chē)懸架系統，它可以隨著(zhù)路況，載荷，速度等變化因子自動(dòng)調節懸架剛度，車(chē)身高度，減少了空氣消耗，且具有反應迅速，安裝容易，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此可控電子懸架已經(jīng)成為汽車(chē)電子領(lǐng)域研究的一個(gè)熱門(mén)課題，其有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景。

　　1 ECAS的組成及原理

　　電控空氣懸架系統由電子控制單元（ECU），高度傳感器、空氣彈簧、速度傳感器、減震器，車(chē)高升降控制鍵盤(pán)等組成。ECU通過(guò)高度傳感器實(shí)時(shí)檢測車(chē)身高度，間接獲得車(chē)身垂直加速度，同時(shí)通過(guò)速度傳感器檢測車(chē)輛行駛速度。ECU內保存若干指標高度和三級可調阻尼值，指標高度與彈簧的舒適性、駕駛安全性和與應用規范保持一致。車(chē)速在不同的行駛條件下由ECU自動(dòng)執行相應的指標高度，也可由駕駛員手動(dòng)控制高度和阻尼值。通過(guò)比較高度傳感器檢測結果和指標高度，若高度差超過(guò)了一定的公差范圍，電磁閥就會(huì )被激發(fā)，通過(guò)充放氣將實(shí)際高度調整到指標高度。減震器阻尼力共三檔，根據車(chē)身上升速度、加速度控制減震器，執行相應的阻尼力，從而滿(mǎn)足汽車(chē)行駛平順性和乘坐舒適型的要求。電控空氣懸架組成結構如圖1。

　　2 ECAS系統各功能模塊的設計

　　ECAS主要由6大功能模塊組成，分別是中央處理單元，信號輸入模塊（即傳感器信號），信號輸出模塊（即控制量的輸出），操作界面模塊，電源模塊，其他模塊（外接存儲器，RS485通信，系統的升級擴展端口）。

　　2.1 MC9S08GB60

　　單片機是ECU的核心部件，它要經(jīng)常處理大量的輸入和輸出信號，而且要實(shí)現高精度和實(shí)時(shí)控制。本設計采用了美國飛思卡爾公司的加強型8位車(chē)用微控制器——MC9S08GB60單片機。該單片機內有64Kflash和4K的E2PROM，高度集成了四個(gè)串行通信端口（SCI1,SCI2,SPI,I2C），最多達8個(gè)定時(shí)器（PWM），8通道的10位A/D轉換模塊。