單片機在汽車電控空氣懸架系統中的應用

引言

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

　　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，車高升降控制鍵盤等組成。ECU通過高度傳感器實時檢測車身高度，間接獲得車身垂直加速度，同時通過速度傳感器檢測車輛行駛速度。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。車速在不同的行駛條件下由ECU自動執行相應的指標高度，也可由駕駛員手動控制高度和阻尼值。通過比較高度傳感器檢測結果和指標高度，若高度差超過了一定的公差范圍，電磁閥就會被激發，通過充放氣將實際高度調整到指標高度。減震器阻尼力共三檔，根據車身上升速度、加速度控制減震器，執行相應的阻尼力，從而滿足汽車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，它要經常處理大量的輸入和輸出信號，而且要實現高精度和實時控制。本設計采用了美國飛思卡爾公司的加強型8位車用微控制器——MC9S08GB60單片機。該單片機內有64Kflash和4K的E2PROM，高度集成了四個串行通信端口（SCI1,SCI2,SPI,I2C），最多達8個定時器（PWM），8通道的10位A/D轉換模塊。