单片机在汽车电控空气悬架系统中的应用

引言

　　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。

　　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。