应用软件系统 基于MC9S08GB60单片机为控制核心的汽车电控空气悬架系(2)

2.4 电源模块，操作界面模块及其他扩展功能模块

ECAS 系统主要有两种电压源，一是24V 电压源，二是3V 电压源。其中3V 电压源分数字电压源和模拟电压源。应用软件系统24V 电源是由车辆自身电源引出，然后经π 型滤波，再经稳压管稳压，在经过一个滤波电路最终得到一个稳定的24V 电压源。3V 电压源与此类似，只是须要在数字电源和模拟电源之间加上一个隔离电阻，以防串扰。

操作界面主要是键盘输入和发光二极管显示。当司机要手动控制阻尼和车高的时候，便可通过键盘输入其操作，然后相应的发光二极管亮，显示其输入。键盘输入经过了滤波，光耦隔离和IC106 滤波及保护，最终送入ECU，然后ECU 输出控制驱动相应发光二极管点亮。其他模块主要包括便于日后升级的接口，以及RS485 通信，大容量存储器等。大容量存储器采用了ATMAL 公司的AT24C1024，其通过PTC2/SDA 和PTC3/SCL 与单片机相连;RS485用典型接法即可，芯片采用max3485;其他未用引脚均通过插槽引出，以便于日后升级之用。

3 汽车ECAS的软件设计方案

空气悬架电子控制单元(ECAS)应用软件由系统初始化模块、判断手动自动调高模块、信号采集模块，键盘响应模块，输出控制模块等构成。主程序为一循环体，它担负调节车身高度和阻尼的任务，车身高度信号经传感器转换为具有一定占空比的方波信号，然后经过与微处理器中预设的标定高度进行比较，输出控制信号，当快达到标定高度时，减小输出信号的占空比，以防止过充。具体主程序框图如图三所示。

4 试验及结果分析

本设计做了两自由度1/4 车辆空气悬架试验，通过在一定频率特性下，对比分析电控空气悬架和被动空气悬架在相同的路面激励下，得到不同的悬架动行程，车辆动载荷及垂直加速度，来验证本设计的可行性[4]，验证本设计是否达到了提高车辆行驶平顺性和乘坐舒适型的目的。为下一步将科研成果转换成汽车电子产品提供技术储备和试验手段。

本试验系统用到了美国 INSTRON 公司8800 数控液压伺服振动测试系统、空气弹簧、减振器、本文设计的控制器、加速度传感器、车身高度传感器、速度传感器，Wavebook 信号采集器、电脑等。试验原理如图四所示.试验系统上多加了两个传感器，分别是加速度传感器和压力传感器，加这两个传感器是为了测出簧上垂直加速度和轮胎动载荷。本试验过程中激励信号采用模拟B 级路面、车速50km/h 的白噪声随机输入信号，试验时间30s，采样间隔0.01s，空气弹簧工作高度275mm，分别采集空气悬架加控制器前、后的簧上质量垂直振动加速度，悬架动行程和轮胎动载荷。实验结果如图五所示，通过本实验我们可以看出用本文所设计的电控空气悬架系统明显在悬架动行程，车辆动载荷和垂直加速度三项指标上都比被动悬架有明显的改善，其中簧上质量垂直振动加速度的均方根值下降了12.89%说明本文所设计的控制器有效地改善了车轮的行驶平顺性，得到了较好的悬架特性，有实际应用的价值!

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