单片机在汽车电控空气悬架系统中的应用

　　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。

　　2.2 信号传感输入模块

　　该模块主要由3个高度传感器和1个速度传感器构成。车身高度传感器等效电感串联电阻。等效电感0°转角时对应约20mH，-45°转角时对应约8mH，+45°转角时对应约35mH。等效电阻120Ω。为此设计了LC三点式振荡电路来检测车身高度传感器传来的信号，即设计一个正弦波发生器，由TL082元件及外围电路构成，正弦波的频率随高度传感器等效电感的变化而不断变化，而后经比较器出来一个频率随电感不断变化的方波，经三极管放大和光耦隔离后输入到MCU的输入捕捉端口。MCU通过检测这一不断变化的频率来实现对高度传感器传来信号的检测。电路如图2所示，对速度传感器信号的检测也是通过检测其频率实现的，原理同高度传感输入电路类似。