專利名稱:一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種汽車半主動懸架控制設(shè)備,尤其涉及一種基于單片機的汽車主動懸架控制裝置。
背景技術(shù):
車輛懸架的半主動控制技術(shù)是近年來車輛懸架研究的熱點課題,半主動懸架工作時幾乎不消耗發(fā)動機的功率,不需向懸架系統(tǒng)施加外部能源,只需適時地改變懸架的阻尼元件或彈性元件的參數(shù)即可,結(jié)構(gòu)簡單,造價低,而減振效果接近于主動懸架,因此半主動懸架的性能價格比高,具有更為現(xiàn)實的應用價值,受到國際上各大汽車公司和研究人員的廣泛重視,并且根據(jù)路面來適時的調(diào)節(jié)懸架的軟硬程度,調(diào)節(jié)車輛懸架系統(tǒng)的阻尼狀態(tài)來降低車身的振動幅度,將有著重要的意義?!ぐl(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種基于單片機的汽車主動懸架控制裝置,該裝置根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊所采集的車身振動加速度,油氣懸架氣體壓力,減振器的溫度等數(shù)據(jù),實時地改變懸架阻尼系數(shù),并通過控制電磁閥的電流來控制節(jié)流孔開度,以實現(xiàn)對阻尼力的調(diào)節(jié)。如上構(gòu)思,本實用新型的技術(shù)方案是一種基于單片機的汽車主動懸架控制裝置,其特征在于包括電源驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及MIC總線通訊模塊;其中數(shù)據(jù)采集模塊通過信號開關(guān)芯片和A/D轉(zhuǎn)換芯片與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端口連接,數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端口分別與數(shù)據(jù)存儲模塊和PWM電路連接,同時數(shù)據(jù)處理模塊和MIC總線通訊模塊之間通過網(wǎng)口連接;PWM電路與電磁閥連接;電源驅(qū)動模塊為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊供電。上述數(shù)據(jù)采集模塊包括溫度傳感器、加速度傳感器、壓力傳感器和電流互感器。上述電源驅(qū)動模塊由電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S5-5W和SF24S15-10W組成,其中電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S5-5W分別給數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及數(shù)據(jù)存儲模塊供電,電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S15-10W給電源互感器供電。上述數(shù)據(jù)處理模塊采用單片機P89V51RD2。上述信號轉(zhuǎn)換芯片采用4051。上述A/D轉(zhuǎn)換芯片采用PCF8591。上述溫度傳感器采用ptlOO,其通過溫度變送器與信號開關(guān)芯片連接,信號開關(guān)芯片與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接。上述加速度傳感器的型號為4000A,其直接與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接。上述壓力傳感器的型號為HM10,電流互感器的型號為MSQ-125,它們分別與信號開關(guān)芯片連接,信號開關(guān)芯片與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接。上述數(shù)據(jù)存儲模塊的型號為24C256。[0014]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,工作穩(wěn)定,消耗功率小。根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊所采集的車身振動加速度,油氣懸架氣體壓力,減振器的溫度等數(shù)據(jù),實時地改變懸架阻尼系數(shù)。為了實現(xiàn)實時的控制,系統(tǒng)只設(shè)軟、中、硬三個檔位。執(zhí)行機構(gòu)采用電液比例閥,即通過控制通過電磁閥的電流來控制節(jié)流孔開度,以實現(xiàn)對阻尼力的調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)控制懸架的作動力,使懸架總是處于最佳減振狀態(tài),提高車輛的平順性。
圖1為本實用新型的硬件結(jié)構(gòu)框圖;圖2為本實用新型的溫度變送器電路圖;圖3為本實用新型的PWM控制電路圖。
具體實施方式
參照圖1 :一種基于單片機的汽車主動懸架控制裝置,由包括電源驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、單片機P89V51RD2、數(shù)據(jù)存儲模塊24C256以及MIC總線通訊模塊組成。其中數(shù)據(jù)采集模塊通過信號開關(guān)芯片4051和A/D轉(zhuǎn)換芯片PCF8591與單片機P89V51RD2的輸入端口連接,單片機P89V51RD2的輸出端口分別與數(shù)據(jù)存儲模塊24C256和PWM電路連接,同時單片機P89V51RD2和MIC總線通訊模塊之間通過網(wǎng)口連接;PWM電路與電磁閥連接;電源驅(qū)動模塊為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊供電。上述數(shù)據(jù)采集模塊由溫度傳感器、加速度傳感器、壓力傳感器和電流互感器組成。其中溫度傳感器采用ptioo,其通過溫度變送器與信號開關(guān)芯片連接,信號開關(guān)芯片與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接;加速度傳感器型號為4000A,其直接與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接;壓力傳感器型號為HM10,電流互感器型號為MSQ-125,它們分別與信號開關(guān)芯片連接,信號開關(guān)芯片與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接。上述電源驅(qū)動模塊由電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S5-5W和SF24S15-10W組成,其中電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S5-5W分別給數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及數(shù)據(jù)存儲模塊供電,電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S15-10W給電源互感器供電。參照圖2 :溫度傳感器采用鉬電阻溫度傳感器ptlOO,此傳感器電阻阻值隨著外界溫度的升高而增大,具有靈敏度高,工作可靠的特點。但其線性度不好,需要變送電路來改善其線性度。該電路采用正反饋進行線性補償。PT端接溫度傳感器ptlOO,通過電橋把電阻的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化,并經(jīng)過運放LM224進行放大處理。VT為輸出,并把一定的正反饋量引入到電源輸入端,經(jīng)過加法器和電壓跟隨器,給電橋供電。經(jīng)過實際的檢驗,此溫度變送器具有較高的線性度。參照圖3,本裝置通過PWM輸出來控制通過電磁閥的電流。但是當長時間使用時,電磁閥過熱,其電阻增加,從而導致通過電流閥的電流減小,偏離控制目標,勢必影響懸架的控制性能。通過電流互感器可以測得通過電磁閥的電流,并把測得的數(shù)據(jù)送入單片機,通過PID控制算法調(diào)整PWM的參數(shù)設(shè)定,以實現(xiàn)電磁閥恒流輸出。LHl為霍爾傳感器,f I端接負載。當ptl端注入PWM脈沖時,負載電路就能夠適時的接通和斷開?;魻杺鞲衅骺梢愿袘撦d電路的電流,通過電位器將其轉(zhuǎn)化成電壓信號i/vl,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化后送入單片機。此模塊還有故障診斷的功能,電路中接入了熔斷電阻,當電磁閥短路時,輸出電流過大,導致熔斷斷開,時輸出電流為零,電流互感器能及時檢測到此信息并送給單片機。本實用新型的工作過程如下一開始,啟動汽車半主動懸架控制裝置,等待系統(tǒng)完成初始化后,各種傳感器開始工作,采集汽車運行過程中的懸架的運動參數(shù)等,通過A/D轉(zhuǎn)換將這些信號參數(shù)傳遞給單片機控制器,通過單片機中的PID控制算法,發(fā)出PWM脈寬調(diào)制信號來控制電磁閥的電流來控制節(jié)流孔開度,從而實現(xiàn)控制懸架的作動力,使懸架總是處于最佳減振狀態(tài),提高車輛的平順性。
權(quán)利要求1.一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于包括電源驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及MIC總線通訊模塊;其中數(shù)據(jù)采集模塊通過信號開關(guān)芯片和A/D轉(zhuǎn)換芯片與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端口連接,數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端口分別與數(shù)據(jù)存儲模塊和PWM電路連接,同時數(shù)據(jù)處理模塊和MIC總線通訊模塊之間通過網(wǎng)口連接;PWM電路與電磁閥連接;電源驅(qū)動模塊為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述數(shù)據(jù)采集模塊包括溫度傳感器、加速度傳感器、壓力傳感器和電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述電源驅(qū)動模塊由電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S5-5W和SF24S15-10W組成,其中電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S5-5W分別給數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及數(shù)據(jù)存儲模塊供電,電源轉(zhuǎn)換芯片SF24S15-10W給電源互感器供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述數(shù)據(jù)處理模塊采用單片機P89V51RD2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述信號轉(zhuǎn)換芯片采用4051。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述A/D轉(zhuǎn)換芯片采用PCF8591。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述溫度傳感器采用ptlOO,其通過溫度變送器與信號開關(guān)芯片連接,信號開關(guān)芯片與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述加速度傳感器的型號為4000A,其直接與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述壓力傳感器的型號為HM10,電流互感器的型號為MSQ-125,它們分別與信號開關(guān)芯片連接,信號開關(guān)芯片與A/D轉(zhuǎn)換芯片連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的汽車半主動懸架控制裝置,其特征在于上述數(shù)據(jù)存儲模塊的型號為24C256。
專利摘要一種基于單片機的汽車主動懸架控制裝置,包括電源驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及MIC總線通訊模塊;其中數(shù)據(jù)采集模塊通過信號開關(guān)芯片和A/D轉(zhuǎn)換芯片與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端口連接,數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端口分別與數(shù)據(jù)存儲模塊和PWM電路連接,同時數(shù)據(jù)處理模塊和MIC總線通訊模塊之間通過網(wǎng)口連接;PWM電路與電磁閥連接;電源驅(qū)動模塊為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊供電。本裝置根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊所采集的車身振動加速度,油氣懸架氣體壓力,減振器的溫度等數(shù)據(jù),實時地改變懸架阻尼系數(shù),并通過控制電磁閥的電流來控制節(jié)流孔開度,以實現(xiàn)對阻尼力的調(diào)節(jié)。
文檔編號B60G17/015GK202847370SQ20122014093
公開日2013年4月3日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者閆光輝, 關(guān)志偉, 童敏勇, 王少華 申請人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學