基于飞思卡尔HCS08的汽车ECAS设计

图二 车身高度检测电路
Fig 2 detection circuit of vehicle’s height
2.3 信号控制输出模块
ECU 采用PWM 方式输出控制电磁阀的开启，根据当前实际高度与预期调节高度的偏差
来输出控制信号。ECU 计算电磁阀的调节脉冲长度，如果需要调节的高度量大、由于没有过
冲危险,ECU 将给出一个长的脉冲，同时，快的上升速度将减小脉冲长度，这样就能精确控
制车辆的高度调节速度，极大的避免了高度的过冲及振荡调节.对于电磁阀的驱动，本设计
选用了安森美半导体公司生产的NUD3124 继电器驱动芯片。NUD3124(汽车版本)器件的高
反向雪崩能量容量(350mJ)可以控制大多数用于汽车应用的继电器。控制信号经过光耦隔离
后输出给NUD3124 驱动芯片，由NUD3124 驱动电磁阀工作，并在NUD3电感器生产厂家124 的输出端加了
一个二极管保护电路。
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。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电感器市场需求和发光二极管显示。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。

Fig 3 the structured flowchart of main program
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]，验证本功率电感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 数控液压伺服振电感生产动测试系统、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

大电流电感