本實用新型涉及一種半主動懸架控制器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)懸架參數(shù)一經(jīng)選定就難以改變，因此在設(shè)計過程中通常尋找一個最佳的折中方案來確定參數(shù)。也就是只有在特定工況下，車輛的性能才是最佳的；一旦工況發(fā)生改變(例如路面變化、車輛行駛時的加速、制動、轉(zhuǎn)向狀態(tài)變化)，其性能將會變差，這意味著傳統(tǒng)懸架難以同時滿足舒適性和穩(wěn)定性的要求，從而限制了車輛性能的進(jìn)一步提高。

隨著技術(shù)的發(fā)展和制造工藝的提高，使得可控懸架在車輛的應(yīng)用成為可能，對懸架系統(tǒng)采用智能控制，使其能根據(jù)不同路況而具有不同的性能，從而協(xié)調(diào)平順性和穩(wěn)定性之間的矛盾，也為擴展傳統(tǒng)懸架功能提供了可能性。半主動懸架就是這樣一種可控懸架，它不改變懸架剛度而只改變懸架阻尼，來實現(xiàn)對懸架性能的調(diào)節(jié)，因此也稱之為阻尼可控式懸架。但這種懸架的不足之處是，阻尼預(yù)設(shè)好以后再工作過程中不能隨時調(diào)整，不能很好地適應(yīng)工況變化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的是提供一種能通過調(diào)節(jié)懸架減振器電液比例閥的控制電流，實現(xiàn)對阻尼參數(shù)的調(diào)節(jié)，從而改善履帶車輛行駛平順性和穩(wěn)定性的裝置。

本實用新型是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種半主動懸架控制器，包括上蓋板、殼體、電源指示燈、電連接器、控制電路板和電源電路板，控制電路板、電源電路板裝在殼體中，電源指示燈、電連接器裝在殼體上，控制電路板由檔位信息輸入電路、溫度變送電路、主機電路、RS232通迅電路、電液比例閥驅(qū)動電路、雙端口RAM電路、從機電路、RS422通迅電路組成，檔位信息輸入電路由光耦PC827構(gòu)成，將半主動懸架軟、自動、硬三個檔位信號隔離后轉(zhuǎn)為5V電平信號送入主機電路，溫度變送電路由集成運算放大器LM124組成，集成運算放大器LM124組成比例放大電路，將懸架減振器的溫度值放大后送入主機電路，主機電路由單片機P89V51RD2、A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591、模擬電子開關(guān)CD4051、看門狗定時器X25045組成，單片機P89V51RD2通過I²C總線讀取經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591轉(zhuǎn)換后的懸架減振器的溫度值，同時讀取檔位信息輸入電路的半主動懸架軟、自動、硬三個檔位信號，經(jīng)處理后，生成PWM控制信號送至電液比例閥驅(qū)動電路，模擬電子開關(guān)CD4051將溫度變送電路送來的懸架減振器的溫度值，依次送入A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591，看門狗定時器X25045負(fù)責(zé)監(jiān)控單片機P89V51RD2的運行，防止單片機P89V51RD2運行的程序跑飛或死機，RS232通迅電路由集成電路MAX232組成，經(jīng)過集成電路MAX232電平轉(zhuǎn)換，單片機P89V51RD2可以通過串口和PC機進(jìn)行通信，電液比例閥驅(qū)動電路由光耦PC847、場效應(yīng)管IRFP250組成，由單片機P89V51RD2送來的PWM控制信號經(jīng)光耦PC847隔離后，控制場效應(yīng)管IRFP250的導(dǎo)通或截止，場效應(yīng)管IRFP250的源極D接電液比例閥的控制線圈，從而改變電液比例閥的閥門開度，實現(xiàn)調(diào)節(jié)懸架減振器阻尼參數(shù)的作用，雙端口RAM電路由集成電路IDT7130組成，集成電路IDT7130實現(xiàn)主機電路和從機電路數(shù)據(jù)共享，從機電路由單片機P89V51RD2、看門狗定時器X25045組成?？撮T狗定時器X25045負(fù)責(zé)監(jiān)控單片機P89V51RD2的運行，防止單片機P89V51RD2運行的程序跑飛或死機，從機電路中的單片機P89V51RD2通過RS422通迅電路的RS-422總線串口通訊實現(xiàn)對主控節(jié)點發(fā)出的車速信號的采集，同時把雙端口RAM電路IDT7130存儲的由主機電路的單片機P89V51RD2發(fā)送的檔位狀態(tài)信號傳遞給主控節(jié)點，RS422通迅電路由集成電路MAX491組成，電源電路板(7)由電源電路組成，電源電路使用DC-DC直流電源模塊，將直流28V分別轉(zhuǎn)換為直流5V、12V、15V的工作電壓，提供給控制電路板(6)中的各電路。

本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型的等軸視圖；

圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的原理框圖。

具體實施方式

如圖1-3所示，本實用新型由上蓋板1、殼體2、電源指示燈3、電連接器CZ I 4、電連接器CZ II 5、控制電路板6和電源電路板。

如圖2所示，控制電路板6、電源電路板7為本實用新型的核心部件。如圖3所示，控制電路板6由檔位信息輸入電路、溫度變送電路、主機電路、RS232通迅電路、電液比例閥驅(qū)動電路、雙端口RAM電路、從機電路、RS422通迅電路組成。電源電路板7由電源電路組成，為控制電路板6各電路提供工作電源。

檔位信息輸入電路由光耦PC827構(gòu)成，將半主動懸架軟、自動、硬三個檔位信號隔離后轉(zhuǎn)為5V電平信號送入主機電路。

溫度變送電路由集成運算放大器LM124組成，集成運算放大器LM124組成比例放大電路，將懸架減振器的溫度值放大后送入主機電路。

主機電路由單片機P89V51RD2、A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591、模擬電子開關(guān)CD4051、看門狗定時器X25045組成。P89V51RD2是Philips公司生產(chǎn)的一款80C51微控制器，包含64KB Flash和1024字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM。單片機P89V51RD2通過I²C總線讀取經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591轉(zhuǎn)換后的懸架減振器的溫度值，同時讀取檔位信息輸入電路的半主動懸架軟、自動、硬三個檔位信號，經(jīng)處理后，生成PWM控制信號送至電液比例閥驅(qū)動電路。模擬電子開關(guān)CD4051將溫度變送電路送來的懸架減振器的溫度值，依次送入A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591?？撮T狗定時器X25045負(fù)責(zé)監(jiān)控單片機P89V51RD2的運行，防止單片機P89V51RD2運行的程序跑飛或死機。

PCF8591是一個單片集成、單獨供電、低功耗、8-bit CMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591內(nèi)部含有8-bit逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器電路，將模擬電子開關(guān)CD4051送來的懸架減振器的溫度值，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后通過I²C總線發(fā)送到單片機P89V51RD2。

模擬電子開關(guān)CD4051，是單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)，有A、B和C三個二進(jìn)制控制輸入端以及INH共4個輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。模擬電子開關(guān)CD4051將溫度變送電路送來的懸架減振器的溫度值，依次送入A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591。

看門狗定時器X25045是美國Xicor公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化8腳集成電路，它將EEPROM、看門狗定時器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性?？撮T狗定時器X25045負(fù)責(zé)監(jiān)控單片機P89V51RD2的運行，防止單片機P89V51RD2運行的程序跑飛或死機。

RS232通迅電路由集成電路MAX232組成，MAX232是一種雙組驅(qū)動器/接收器，片內(nèi)含有一個電容性電壓發(fā)生器以便在單5V電源供電時提供EIA/TIA-232-E電平。經(jīng)過集成電路MAX232電平轉(zhuǎn)換，單片機P89V51RD2可以通過串口和PC機進(jìn)行通信。

電液比例閥驅(qū)動電路由光耦PC847、場效應(yīng)管IRFP250組成，由單片機P89V51RD2送來的PWM控制信號經(jīng)光耦PC847隔離后，控制場效應(yīng)管IRFP250的導(dǎo)通或截止，場效應(yīng)管IRFP250的源極D接電液比例閥的控制線圈，從而改變電液比例閥的閥門開度，實現(xiàn)調(diào)節(jié)懸架減振器阻尼參數(shù)的作用。

雙端口RAM電路由集成電路IDT7130組成，集成電路IDT7130芯片內(nèi)部有1K字節(jié)的存儲空間，擁有兩套獨立的控制、數(shù)據(jù)、地址總線，允許兩個獨立的計算機系統(tǒng)同時異步訪問同一個存儲單元，集成電路IDT7130實現(xiàn)主機電路和從機電路數(shù)據(jù)共享。

從機電路由單片機P89V51RD2、看門狗定時器X25045組成?？撮T狗定時器X25045負(fù)責(zé)監(jiān)控單片機P89V51RD2的運行，防止單片機P89V51RD2運行的程序跑飛或死機。從機電路中的單片機P89V51RD2通過RS-422總線串口通訊實現(xiàn)對主控節(jié)點發(fā)出的車速信號的采集，同時把雙端口RAM電路IDT7130存儲的由主機電路的單片機P89V51RD2發(fā)送的檔位狀態(tài)信號傳遞給主控節(jié)點。

RS422通迅電路由集成電路MAX491組成，集成電路MAX491是用于RS-422通信的低功耗收發(fā)器，每個器件中都具有一個驅(qū)動器和一個接收器?？梢詫崿F(xiàn)最高2.5Mbps的傳輸速率。這些收發(fā)器在驅(qū)動器禁用的空載或滿載狀態(tài)下，吸取的電源電流在120μA至500μA之間。所有器件都工作在5V單電源下。驅(qū)動器具有短路電流限制，并可以通過熱關(guān)斷電路將驅(qū)動器輸出置為高阻狀態(tài)。接收器輸入具有失效保護(hù)特性，當(dāng)輸入開路時，可以確保邏輯高電平輸出，具有較高的抗干擾性能。

電源電路使用DC-DC直流電源模塊，選用型號DC-DC模塊為SF24S5-10W、SF24S12-10W、SF24D15-10W，將直流28V分別轉(zhuǎn)換為直流5V、12V、15V的工作電壓，提供給控制電路板6中的各電路。

本實用新型采集駕駛員操作面板上的半主動懸架軟、自動、硬三個檔位信號，同時采集懸架減振器的溫度。根據(jù)駕駛員選擇的檔位信號、減振器溫度信號以及主節(jié)點傳來的車速信號查表獲得控制電流值，通過調(diào)節(jié)懸架減振器電液比例閥的控制電流，實現(xiàn)對阻尼參數(shù)的調(diào)節(jié)，改善履帶車輛行駛平順性和穩(wěn)定性。

本實用新型采集懸架減振器的溫度，當(dāng)懸架減振器中有一路溫度超過120℃時，將電液比例閥的控制電流變?yōu)?.0A。當(dāng)溫度低于110℃時，回到檔位控制的工作狀態(tài)。

本實用新型具有起、制動懸掛變硬控制功能，當(dāng)車速變化率大于等于2km/s²時，控制電流變?yōu)?.8A，使得懸掛自動變硬。當(dāng)車速變化率小于2km/s²時，回到所在檔位控制的工作狀態(tài)。

本實用新型具有監(jiān)測懸架減振器溫度傳感器線路以及電液比例閥控制線路的開路和短路故障的功能。當(dāng)溫度傳感器線路任何一路出現(xiàn)開路或短路故障或者電液比例閥控制線路任何一路出現(xiàn)開路或短路故障，本實用新型前端的電源指示燈將閃爍，表明有線路故障。本實用新型通電后，電源指示燈常亮，表明系統(tǒng)工作正常。當(dāng)線路出現(xiàn)故障的時，將通過RS422總線向主節(jié)點發(fā)送故障信息。