基于Freescale单片机的电子控制空气悬架模糊PID控制

基于Freescale单片机的电子控制空气悬架模糊PID控制

基于Freescale单片机的电子控制空气悬架模糊PID控制
电子控制空气悬架（ECAS）以电子控制模块为控制核心，对空气悬架参数进行实时控
制，能自动控制车辆悬架的刚度、阻尼系数及车身高度等参数；汽车在各种路面、各种
工况条件下能实现主动调节、主动控制，并增加了许多辅助功能（如故障诊断功能等）
；可最大限度地提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性，可满足现代汽车对乘坐舒适性、
行驶安全性的更高要求。目前在欧洲一些国家的大型客车中已经大量应用。我国在20世
纪50年代就对空气弹簧进行了研究，但是许多研究成果的产业转化率非常低，导致许多
有价值的研究没能继续坚持和深入下去，使我国汽车悬架技术的研究和应用与欧美等发
达国家相比明显落后。目前在国内还没有汽车公司能够独立设计出并向市场提供比较成
熟的空气悬架电子控制单元[1]。因此，研究空气悬架电子控制单元，尽快缩小与国外在
电控空气悬架系统应用方面的差距，具有非常现实的意义。

本文以YBL6891H型客车为控制对象。该客车原本以车身高度为主要控制目标，当载荷改
变时，车身高度维持在某一范围内不变，没有真正地涉及到对客车行驶平顺性的改善。
本文以该客车的1/4车辆模型为基础，采用模糊PID控制算法调节空气弹簧的刚度，以降
低车身垂直加速度为主要目标，从而实现对客车行驶平顺性的改善。采用Freescale公司
的MC9S08GB60A单片机为控制芯片，设计了电子控制单元。

1 系统硬件设计方案

系统的总体结构如图1所示。图中的虚线部分是两自由度1/4车辆模型，控制系统的MCU采
用了Freescale半导体公司的MC9S08GB60A，该处理器可靠性高、抗干扰能力强，被广泛
应用于汽车电子产品。总体电路结构由ECU、高度传感器、速度传感器、加速度传感器及
其检测电路、键盘（用于模式选择以及手动模式下的控制）、指示灯