一种半主动悬架控制器的制作方法

本实用新型涉及一种半主动悬架控制器。

背景技术：

传统悬架参数一经选定就难以改变，因此在设计过程中通常寻找一个最佳的折中方案来确定参数。也就是只有在特定工况下，车辆的性能才是最佳的；一旦工况发生改变(例如路面变化、车辆行驶时的加速、制动、转向状态变化)，其性能将会变差，这意味着传统悬架难以同时满足舒适性和稳定性的要求，从而限制了车辆性能的进一步提高。

随着技术的发展和制造工艺的提高，使得可控悬架在车辆的应用成为可能，对悬架系统采用智能控制，使其能根据不同路况而具有不同的性能，从而协调平顺性和稳定性之间的矛盾，也为扩展传统悬架功能提供了可能性。半主动悬架就是这样一种可控悬架，它不改变悬架刚度而只改变悬架阻尼，来实现对悬架性能的调节，因此也称之为阻尼可控式悬架。但这种悬架的不足之处是，阻尼预设好以后再工作过程中不能随时调整，不能很好地适应工况变化。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种能通过调节悬架减振器电液比例阀的控制电流，实现对阻尼参数的调节，从而改善履带车辆行驶平顺性和稳定性的装置。

本实用新型是由以下技术方案实现的：

一种半主动悬架控制器，包括上盖板、壳体、电源指示灯、电连接器、控制电路板和电源电路板，控制电路板、电源电路板装在壳体中，电源指示灯、电连接器装在壳体上，控制电路板由档位信息输入电路、温度变送电路、主机电路、RS232通迅电路、电液比例阀驱动电路、双端口RAM电路、从机电路、RS422通迅电路组成，档位信息输入电路由光耦PC827构成，将半主动悬架软、自动、硬三个档位信号隔离后转为5V电平信号送入主机电路，温度变送电路由集成运算放大器LM124组成，集成运算放大器LM124组成比例放大电路，将悬架减振器的温度值放大后送入主机电路，主机电路由单片机P89V51RD2、A/D转换器PCF8591、模拟电子开关CD4051、看门狗定时器X25045组成，单片机P89V51RD2通过I²C总线读取经A/D转换器PCF8591转换后的悬架减振器的温度值，同时读取档位信息输入电路的半主动悬架软、自动、硬三个档位信号，经处理后，生成PWM控制信号送至电液比例阀驱动电路，模拟电子开关CD4051将温度变送电路送来的悬架减振器的温度值，依次送入A/D转换器PCF8591，看门狗定时器X25045负责监控单片机P89V51RD2的运行，防止单片机P89V51RD2运行的程序跑飞或死机，RS232通迅电路由集成电路MAX232组成，经过集成电路MAX232电平转换，单片机P89V51RD2可以通过串口和PC机进行通信，电液比例阀驱动电路由光耦PC847、场效应管IRFP250组成，由单片机P89V51RD2送来的PWM控制信号经光耦PC847隔离后，控制场效应管IRFP250的导通或截止，场效应管IRFP250的源极D接电液比例阀的控制线圈，从而改变电液比例阀的阀门开度，实现调节悬架减振器阻尼参数的作用，双端口RAM电路由集成电路IDT7130组成，集成电路IDT7130实现主机电路和从机电路数据共享，从机电路由单片机P89V51RD2、看门狗定时器X25045组成。看门狗定时器X25045负责监控单片机P89V51RD2的运行，防止单片机P89V51RD2运行的程序跑飞或死机，从机电路中的单片机P89V51RD2通过RS422通迅电路的RS-422总线串口通讯实现对主控节点发出的车速信号的采集，同时把双端口RAM电路IDT7130存储的由主机电路的单片机P89V51RD2发送的档位状态信号传递给主控节点，RS422通迅电路由集成电路MAX491组成，电源电路板(7)由电源电路组成，电源电路使用DC-DC直流电源模块，将直流28V分别转换为直流5V、12V、15V的工作电压，提供给控制电路板(6)中的各电路。

本实用新型结构简单，使用可靠。

附图说明

图1为本实用新型的等轴视图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型由上盖板1、壳体2、电源指示灯3、电连接器CZ I 4、电连接器CZ II 5、控制电路板6和电源电路板。

如图2所示，控制电路板6、电源电路板7为本实用新型的核心部件。如图3所示，控制电路板6由档位信息输入电路、温度变送电路、主机电路、RS232通迅电路、电液比例阀驱动电路、双端口RAM电路、从机电路、RS422通迅电路组成。电源电路板7由电源电路组成，为控制电路板6各电路提供工作电源。

档位信息输入电路由光耦PC827构成，将半主动悬架软、自动、硬三个档位信号隔离后转为5V电平信号送入主机电路。

温度变送电路由集成运算放大器LM124组成，集成运算放大器LM124组成比例放大电路，将悬架减振器的温度值放大后送入主机电路。

主机电路由单片机P89V51RD2、A/D转换器PCF8591、模拟电子开关CD4051、看门狗定时器X25045组成。P89V51RD2是Philips公司生产的一款80C51微控制器，包含64KB Flash和1024字节的数据RAM。单片机P89V51RD2通过I²C总线读取经A/D转换器PCF8591转换后的悬架减振器的温度值，同时读取档位信息输入电路的半主动悬架软、自动、硬三个档位信号，经处理后，生成PWM控制信号送至电液比例阀驱动电路。模拟电子开关CD4051将温度变送电路送来的悬架减振器的温度值，依次送入A/D转换器PCF8591。看门狗定时器X25045负责监控单片机P89V51RD2的运行，防止单片机P89V51RD2运行的程序跑飞或死机。

PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591内部含有8-bit逐次逼近A/D转换器电路，将模拟电子开关CD4051送来的悬架减振器的温度值，进行A/D转换后通过I²C总线发送到单片机P89V51RD2。

模拟电子开关CD4051，是单8通道数字控制模拟电子开关，有A、B和C三个二进制控制输入端以及INH共4个输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。模拟电子开关CD4051将温度变送电路送来的悬架减振器的温度值，依次送入A/D转换器PCF8591。

看门狗定时器X25045是美国Xicor公司的生产的标准化8脚集成电路，它将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性。看门狗定时器X25045负责监控单片机P89V51RD2的运行，防止单片机P89V51RD2运行的程序跑飞或死机。

RS232通迅电路由集成电路MAX232组成，MAX232是一种双组驱动器/接收器，片内含有一个电容性电压发生器以便在单5V电源供电时提供EIA/TIA-232-E电平。经过集成电路MAX232电平转换，单片机P89V51RD2可以通过串口和PC机进行通信。

电液比例阀驱动电路由光耦PC847、场效应管IRFP250组成，由单片机P89V51RD2送来的PWM控制信号经光耦PC847隔离后，控制场效应管IRFP250的导通或截止，场效应管IRFP250的源极D接电液比例阀的控制线圈，从而改变电液比例阀的阀门开度，实现调节悬架减振器阻尼参数的作用。

双端口RAM电路由集成电路IDT7130组成，集成电路IDT7130芯片内部有1K字节的存储空间，拥有两套独立的控制、数据、地址总线，允许两个独立的计算机系统同时异步访问同一个存储单元，集成电路IDT7130实现主机电路和从机电路数据共享。

从机电路由单片机P89V51RD2、看门狗定时器X25045组成。看门狗定时器X25045负责监控单片机P89V51RD2的运行，防止单片机P89V51RD2运行的程序跑飞或死机。从机电路中的单片机P89V51RD2通过RS-422总线串口通讯实现对主控节点发出的车速信号的采集，同时把双端口RAM电路IDT7130存储的由主机电路的单片机P89V51RD2发送的档位状态信号传递给主控节点。

RS422通迅电路由集成电路MAX491组成，集成电路MAX491是用于RS-422通信的低功耗收发器，每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。可以实现最高2.5Mbps的传输速率。这些收发器在驱动器禁用的空载或满载状态下，吸取的电源电流在120μA至500μA之间。所有器件都工作在5V单电源下。驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态。接收器输入具有失效保护特性，当输入开路时，可以确保逻辑高电平输出，具有较高的抗干扰性能。

电源电路使用DC-DC直流电源模块，选用型号DC-DC模块为SF24S5-10W、SF24S12-10W、SF24D15-10W，将直流28V分别转换为直流5V、12V、15V的工作电压，提供给控制电路板6中的各电路。

本实用新型采集驾驶员操作面板上的半主动悬架软、自动、硬三个档位信号，同时采集悬架减振器的温度。根据驾驶员选择的档位信号、减振器温度信号以及主节点传来的车速信号查表获得控制电流值，通过调节悬架减振器电液比例阀的控制电流，实现对阻尼参数的调节，改善履带车辆行驶平顺性和稳定性。

本实用新型采集悬架减振器的温度，当悬架减振器中有一路温度超过120℃时，将电液比例阀的控制电流变为0.0A。当温度低于110℃时，回到档位控制的工作状态。

本实用新型具有起、制动悬挂变硬控制功能，当车速变化率大于等于2km/s²时，控制电流变为0.8A，使得悬挂自动变硬。当车速变化率小于2km/s²时，回到所在档位控制的工作状态。

本实用新型具有监测悬架减振器温度传感器线路以及电液比例阀控制线路的开路和短路故障的功能。当温度传感器线路任何一路出现开路或短路故障或者电液比例阀控制线路任何一路出现开路或短路故障，本实用新型前端的电源指示灯将闪烁，表明有线路故障。本实用新型通电后，电源指示灯常亮，表明系统工作正常。当线路出现故障的时，将通过RS422总线向主节点发送故障信息。