CN107499083B - 带自保护的多路调节油气悬架控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带自保护的多路调节油气悬架控制系统及方法，包括MCU控制处理单元、过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计、多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计、多路高电平输出控制电路设计、多路调节控制流程设计。本发明的带自保护的多路调节油气悬架控制方法中，多路调节油气悬架设计，可以有效的应用于多种不同的车型和应用环境，增强产品的可扩展性和实用性，同时，带自保护的设计，可以在保证油气悬架控制方法可靠稳定工作的同时，增强使用人员的安全性。

Description

带自保护的多路调节油气悬架控制系统及方法

技术领域

本发明涉及油气悬架设计技术领域，尤其涉及带自保护的多路调节油气悬架控制方法。

背景技术

油气悬架(hydro pneumatic suspension)是一种采用油气弹簧的悬架装置，是以油液传递压力、用惰性气体(通常为氮气)作为弹性介质的一种悬架，他的弹性元件为蓄能器，减振元件则为悬架缸内部的节流孔、单向阀等。其能满足在恶劣环境下行驶的车辆的平顺性和操纵稳定性，采用油气悬架可以缓和冲击、减少颠簸，改善驾驶的乘坐舒适与提高车速，对工程效率有实质性的帮助。

一般情况下，在油气悬架控制中，不仅涉及到多路开关信号，如单点上升开关、单点下降开关、单侧上升开关、单侧下降开关、整体上升开关、整体下降开关、中位调节开关、水平调节开关等，而且涉及到多路AD信号，如单点中位位置传感器、单点最高位置传感器、单点最低位置传感器、水平位置传感器等，同时，多路输出控制也分布在整车前、后、左、右等不同位置点的油气悬架控制阀上，如上升控制阀、下降控制阀等。当车上车桥数量增加时，所需的开关信号、AD信号和输出控制的数量也会随之增加。此外，当应用于不同使用环境下的不同车型时，开关信号、AD信号及输出控制的具体数量也各不相同。但目前大多的油气悬架控制方法的设计中，可用的采集路数和输出控制路数一般较少，其适用的车型较为有限，而且油气悬架控制方法本身也缺乏自保护相关的设计。

针对以上情况，本发明公开了带自保护的多路调节油气悬架控制方法。其中，自保护过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计，可以在保证油气悬架控制方法可靠稳定工作的同时，增强使用人员的安全性；多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计、多路高电平输出控制电路设计、多路调节控制流程设计，可以有效的应用于多种不同的车型和应用环境，增强产品的可扩展性和实用性。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出了带自保护的多路调节油气悬架控制方法。

本发明提供了如下的技术方案：

带自保护的多路调节油气悬架控制系统，包括MCU控制处理单元、过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计、多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计、多路高电平输出控制电路设计、多路调节控制流程设计。文中所述的保护设计是指可以进行相关功能的电路结构。

过流保护设计可实现电路的过流检测功能，当电流出现过流现象时，给出相应的过流信号。过压保护设计可实现电压的过压检测功能，当电压出现过压现象时，给出相应的过压信号。短路保护设计可实习电路的短路检测功能，当电流出现短路现象时，给出相应的短路信号。

MCU控制处理单元不仅可以接收多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计提供的开关信号及AD信号，同时还可以接收过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计中提供的的过流、过压、短路信息，通过多路调节控制流程设计，输出对多路高电平输出控制电路设计的控制信号，达到对油气悬架的控制，实现自保护功能和多路调节功能。

其中：

(1)自保护包括过流保护设计、过压保护设计和短路保护设计；

(2)多路开关信号采集电路设计，多路开关信号，如单点上升开关、单点下降开关、单侧上升开关、单侧下降开关、整体上升开关、整体下降开关、中位调节开关、水平调节开关等，可实现对数字信号的采集，其具体路数为17路；

(3)多路AD信号采集电路设计，采集信号的传感器包括单点中位位置传感器、单点最高位置传感器、单点最低位置传感器、水平位置传感器，可实现对模拟信号、传感器信号的擦采集，其具体路数为8路；

(4)多路高电平输出控制电路设计，可实现对高电平设备的控制，如电磁阀、继电器、指示灯等，其具体路数为17路，各路控制均电流可达5A；

带自保护的多路调节油气悬架控制方法，多路调节控制流程设计如下：

第一步：上电初始化，进入等待模式；

第二步：通过多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计，进行数据采集工作；

第三步：未采集到有效数据，进入等待模式；

第四步：采集到有效数据，判断采集到的数据的类别，所述的第三步采集到有效数据包括多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计、多路高电平输出控制电路设计、多路调节控制流程设计的信号、过流保护设计、过压保护设计和短路保护设计的信号的一种或者多种；MCU控制处理单元进行数据处理及逻辑控制，通过多路高电平输出控制电路设计进行控制；

第五步：MCU控制处理单元通过过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计进行实时检测和保护，判断是否出现过流、过压、短路；

第六步：第四步指令执行完成且无故障，进入等待模式；

第七步：第五步判断出现故障，进行故障保护；

第八步：故障消除并断电重启。

本发明的多路调节油气悬架设计，可以有效的应用于多种不同的车型和应用环境，增强产品的可扩展性和实用性，此外，带自保护的设计，可以在保证油气悬架控制方法可靠稳定工作的同时，增强使用人员的安全性。

附图说明

图1是带自保护的多路调节油气悬架控制方法整体结构示意图。

图2是多路调节控制流程设计流程图。

图3是多路开关信号采集电路设计。

图4是多路AD信号采集电路设计。

图5是多路高电平输出控制电路设计。

图6是油气悬架控制方法接口图。

具体实施方式

下面结合附图1-6和具体实施例对本发明进行详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明公开了带自保护的多路调节油气悬架控制系统，包括MCU控制处理单元、过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计、多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计、多路高电平输出控制电路设计、多路调节控制流程设计。

如图3所示，多路开关信号采集电路设计，可实现对数字信号的采集，图3中共显示了带自保护的多路调节油气悬架控制方法的17路开关信号采集电路，S1-S17分别代表17路开关。

以其中一路为例，如图3中301所示，一路开关采集中由三个电阻*R10、RK1、R1和一个二极管D20组成，PE4为MCU接口，S1为需采集状态的开关接口，开关状态发生变化时，即S1状态发生变化，MCU可通过PE4接口采集S1的状态变化，即可实现对数字信号的采集。

如图4所示，多路AD信号采集电路设计，其中，多路AD信号采集电路设计，可实现对模拟信号、传感器信号的采集，图4中共显示了带自保护的多路调节油气悬架控制方法的8路AD信号采集电路，AD1-AD8分别代表8路AD信号。以其中一路为例，如图中401所示，一路AD信号采集电路由电阻*R1、电阻R600、电容C3、静电管C4组成，AN0为MCU接口，AD1为AD信号接口，AD信号发生变化时，即AD1状态发生变化，MCU可通过AN0接口采集AD1的状态变化，即可实现AD信号的采集。

如图5所示，多路高电平输出控制电路设计，多路高电平输出控制电路设计可实现对高电平设备的控制，如电磁阀、继电器、指示灯等，图5中共显示了带自保护的多路调节油气悬架控制方法的17路高电平输出控制电路，各路控制均电流可达5A；OUT1-OUT17分别代表17路高电平输出接口。

以其中一路为例，如图中501所示，一路高电平输出控制电路由电阻R28、电阻R34、电阻R41、电阻R22、电容C100、二极管D100组成，PP2为MCU接口，OUT3为高电平输出接口，MCU可通过PP2接口实现对OUT状态的控制。

如图6所示，油气悬架控制方法接口图。由于带自保护的多路调节油气悬架控制系统中，共涉及到17路开关信号采集、8路AD信号采集、17路高电平输出控制，选择合理的接口设计尤为重要。图6所示的双24路接口设计，不仅可以满足油气悬架控制在数量的要求，同时对油气悬架控制的性能起到足够的保证作用，其中，J3采用的接插件型号为MTQ24MB，颜色为黑色；J6采用的接插件型号为MTQ24MGY，颜色为灰色。

其中，自保护包括过流保护设计、过压保护设计和短路保护设计；多路开关信号采集电路设计，可实现对数字信号的采集，其具体路数为17路；多路AD信号采集电路设计，可实现对模拟信号、传感器信号的采集，其具体路数为8路；多路高电平输出控制电路设计，可实现对高电平设备的控制，如电磁阀、继电器、指示灯等，其具体路数为17路，各路控制均电流可达5A。

过流保护设计可实现电路的过流检测功能，当电流出现过流现象时，给出相应的过流信号。过压保护设计可实现电压的过压检测功能，当电压出现过压现象时，给出相应的过压信号。短路保护设计可实习电路的短路检测功能，当电流出现短路现象时，给出相应的短路信号。MCU控制处理单元不仅可以接收多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计提供的开关信号及AD信号，同时还可以接收过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计中提供的的过流、过压、短路信息，通过多路调节控制流程设计，输出对多路高电平输出控制电路设计的控制信号，达到对油气悬架的控制，实现自保护功能和多路调节功能。

如图2所示，带自保护的多路调节油气悬架控制方法，：

第一步：上电初始化，进入等待模式；

第二步：通过多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计，进行数据采集工作；

第三步：采集到有效数据，MCU控制处理单元进行数据处理及逻辑控制，通过多路高电平输出控制电路设计进行控制，通过过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计进行实时检测和保护，判断是否出现过流、过压、短路；

第四步：第三步指令执行完成且无故障，进入等待模式；

第五步：第三步判断出现故障，进行故障保护；

第六步：故障消除并断电重启。

Claims (6)

1.带自保护的多路调节油气悬架控制系统，其特征在于：所述控制系统包括MCU控制处理单元，MCU控制处理单元接收多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计、多路高电平输出控制电路设计和多路调节控制流程设计的信号；所述控制系统还设有过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计；过流保护设计可实现电路的过流检测功能，当电流出现过流现象时，给出相应的过流信号；过压保护设计可实现电压的过压检测功能，当电压出现过压现象时，给出相应的过压信号；短路保护设计可实现电路的短路检测功能，当电流出现短路现象时，给出相应的短路信号；MCU控制处理单元不仅可以接收多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计提供的开关信号及AD信号，同时还可以接收过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计中提供的过流、过压、短路信息，通过多路调节控制流程设计，输出对多路高电平输出控制电路设计的控制信号，达到对油气悬架的控制，实现自保护功能和多路调节功能；多路开关信号采集电路设计，具有17路，其一路开关采集中由三个电阻*R10、RK1、R1和一个二极管D20组成，PE4为MCU接口，S1为需采集状态的开关接口，S1状态发生变化，MCU可通过PE4接口采集S1的状态变化，即可实现对数字信号的采集；多路AD信号采集电路设计，具有8路，其中一路AD信号采集电路由电阻*R1、电阻R600、电容C3、静电管C4组成，AN0为MCU接口，AD1为AD信号接口，AD1状态发生变化，MCU可通过AN0接口采集AD1的状态变化，即可实现AD信号的采集；多路高电平输出控制电路设计，具有17路，其中一路高电平输出控制电路由电阻R28、电阻R34、电阻R41、电阻R22、电容C100、二极管D100组成，PP2为MCU接口，OUT3为高电平输出接口，MCU可通过PP2接口实现对OUT状态的控制；所述多路开关信号采集电路设计使用IN4148，既可降压，又能防反；多路AD信号采集电路设计采用UDD32C05L01，不仅能滤波、防静电，还能稳压；所述多路高电平输出控制电路采用的是AO4421，AO4421结合了先进的沟槽MOSFET技术和低电阻封装，可提供极低的RDS。

2.根据权利要求1中所述的带自保护的多路调节油气悬架控制系统，其特征在于：所述的多路开关信号采集电路设计采集信号的开关包括单点上升开关、单点下降开关、单侧上升开关、单侧下降开关、整体上升开关、整体下降开关、中位调节开关、水平调节开关，多路开关信号采集电路设计可实现对数字信号的采集。

3.根据权利要求1中所述的带自保护的多路调节油气悬架控制系统，其特征在于：所述的多路AD信号采集电路设计，采集信号的传感器包括单点中位位置传感器、单点最高位置传感器、单点最低位置传感器、水平位置传感器，实现对模拟信号、传感器信号的采集。

4.根据权利要求1中所述的带自保护的多路调节油气悬架控制系统，其特征在于：所述的多路高电平输出控制电路设计，可实现对高电平设备的控制，高电平设备包括电磁阀、继电器、指示灯，各路控制均电流可达5A。

5.基于权利要求1中所述的带自保护的多路调节油气悬架控制系统的控制方法，其特征在于：所述的多路调节控制流程设计如下：

第一步：上电初始化，进入等待模式；

第二步：通过多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计，进行数据采集工作；

第三步：未采集到有效数据，进入等待模式；

第四步：采集到有效数据，判断采集到的数据的类别，MCU控制处理单元进行数据处理及逻辑控制，通过多路高电平输出控制电路设计进行控制；

第五步：MCU控制处理单元通过过流保护设计、过压保护设计、短路保护设计进行实时检测和保护，判断是否出现过流、过压、短路；

第六步：第四步指令执行完成且无故障，进入等待模式；

第七步：第五步判断出现故障，进行故障保护；

第八步：故障消除并断电重启。

6.根据权利要求5中所述的带自保护的多路调节油气悬架控制方法，其特征在于：所述的第三步采集到有效数据包括多路开关信号采集电路设计、多路AD信号采集电路设计、多路高电平输出控制电路设计、多路调节控制流程设计的信号、过流保护设计、过压保护设计和短路保护设计的信号的一种或者多种。