MM908E624單片機(jī)在汽車電子油門控制系統(tǒng)的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
目前，轎車已深入家庭，轎車的安全行駛關(guān)系到每個(gè)家庭的幸福和國家的安定，但是轎車追尾事件的時(shí)有發(fā)生，以及情急之下誤踩油門代替剎車造成車毀人亡的慘劇的事件，深深地觸動(dòng)我們?cè)O(shè)計(jì)人員。隨著，電子技術(shù)特別是單片機(jī)的發(fā)展，單片機(jī)進(jìn)入轎車控制系統(tǒng)，便汽車有了智能化可以緊急情況代替人的反應(yīng)，更安全更可靠。
下面我介紹一下基于MM908E624 單片機(jī)的汽車智能油門。通常傳統(tǒng)的油門通過右腳進(jìn)行機(jī)械控制，并且緊急剎車也在用右腳控制，在緊急情況，剎車踏在油門的事故時(shí)有發(fā)生。并且由于通過機(jī)械傳導(dǎo)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，增加成本。我的設(shè)計(jì)完全避免這樣的風(fēng)險(xiǎn)，使用簡單方便。油門控制系統(tǒng)安裝在方向盤上，通過指令控制執(zhí)行部分（馬達(dá)）控制油門的開度，實(shí)現(xiàn)轎車油門開度控制的目的。
與此同時(shí)，通過傳感器可以從顯示部分得知油門的實(shí)際開度，可以省油節(jié)油，并有利于新駕駛員駕駛避免半途熄火的危險(xiǎn)駕駛。
智能判斷功能，車前身的超聲波測距可以得知轎車的車距并判斷車距是否安全，并根據(jù)相應(yīng)的車速報(bào)警。自動(dòng)使油門開度變小變大。 其關(guān)鍵點(diǎn)，右腳只需進(jìn)行剎車控制從而避免了誤踩油門。并可同時(shí)進(jìn)行油門控制，最大限度減少轎車剎車的慣性?？梢哉f此項(xiàng)技術(shù)是現(xiàn)代汽車技術(shù)的偉大革新。使現(xiàn)代轎車從更安全更節(jié)能的方向發(fā)展造成深遠(yuǎn)的影響
2 結(jié)構(gòu)與原理
2.1 傳統(tǒng)的機(jī)械油門如圖所示：
2.2 智能油門工作原理如圖所示：
但這僅僅是電子油門表面的東西，它的實(shí)質(zhì)和作用僅僅用連接代替方式來解析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。首先通過，手調(diào)節(jié)位置傳感器將需要的油門開度信號(hào)傳遞到MM908E624 ，經(jīng)過得到的數(shù)據(jù)(扭矩及轉(zhuǎn)速)分析，從而輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)油氣門開度。
電噴系統(tǒng)采用電子油門和扭矩結(jié)構(gòu)控制原理，使得發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)刻處于最優(yōu)狀態(tài)，大大改善了整車性能，提高了駕駛舒適性，降低了油耗，減少了排放污染；更好地滿足環(huán)保要求。
2.3 智能油門設(shè)計(jì)說明：
電子油門控制系統(tǒng)主要由油門位移傳感器DCU（電控單元）、數(shù)據(jù)總線、伺服電動(dòng)機(jī)和節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。MM908E624 單片機(jī)主要是為汽車和工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的。它們都是由高性能的HC08 單片機(jī)（MCU）核和SmartMOS 集成電路芯片構(gòu)成，具有集成度高、價(jià)格低等特點(diǎn)。在這里我采用此單片機(jī)作為控制核心主要基于以下原因。1、不需要外置晶振減少器件和成本。2、集成模擬器件使用更方便。3、芯片性能優(yōu)異。在實(shí)際應(yīng)用中將位移傳感器安裝在方向盤上，可以設(shè)定油門的開度（即目標(biāo)車速），同時(shí)在油門的電機(jī)上安裝油門開度傳感器監(jiān)測油門開度的實(shí)際位置。當(dāng)數(shù)據(jù)掃描到位移傳感器的模擬輸入與油門開度傳感器的輸入不同有變化時(shí)，會(huì)瞬間將此信息送往MM908E624，該芯片對(duì)信息進(jìn)行分析，當(dāng)位移傳感器的模擬輸入量大于油門開度傳感器的反饋量時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)繼電器，驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)油門馬達(dá)正轉(zhuǎn)（即進(jìn)油量增加、并加速）。反之輸入量小于反饋量則相反。通過以上方法實(shí)現(xiàn)對(duì)油門的控制，保持輸出穩(wěn)定和高的燃燒效率從而減少能源消耗。
電子油門智能控制系統(tǒng)主要由超聲波傳感器電路、車速度傳感器系統(tǒng)以及LIN 總線加顯示報(bào)警電路組成。超聲波傳感器電路輸出電壓0~5 伏，對(duì)應(yīng)距離近0m 遠(yuǎn)5m。車速度傳感器系統(tǒng)輸出0~5 伏對(duì)應(yīng)低速高速。當(dāng)速度傳感器系統(tǒng)輸出減去超聲波傳感器電路輸出大于一定值時(shí)。輸出報(bào)警提醒注意和迫使油門馬達(dá)反轉(zhuǎn)（減速）。在這里能代替人的反應(yīng)，及時(shí)減速，防撞。LIN 總線則是負(fù)責(zé)系統(tǒng)(MM908E624)與其它DCU 之間的通訊并顯示超聲波測距值和車速值。當(dāng)剎車或離合器踩下時(shí)， L1 閉和油門馬達(dá)反轉(zhuǎn)（減速）。使用十分簡便。
此外，電子智能油門系統(tǒng)是通過DCU 來調(diào)整節(jié)氣門的，因此可以設(shè)置各種功能來改善駕駛的安全性和舒適性，其中最常見的就是ASR（牽引力控制系統(tǒng))和速度控制系統(tǒng)（巡航控制）。電子油門當(dāng)ASR 系統(tǒng)傳感到車輪的旋轉(zhuǎn)速度，ECU 就根據(jù)油門踏板的位置、車輪速度和方向盤轉(zhuǎn)向角度等之間的不同而求出滑動(dòng)率，通過減少節(jié)氣門開度來調(diào)整混合氣流量，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率來達(dá)到控制目的。而在ASR 系統(tǒng)中，電子油門起到十分關(guān)鍵的作用，它涉及整個(gè)ASR 系統(tǒng)中對(duì)車速控制、怠速控制等功能，使系統(tǒng)能迅速準(zhǔn)確地執(zhí)行指令。即當(dāng)電子油門系統(tǒng)接受到ASR 系統(tǒng)指令時(shí)，它對(duì)節(jié)氣門控制指令只來自于ASR，這樣就可以避免駕車者的誤操作。
當(dāng)駕車者使用速度控制系統(tǒng)時(shí)，車速傳感器將車速信號(hào)輸入ECU，再由ECU 輸出指令伺服電動(dòng)機(jī)控制節(jié)氣門開度。在這樣的系統(tǒng)中，根據(jù)行駛阻力的變化由控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度，使行駛車速保持穩(wěn)定。因此電子油門系統(tǒng)也可以兼容巡航控制功能。
電路圖設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)MM908E624 其所帶的HC08 單片機(jī)核基本都是一樣的，都包括16K字節(jié)的片上flash 存儲(chǔ)器，512 字節(jié)的RAM，兩個(gè)16 位2 通道的定時(shí)器，增強(qiáng)型串行通訊接口（ESCI），10 位精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），串行外設(shè)接口（SPI）和16 個(gè)單片機(jī)通用I/O 口。其中，MM908E624 內(nèi)部的SmartMOS 集成電路主要是由三個(gè)的高端輸出口，LIN總線接口，電壓調(diào)整器以及運(yùn)算放大器接口和喚醒接口等構(gòu)成。
陀螺儀相關(guān)文章:陀螺儀原理
評(píng)論