基于单片机的汽车稳定杆控制系统研究

刘 祎 赵海芳

（宿迁学院 机电工程学院，宿迁 223800）

基于单片机的汽车稳定杆控制系统研究

刘 祎 赵海芳

（宿迁学院 机电工程学院，宿迁 223800）

近年来，随着我国经济的发展和社会的繁荣，社会居民的生活水平日益提高。在这样的背景下，我国的人均车有量急剧增长。目前，我国民众在选用车型中，往往关注汽车稳定杆控制系统，以确保汽车的相关性能得到显著提高，促进获得相关效益。基于此，本文分析探讨基于单片机的汽车稳定杆控制系统。

单片机 汽车稳定杆 控制系统 传感器 控制策略

作为汽车的重要零部件，稳定杆在实际运用过程中，能够确保汽车在转弯或遭遇到阻力的过程中，提高相关操作的稳定性，从而促进行车的舒适性和安全性。目前，我国的汽车制造商在进行汽车稳定杆操作系统构建过程中，主要依托单片机的基础进行相关作业，从而高效防止汽车的横向倾翻，促进其转向平衡性以及行驶性能的显著提高。

1 车用稳定杆概述

1.1 车用稳定杆结构

目前，车用稳定杆结构主要分为两个部分：横向稳定杆和杆体。关于车用稳定杆结构，笔者进行了相关总结，如图1所示。通过图1可以发现：横向稳定杆的两端主要被固定在左右的悬挂之上，而杆体则借助套筒与车架的衔接组成。事实上，这一结构的设计能够确保汽车在发生侧倾等过程中，悬挂能够进行变形操作，从而促进横向稳定杆出现扭转作业，确保汽车的倾斜角度减少，实现汽车的稳定运行。

图1 横向稳定杆示意图

1.2 车用稳定杆控制系统要求

事实上，汽车在实际行驶过程中，位于车辆悬架部分的主动稳定杆会跟随车辆的驾驶状况及路况信息而做出适时改动。一般情况下，主动稳定杆在实际作业过程中往往会在固定的设计范围内进行灵活操作，从而确保汽车的平稳运行。但是，由于实际状况及车辆构造过程中的限制，使主动稳定杆在实际操作过程中难以高效地进行控制作业。

这种情况下，为了确保稳定杆高效发挥相关作用，需要设计人员加强对自动控制器、传感器等部件的安装，从而实现对相关可控变量的有效改变，如供油量、速度等。一般情况下，只有采取这样的措施，才能够最大程度保证主动稳定杆的活塞位移等相关参数，以期按照事先设计好的规律进行变化作业，从而由此带动车辆行驶状态的有效控制，促进行车的安全性和稳定性。

2 车用稳定杆控制系统的结构功能

车用主动稳定杆控制系统在实际设计及构造过程中往往会涉及较多的零部件，如横向加速度、方向盘转角、活塞位移等传感器、控制单元和稳定杆等。关于车用稳定杆控制系统的具体构造，如图2所示。

图2 车用稳定杆控制系统结构

通过图2可知，车用稳定杆控制系统在设计及构造过程中具有一定的复杂性。因此，在实际操作控制过程中，需要加强对相关控制技术及手段的运用，从而促进该系统正常运行，确保形成安全。目前，设计人员在进行车用稳定杆控制系统的控制过程中，往往采用16位微控制器HCS12 XF系列中的型号，为MCU-MC9S12XF512的微控制器芯片进行相关作业。

在实际操作过程中，技术人员往往可以借助这一控制芯片，实现对诸多类型传感器的相关信息采集，并借助实现构建完整的A/D转换模块，将相关信息转移到控制单元。在这一过程中需注意：只有速度传感器的信息借助MCU的定时器输入捕捉模块进行采集及控制，从而推动液压单元对稳定杆动作的控制以及操作，以促进汽车在运行过程中趋于平稳。

3 单片机的汽车稳定杆控制系统的硬件电路设计

3.1 传感器信号采集电路设计

为了确保汽车的平稳运行及稳定杆控制系统作用的有效发挥，需要相关技术人员加强对控制系统中传感器信号采集电路的设计以及构建。目前，设计人员普遍采用型号为霍尔式HZCG速度传感器作为部件进行相关设计。在设计作业的过程中，一旦传感器接收到与速度相关的脉冲，系统往往会借助单片机的输入捕捉端口进行相关信号的采集，即为速度检测的输入口进行速度信号采集。

此外，在设计作业的过程中，设计者采用信号为ADXRS150的角速度传感器，实现对其他信号的采集。据悉，改进的角速度传感器在实际运用过程中能够承受2000g的加速度冲击。不仅如此，其在实际运行过程中还能实现对系统运行温度信息的采集，从而以此为基础实现对系统功能是否正常运行的准确判断。关于角速度信号采集电路示意图，如图3所示。

图3 角速度信号采集电路示意图

目前，传感器信号采集电路在设计构造过程中，除了上文所述的两种类型外，还具有加速度传感器采集电路。

该类型的采集电路在实际设计过程中，往往采用型号为IC的双轴加速计ADXL203进行相关作业。采取该类型加速计，主要是因为其在运用过程中具有精度高、功耗低的特点。除此之外，其在实际运用过程中能够输出可调电压。

在实际运行过程中，往往需要将ADXL203的ST脚当做自检电平的输入端，并将其与VS进行有效连接，从而促进加速计的自检作业。一般情况下，该部件在运行过程中会在传感器的中心极板上产生不同程度、大小的静电力，而通过这些电压值的变化大小，就可以正确判断加速计功能是否正常。

3.2 电磁阀控制电路设计

所谓的电磁阀控制电路，指汽车稳定杆控制系统在运行过程中，会将横向加速度、方向盘转角以及速度等传感器所采集到的信号传送到单片机，而单片机在接收相关信息后，会以实际的控制策略产生脉宽调制（PWM）信号，以实现对继电器的控制，同时借助电磁阀的通断，控制稳定杆。

目前，相关设计者往往会采用型号为MC33198的电磁阀控制芯片进行相关作业。关于电磁阀控制电路设计的示意图，如图4所示。

4 单片机汽车稳定杆控制系统的软件设计

在设计、构建单片机的汽车稳定杆控制系统过程中，除了需要加强对硬件设备的设计外，还需要进一步促进单片机的汽车稳定杆控制系统的软件设计，以促进该系统对各传感器传输信号的有效接收，获取相关效益。下面主要介绍关于单片机的汽车稳定杆控制系统的软件设计。

图4 电磁阀控制电路设计示意图

4.1 速度检测软件设计

在进行速度检测软件设计过程中，其主要目的是借助对一定时间内传感器感应出与速度相关的脉冲个数，计算汽车行驶过程中的车速。在实际设计过程中，设计人员往往借助MC9S12XF512内部的2个资源（RTI中断、输入捕捉中断）进行相关作业。该软件系统在实际运行过程中，往往通过RTI中断实现对时间的控制。同时，借助输入捕捉中断，实现对脉冲个数的捕捉及计算，并最终实现对车速的计算。

该设计的实际流程图，如图5所示。通过图5可知，在上述系统中，车速的检测入口为输入捕捉端口T。在实际运用过程中，往往需要对RTI及输入捕捉的寄存器进行初始化设置，再进行输入捕捉功能的开启。

图5 速度检测流程示意图

一般情况下，在直流电机转动过程中，往往借由红外速度传感器进行脉冲信号的输出作业，由此实现对输入捕捉环节的启动。在这一环节中，一旦出现输入捕捉中断的状况，系统会自动启动输入捕捉中断程序，并促进RTI中断的开启，实现对脉冲个数的计算，以了解和把握汽车的运行速度。

4.2 电磁阀控制软件设计

在实际运行过程中，作为主动稳定杆系统最为重要的组成部分之一，电磁阀控制质量的好坏直接影响稳定杆的控制效果。因此，设计人员在进行单片机的汽车稳定杆控制系统的软件设计过程中，需要加强对电磁阀控制软件的设计。

前文提到，电磁阀在进行控制作业过程中，其信号类型为脉宽调制（PWM）信号，故该系统的运用能够有效改变电磁阀的通断时间。基于此，该软件系统的构建能够根据汽车实际运行的状况以及路况，科学、合理地实现对电磁阀通断的有效控制，从而确保稳定杆能够在不同状况下做出不同反应，促进主动控制目的的实现。

5 结语

本文主要分析了车用稳定杆的构造及其在运行过程中对系统控制的要求，阐述了车用稳定杆控制系统的结构功能，着重介绍了单片机的汽车稳定杆控制系统的硬件设计和软件设计。随着相关措施的落实到位，基于单片机的汽车稳定杆控制系统必将获得长足的发展和运用。

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Research on Stabilizer Control System of Automobile Based on

LIU Yi, ZHAO Haifang
(College of Mechanical and Electrical Engineering, Suqian University, Suqian 223800)

In recent years, with the development of China’s economy and the prosperity of society, the living standard of the social residents has been increasing day by day. In this context, China’s per capita car volume has increased dramatically. At present, our people in the selection of models, often concerned about the car stabilizer bar control system to ensure that the car’s performance has been significantly improved, and promote access to relevant benefits. Based on this, this paper discusses the control system based on single chip computer.

single chip microcomputer, automobile stabilizer bar, control system, sensor, control strategy

宿迁市指导性科技计划项目（Z201530）；宿迁学院重点科研项目（2013KY38）。