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ABS作為如今汽車(chē)上必備的安全電子設備，其功能越來(lái)越受到人們的重視。ABS系統通過(guò)電磁閥和回油泵來(lái)完成對制動(dòng)器中輪缸壓力的精細調節，以防止過(guò)度制動(dòng)使車(chē)輪抱死。由于A(yíng)BS工作環(huán)境十分惡劣，為保證電磁閥和電機響應的高效性和可靠性，除了與執行機構本身的參數相關(guān)外，對驅動(dòng)電路的設計也直接決定了驅動(dòng)的品質(zhì)。 當今汽車(chē)電子市場(chǎng)異�；馃�，競爭十分激烈。各大集成芯片公司，如ST，Freescale，Infineon均設計ABS的專(zhuān)用集成芯片，提出了自己的ABS解決方案。該芯片就像一個(gè)黑匣子，方便了電路的設計過(guò)程，并且由于其高度集成性，使電路更簡(jiǎn)明，可靠性更高，代表了未來(lái)電路設計的方向。 1 ABS驅動(dòng)電路的集成化方案 ABS驅動(dòng)電路的集成化方案如圖1所示，選用TLE6210作直流電機和電磁閥總開(kāi)關(guān)的高端驅動(dòng)，選用L9349作為8個(gè)電磁閥(4進(jìn)4出)的低端驅動(dòng)。 ABS控制器通過(guò)PWM控制，改變電磁閥線(xiàn)圈的電流通斷和頻率通斷，以實(shí)現車(chē)輪制動(dòng)的輪缸增壓、保壓和減壓操作；當電磁閥ABS減壓閥打開(kāi)進(jìn)行減壓時(shí)，回油泵能使輪缸中的制動(dòng)液返回制動(dòng)主缸，以便在下個(gè)控制周期中使用；電磁閥的高邊總開(kāi)關(guān)用來(lái)控制電磁閥的供電電路，若ABS系統發(fā)生故障，斷開(kāi)電源使下面掛的8個(gè)電磁閥都不動(dòng)作，恢復常規電磁閥高邊總開(kāi)關(guān)的輸出引腳為VR，當ABS系統上電復位或看門(mén)狗給出控制信號，輸出腳即切換到ON狀態(tài)，這樣符合ABS實(shí)際工作的邏輯，也保證了當ABS系統發(fā)生故障時(shí)，可迅速地退出對電磁閥的控制，恢復到常規制動(dòng)。芯片的MRA腳為控制信號輸入端，輸出引腳MR驅動(dòng)直流電機。當MCU的I／O口給MRA腳一高電平時(shí)，外接的MOSFET導通，直流電機實(shí)現回油功能。由于電磁閥和電機為感性負載，還需要外接反向續流二極管。芯片的驅動(dòng)部分具有過(guò)溫保護，過(guò)流保護和短路保護，當出現上述故障情況時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉芯片，故有很強的自保護特性。 基于TLE6210芯片的高度集成化方案，不僅能大大簡(jiǎn)化電機驅動(dòng)電路和電磁閥前驅電路，還能使整個(gè)控制器所需分立芯片數大為減少，PCB板體積也更小，降低了成本，增強了控制器的可靠性 2 基于L9349的電磁閥驅動(dòng) 經(jīng)實(shí)驗測得，一般ABS壓力調節器的4個(gè)常開(kāi)進(jìn)油電磁閥的最大起動(dòng)電流約為3．6A；4個(gè)常閉出油電磁閥最大起動(dòng)電流約為2．4A。而L9349的工作電壓4．5～32V，兩路通道內阻O．2Ω，最大負載電流3A；另兩路內阻0．3Ω，最大負載電流5A，恰好能滿(mǎn)足ABS常開(kāi)和常閉電磁閥的驅動(dòng)電流要求，而且較低的導通內阻又能保證低功耗，因此L9349非常適合進(jìn)行ABS電磁閥的驅動(dòng)控制。電磁閥驅動(dòng)電路原理圖見(jiàn)圖3。 在圖3中，每片L9349能驅動(dòng)4個(gè)電磁閥工作，屬于典型的低端驅動(dòng)。通過(guò)Vs端口給芯片提供12V供電電壓；當給輸入端IN1～IN4PWM控制信號，就能方便地控制輸出端以驅動(dòng)4路電磁閥工作，OUT1和OUT2端口的最大驅動(dòng)能力為5A，應該連接ABS的常閉電磁閥；OUT3和OUT4端口最大驅動(dòng)能力為3A，應連接ABS常開(kāi)電磁閥，不可接反；EN端口為使能端，能通過(guò)MCU快速關(guān)閉芯片；L9349的數字地和模擬地分開(kāi)，提高了驅動(dòng)模塊的抗干擾力 D1～D4是故障診斷引腳，必須外接上拉電阻才能使用，電路正常工作時(shí)，該引腳為邏輯高電平，若有故障發(fā)生，即會(huì )自動(dòng)置為邏輯低電平。通過(guò)對各獨立通道的輸入控制端和狀態(tài)反饋端進(jìn)行邏輯組合，可實(shí)時(shí)識別出輸出端的工作狀態(tài)，并立即做出相應的措施，包括退出ABS功能，點(diǎn)亮故障顯示燈，傳輸故障碼。功能真值表見(jiàn)表1。 3 結語(yǔ) 當前在A(yíng)BS設計中普遍采用的電磁閥驅動(dòng)電路設計均以功率MOSFET為主，輔之以保護回路，隔離措施等以保證其可靠性，還要設計專(zhuān)門(mén)的自診斷回路以進(jìn)行故障檢測。雖然在具體電路的設計上分立方案有一定的靈活性，但成本和PCB空間的耗費較高；本方案采用ABS專(zhuān)用集成芯片TLE621O和L9349，集驅動(dòng)和監測功能于一身，應用于A(yíng)BS系統中能降低功耗，便于故障檢測，提高可靠性，大大改善了整個(gè)系統的性能。 |
