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引 言 ABS作為如今汽車上必備的安全電子設備，其功能越來越受到人們的重視。ABS系統通過電磁閥和回油泵來完成對制動器中輪缸壓力的精細調節，以防止過度制動使車輪抱死。由于ABS工作環境十分惡劣，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外，對驅動電路的設計也直接決定了驅動的品質。 當今汽車電子市場異常火熱，競爭十分激烈。各大集成芯片公司，如ST，Freescale，Infineon均設計ABS的專用集成芯片，提出了自己的ABS解決方案。該芯片就像一個黑匣子，方便了電路的設計過程，并且由于其高度集成性，使電路更簡明，可靠性更高，代表了未來電路設計的方向。 1 ABS驅動電路的集成化方案 ABS驅動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關的高端驅動，選用L9349作為8個電磁閥(4進4出)的低端驅動。 ABS控制器通過PWM控制，改變電磁閥線圈的電流通斷和頻率通斷，以實現車輪制動的輪缸增壓、保壓和減壓操作；當電磁閥ABS減壓閥打開進行減壓時，回油泵能使輪缸中的制動液返回制動主缸，以便在下個控制周期中使用；電磁閥的高邊總開關用來控制電磁閥的供電電路，若ABS系統發生故障，斷開電源使下面掛的8個電磁閥都不動作，恢復常規電磁閥高邊總開關的輸出引腳為VR，當ABS系統上電復位或看門狗給出控制信號，輸出腳即切換到ON狀態，這樣符合ABS實際工作的邏輯，也保證了當ABS系統發生故障時，可迅速地退出對電磁閥的控制，恢復到常規制動。芯片的MRA腳為控制信號輸入端，輸出引腳MR驅動直流電機。當MCU的I／O口給MRA腳一高電平時，外接的MOSFET導通，直流電機實現回油功能。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。芯片的驅動部分具有過溫保護，過流保護和短路保護，當出現上述故障情況時，能自動關閉芯片，故有很強的自保護特性。 基于TLE6210芯片的高度集成化方案，不僅能大大簡化電機驅動電路和電磁閥前驅電路，還能使整個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。 3 基于L9349的電磁閥驅動 經實驗測得，一般ABS壓力調節器的4個常開進油電磁閥的最大起動電流約為3．6 A；4個常閉出油電磁閥最大起動電流約為2．4 A。而L9349的工作電壓4．5～32 V，兩路通道內阻0．2 Ω，最大負載電流3 A；另兩路內阻0．3 Ω，最大負載電流5 A，恰好能滿足ABS常開和常閉電磁閥的驅動電流要求，而且較低的導通內阻又能保證低功耗，因此L9349非常適合進行ABS電磁閥的驅動控制。電磁閥驅動電路原理圖見圖3。 在圖3中，每片L9349能驅動4個電磁閥工作，屬于典型的低端驅動。通過Vs端口給芯片提供12 V供電電壓；當給輸入端IN1～IN4 PWM控制信號，就能方便地控制輸出端以驅動4路電磁閥工作，OUT1和OUT2端口的最大驅動能力為5 A，應該連接ABS的常閉電磁閥；OUT3和OUT4端口最大驅動能力為3 A，應連接ABS常開電磁閥，不可接反；EN端口為使能端，能通過MCU快速關閉芯片；L9349的數字地和模擬地分開，提高了驅動模塊的抗干擾能力。 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，該引腳為邏輯高電平，若有故障發生，即會自動置為邏輯低電平。通過對各獨立通道的輸入控制端和狀態反饋端進行邏輯組合，可實時識別出輸出端的工作狀態，并立即做出相應的措施，包括退出ABS功能，點亮故障顯示燈，傳輸故障碼。功能真值表見表1。 4 結 語 當前在ABS設計中普遍采用的電磁閥驅動電路設計均以功率MOSFET為主，輔之以保護回路，隔離措施等以保證其可靠性，還要設計專門的自診斷回路以進行故障檢測。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專用集成芯片TLE621O和L9349，集驅動和監測功能于一身，應用于ABS系統中能降低功耗，便于故障檢測，提高可靠性，大大改善了整個系統的性能。 |
