引言
ABS作為如今汽車上必備的安全電子設(shè)備,，其功能越來越受到人們的重視,。ABS系統(tǒng)通過電磁閥和回油泵來完成對制動器中輪缸壓力的精細(xì)調(diào)節(jié)，以防止過度制動使車輪抱死,。由于ABS工作環(huán)境十分惡劣,，為保證電磁閥和電機(jī)響應(yīng)的高效性和可靠性，除了與執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身的參數(shù)相關(guān)外,，對驅(qū)動電路的設(shè)計也直接決定了驅(qū)動的品質(zhì),。
當(dāng)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，F(xiàn)reescale,，Infineon均設(shè)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(shè)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(shè)計的方向。
1ABS驅(qū)動電路的集成化方案
ABS驅(qū)動電路的集成化方案如圖1所示,，選用TLE6210作直流電機(jī)和電磁閥總開關(guān)的高端驅(qū)動,，選用L9349作為8個電磁閥(4進(jìn)4出)的低端驅(qū)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(xiàn)車輪制動的輪缸增壓、保壓和減壓操作,；當(dāng)電磁閥ABS減壓閥打開進(jìn)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(guān)用來控制電磁閥的供電電路,，若ABS系統(tǒng)發(fā)生故障，斷開電源使下面掛的8個電磁閥都不動作,，恢復(fù)常規(guī)電磁閥高邊總開關(guān)的輸出引腳為VR,，當(dāng)ABS系統(tǒng)上電復(fù)位或看門狗給出控制信號，輸出腳即切換到ON狀態(tài),，這樣符合ABS實際工作的邏輯,，也保證了當(dāng)ABS系統(tǒng)發(fā)生故障時，可迅速地退出對電磁閥的控制,，恢復(fù)到常規(guī)制動,。芯片的MRA腳為控制信號輸入端，輸出引腳MR驅(qū)動直流電機(jī),。當(dāng)MCU的I／O口給MRA腳一高電平時，外接的MOSFET導(dǎo)通,，直流電機(jī)實現(xiàn)回油功能,。由于電磁閥和電機(jī)為感性負(fù)載，還需要外接反向續(xù)流二極管。芯片的驅(qū)動部分具有過溫保護(hù),，過流保護(hù)和短路保護(hù),，當(dāng)出現(xiàn)上述故障情況時，能自動關(guān)閉芯片,，故有很強的自保護(hù)特性,。
基于TLE6210芯片的高度集成化方案，不僅能大大簡化電機(jī)驅(qū)動電路和電磁閥前驅(qū)電路,，還能使整個控制器所需分立芯片數(shù)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(qū)動
經(jīng)實驗測得，一般ABS壓力調(diào)節(jié)器的4個常開進(jìn)油電磁閥的最大起動電流約為3．6A,；4個常閉出油電磁閥最大起動電流約為2．4A,。而L9349的工作電壓4．5～32V，兩路通道內(nèi)阻O．2Ω,，最大負(fù)載電流3A,；另兩路內(nèi)阻0．3Ω，最大負(fù)載電流5A,，恰好能滿足ABS常開和常閉電磁閥的驅(qū)動電流要求,，而且較低的導(dǎo)通內(nèi)阻又能保證低功耗，因此L9349非常適合進(jìn)行ABS電磁閥的驅(qū)動控制,。電磁閥驅(qū)動電路原理圖見圖3,。
在圖3中，每片L9349能驅(qū)動4個電磁閥工作,，屬于典型的低端驅(qū)動,。通過Vs端口給芯片提供12V供電電壓；當(dāng)給輸入端IN1～I(xiàn)N4PWM控制信號,，就能方便地控制輸出端以驅(qū)動4路電磁閥工作,，OUT1和OUT2端口的最大驅(qū)動能力為5A，應(yīng)該連接ABS的常閉電磁閥,；OUT3和OUT4端口最大驅(qū)動能力為3A,，應(yīng)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(guān)閉芯片；L9349的數(shù)字地和模擬地分開,，提高了驅(qū)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(fā)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(tài)反饋端進(jìn)行邏輯組合,，可實時識別出輸出端的工作狀態(tài)，并立即做出相應(yīng)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,。
3結(jié)語
當(dāng)前在ABS設(shè)計中普遍采用的電磁閥驅(qū)動電路設(shè)計均以功率MOSFET為主，輔之以保護(hù)回路,，隔離措施等以保證其可靠性,，還要設(shè)計專門的自診斷回路以進(jìn)行故障檢測。雖然在具體電路的設(shè)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(qū)動和監(jiān)測功能于一身,，應(yīng)用于ABS系統(tǒng)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(tǒng)的性能,。