詳細解析ESP中傳感器及接口技術的電路
發布時間:2018-01-19 責任編輯:lina
【導讀】ESP(電子穩定程序)是汽車電控的一個標誌性發明。不同的研發機構對這一係統的命名不盡相同,如博世(BOSCH)公司早期稱為汽車動力學控製(VDC),現在博世、梅賽德—奔馳公司稱為ESP;豐田公司稱為汽車穩定性控製係統(VSC)、汽車穩定性輔助係統(VSA)或者汽車電子穩定控製係統(ESC);寶馬公司稱為動力學穩定控製係統(DSC)。
盡管名稱不盡相同,但都是在傳統的汽車動力學控製係統,如ABS和TCSdejichushangzengjiayigehengxiangwendingkongzhiqi,tongguokongzhihengxianghezongxianglidefenbuhefudu,yibiankongzhirenhelukuangxiaqichededonglixueyundongmoshi,congernenggouzaigezhonggongkuangxiatigaoqichededonglixingneng。
本文介紹的是ESP中傳感器以及接口技術的電路解析:
電路原理
方向盤轉角傳感器接口
方向盤轉角傳感器的輸出為正交編碼脈衝。正交編碼脈衝包含兩個脈衝序列,有變化的頻率和四分之一周期(90°)的固定相位偏移,如圖1所示。通過檢測2路信號的相位關係可以判斷為順時針方向和逆時針方向,並據此對信號進行加/jianjishu,congerdedaodangqiandejishuleijizhi,yejifangxiangpandejueduizhuanjiao,erzhuanjiaodebianhualvjijiaosudu,zeketongguoxinhaopinlvcechu。lingwai,fangxiangpanzhuanjiaochuanganqiyouyigelingweishuchuxinhao,dangfangxiangpanzaizhongjianweizhishi,gaixinhaoshuchu0V,否則輸出5V,通過該信號,可對絕對轉角進行在線校準。

圖1 方向盤轉角傳感器脈衝序列波形
C164CI 與方向盤轉角傳感器的接口電路如圖2所示。片內內置增量編碼的正交解碼器,該解碼器使用定時器3的兩個引腳(T3IN、T3EUD)作為正交脈衝的輸入,在正確設置相關寄存器後,定時器3的數據寄存器的值與方向盤轉角成正比,故可方便的計算轉角,本文所使用的方向盤轉角傳感器每一圈對應44個脈衝,設定時器3的數據寄存器為T3,則絕對轉角為。

圖2 方向盤轉角傳感器接口電路
進行差分運算,即可得到轉角變化速率。微控製器把計算得到的參數通過CAN發送給ECU。
輪速傳感器接口
根據前麵部分介紹的輪速傳感器信號特點,設計接口電路如圖3所示。

圖3 輪速傳感器接口電路
電路采用兩級濾波和整形,以保證輪速信號在極低轉速下不會丟失,同時避免因懸架振動引起的信號幹擾。圖中由電阻R2引入第一級遲滯比較,而使用74HC14引入第二級遲滯比較。
橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器
橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器的安裝位置基本相同,輸出都是0V-5V的模擬量,由於汽車顛簸造成的信號波動特性一致,故封裝在同一模塊中。其硬件接口如圖4示,實現硬件模擬前置濾波,以抑製來自傳感器的模擬信號中的高頻噪聲成分,防止在采樣過程中出現混疊現象。
調整圖4zhonggegezurongyuanjiandecanshu,jikeshezhilvbojiezhipinlvheyanshidaxiao。qicheyunxingguochengzhong,zaijiaohaolumianshangxingshishi,youyuxinhaojiaohao,yanshijinliangyaoxiao,erzaidianbolumianshangxingshi,zexiwanglvboxiaoguoyaohao。danshiyouyuyingjianlvbodepinlvtexingyijingshejiwanbi,wufashishixiugai,guxuyaozairuanjianzhongshejishuzilvbohuanjie。shuzilvbochangyongdeyouweinalvboqi、卡爾曼濾波器、線性預測器、自適用濾波器等。在這裏選用計算量小、實時性能好的一階低通濾波。

圖4 橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器接口電路
本文討論了ESPxitongzhongchangyongchuanganqidejiegoutedianjixinhaotexing,bingshejilegegechuanganqidexinhaochulijiekou,qizhongbaokuoyingjianjiekoudianluyijiruanjianchulifangan。shejilebaohanhengbaijiaosudu、縱向/橫向加速度傳感器的集成模塊,通過CAN總線與ECU進行數據傳輸,具有較好的抗幹擾性和可靠性。
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