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汽車(chē)ESP用傳感器及其接口技術(shù)
1．方向盤(pán)轉角傳感器接口方向盤(pán)轉角傳感器的輸出為正交編碼脈沖。正交編碼脈沖包含兩個(gè)脈沖序列，有變化的頻率和四分之一周期（90°）的固定相位偏移，如圖5所示。通過(guò)檢測2路信號的相位關(guān)系可以判斷為順時(shí)針?lè )较蚝湍鏁r(shí)針?lè )较�，并據此對信號進(jìn)行加/減計數，從而得到當前的計數累計值，也即方向盤(pán)的絕對轉角，而轉角的變化率即角速度，則可通過(guò)信號頻率測出。另外，方向盤(pán)轉角傳感器有一個(gè)零位輸出信號，當方向盤(pán)在中間位置時(shí)，該信號輸出0v，否則輸出5v，通過(guò)該信號，可對絕對轉角進(jìn)行在線(xiàn)校準。
2．輪速傳感器接口
根據前面部分介紹的輪速傳感器信號特點(diǎn)，設計接口電路如圖7所示。 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(huì )丟失，同時(shí)避免因懸架振動(dòng)引起的信號干擾。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。
3．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，由于汽車(chē)顛簸造成的信號波動(dòng)特性一致，故封裝在同一模塊中。其硬件接口如圖8所示，實(shí)現硬件模擬前置濾波，以抑制來(lái)自傳感器的模擬信號中的高頻噪聲成分，防止在采樣過(guò)程中出現混疊現象。運放使用滿(mǎn)擺幅輸出的lmx324。
調整圖8中各個(gè)阻容元件的參數，即可設置濾波截止頻率和延時(shí)大小。汽車(chē)運行過(guò)程中，在較好路面上行駛時(shí)，由于信號較好，延時(shí)盡量要小，而在顛簸路面上行駛，則希望濾波效果要好。但是由于硬件濾波的頻率特性一經(jīng)設計完畢，無(wú)法實(shí)時(shí)修改，故需要在軟件中設計數字濾波環(huán)節。數字濾波常用的有維納濾波器、卡爾曼濾波器、線(xiàn)性預測器、自適用濾波器等。在這里選用計算量小、實(shí)時(shí)性能好的一階低通濾波。 k的選擇取決于當前的路面情況，而當前路面情況，則通過(guò)數字濾波前的原始信號來(lái)識別。微控制器把濾波后的信號、原始信號、k的值、路面識別結果打包后，通過(guò)can總線(xiàn)發(fā)送給ecu。圖9a和9b分別為顛簸路面實(shí)車(chē)試驗中采集得到的縱向加速度傳感器的一組對比曲線(xiàn)。 四、結語(yǔ)
本文討論了esp系統中常用傳感器的結構特點(diǎn)及信號特性，并設計了各個(gè)傳感器的信號處理接口，其中包括硬件接口電路以及軟件處理方案。設計了包含橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器的集成模塊，通過(guò)can總線(xiàn)與ecu進(jìn)行數據傳輸，具有較好的抗干擾性和可靠性。本文的設計已經(jīng)在實(shí)車(chē)試驗中得到驗證。
參考文獻：
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3. dongshin kim, kwangil kim, woogab lee, development of mando esp, sae technical paper series, (sp-1781) 2003-01-0101
4. 陳在峰, 宋健, 于良耀. 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統輪速傳感器信號處理. 汽車(chē)工程. 2000(22),4:282-285論文出處(作者):
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