汽車ESP用傳感器及其接**術(shù)
摘要： 分析了汽車電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)中常用傳感器的特性,設(shè)計了常用傳感器的硬件接口和軟件接口,并實(shí)現(xiàn)了集成傳感器的方案,該方案通過CAN總線與電子控制單元傳遞數(shù)據(jù),具有抗干擾性能好、可靠性高的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞： 電子穩(wěn)定程序;傳感器;CAN總線
引言
ESP(Electronic Stability Program,電子穩(wěn)定程序)是汽車電控的一個標(biāo)志性發(fā)明。不同的研發(fā)機(jī)構(gòu)對這一系統(tǒng)的命名不盡相同,如博世(BOSCH)公司早期稱為汽車動力學(xué)控制(VDC),現(xiàn)在博世、梅賽德—奔馳公司稱為ESP;豐田公司稱為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)、汽車穩(wěn)定性輔助系統(tǒng)(VSA)或者汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC);寶馬公司稱為動力學(xué)穩(wěn)定控制系統(tǒng)(DSC)。盡管名稱不盡相同,但都是在傳統(tǒng)的汽車動力學(xué)控制系統(tǒng),如ABS和TCS的基礎(chǔ)上增加一個橫向穩(wěn)定控制器,通過控制橫向和縱向力的分布和幅度,以便控制任何路況下汽車的動力**動模式,從而能夠在各種工況下提高汽車的動力性能,如制動、滑移、驅(qū)動等。ESP在國外已經(jīng)批量生產(chǎn),在國內(nèi)尚處于研究階段,要達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的程度,還有大量的工作要做。
圖1所示為汽車ESP的構(gòu)成示意圖,其電子部件主要包括電子控制單元(ECU)、方向盤傳感器、縱向加速度傳感器、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、輪速傳感器等。ESP作為保證行車安全的一個重要電控系統(tǒng),其各個傳感器的正常工作是進(jìn)行有效控制的基礎(chǔ)。本文介紹了ESP常用傳感器的特點(diǎn),設(shè)計了傳感器硬件接口和軟件接口,并在實(shí)車測試中得到驗(yàn)證。
圖1 ESP的構(gòu)成示意圖
ESP常用傳感器介紹
如圖1、圖2所示,ESP常用的傳感器如下。
圖2 ESP常用傳感器
方向盤轉(zhuǎn)角傳感器
ESP通過計算方向盤轉(zhuǎn)角的大小和轉(zhuǎn)角變化速率來識別駕駛員的操作意圖。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器將方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為一個可以代表駕駛員期望的行駛方向的信號,方向盤轉(zhuǎn)角一般是根據(jù)光電編碼來確定的,安裝在轉(zhuǎn)向柱上的編碼盤上包含了經(jīng)過編碼的轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)角等信息。這一編碼盤上的信息由接近式光電耦合器進(jìn)行掃描。接通點(diǎn)火開關(guān)并且方向盤轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)過一定角度后,處理器可以通過脈沖序列來確定當(dāng)前的方向盤絕對轉(zhuǎn)角。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器與ECU的通訊一般通過CAN總線完成。
橫擺角速度傳感器
橫擺角速度傳感器檢測汽車沿垂直軸的偏轉(zhuǎn),該偏轉(zhuǎn)的大小代表汽車的穩(wěn)定程度。如果偏轉(zhuǎn)角速度達(dá)到一個閾值,說明汽車發(fā)生測滑或者甩尾的危險工況,則觸發(fā)ESP控制。當(dāng)車?yán)@垂直方向軸線偏轉(zhuǎn)時,傳感器內(nèi)的微音叉的振動平面發(fā)生變化,通過輸出信號的變化計算橫擺角速度。
