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ESP中传感器概述 接口技术电路解析

2018年05月10日 14:01 次阅读

ESP(电子稳定程序)是汽车电控的一个标志性发明。不同的研发机构对这一系统的命名不尽相同,如博世BOSCH)公司早期称为汽车动力学控制(VDC),现在博世、梅赛德—奔驰公司称为ESP;丰田公司称为汽车稳定性控制系统(VSC)、汽车稳定性辅助系统(VSA)或者汽车电子稳定控制系统(ESC);宝马公司称为动力学稳定控制系统(DSC)。尽管名称不尽相同,但都是在传统的汽车动力学控制系统,如ABS和TCS的基础上增加一个横向稳定控制器,通过控制横向和纵向力的分布和幅度,以便控制任何路况下汽车的动力学运动模式,从而能够在各种工况下提高汽车的动力性能。

本文介绍的是ESP中传感器以及接口技术的电路解析:

电路原理 方向盘转角传感器接口

方向盘转角传感器的输出为正交编码脉冲。正交编码脉冲包含两个脉冲序列,有变化的频率和四分之一周期(90°)的固定相位偏移,如图1所示。通过检测2路信号的相位关系可以判断为顺时针方向和逆时针方向,并据此对信号进行加/减计数,从而得到当前的计数累计值,也即方向盘的绝对转角,而转角的变化率即角速度,则可通过信号频率测出。另外,方向盘转角传感器有一个零位输出信号,当方向盘在中间位置时,该信号输出0V,否则输出5V,通过该信号,可对绝对转角进行在线校准。

ESP中传感器概述 接口技术电路解析

图1方向盘转角传感器脉冲序列波形

C164CI与方向盘转角传感器的接口电路如图2所示。片内内置增量编码的正交解码器,该解码器使用定时器3的两个引脚(T3IN、T3EUD)作为正交脉冲的输入,在正确设置相关寄存器后,定时器3的数据寄存器的值与方向盘转角成正比,故可方便的计算转角,本文所使用的方向盘转角传感器每一圈对应44个脉冲,设定时器3的数据寄存器为T3,则绝对转角为。

ESP中传感器概述 接口技术电路解析

图2方向盘转角传感器接口电路

进行差分运算,即可得到转角变化速率。微控制器把计算得到的参数通过CAN发送给ECU。

轮速传感器接口

根据前面部分介绍的轮速传感器信号特点,设计接口电路如图3所示。

ESP中传感器概述 接口技术电路解析

图3轮速传感器接口电路

电路采用两级滤波和整形,以保证轮速信号在极低转速下不会丢失,同时避免因悬架振动引起的信号干扰。图中由电阻R2引入第一级迟滞比较,而使用74HC14引入第二级迟滞比较。

横摆角速度、纵向/横向加速度传感器

横摆角速度、纵向/横向加速度传感器的安装位置基本相同,输出都是0V-5V的模拟量,由于汽车颠簸造成的信号波动特性一致,故封装在同一模块中。其硬件接口如图4示,实现硬件模拟前置滤波,以抑制来自传感器的模拟信号中的高频噪声成分,防止在采样过程中出现混叠现象。

调整图4中各个阻容元件的参数,即可设置滤波截止频率和延时大小。汽车运行过程中,在较好路面上行驶时,由于信号较好,延时尽量要小,而在颠簸路面上行驶,则希望滤波效果要好。但是由于硬件滤波的频率特性一经设计完毕,无法实时修改,故需要在软件中设计数字滤波环节。数字滤波常用的有维纳滤波器、卡尔曼滤波器、线性预测器、自适用滤波器等。在这里选用计算量小、实时性能好的一阶低通滤波。

ESP中传感器概述 接口技术电路解析

图4横摆角速度、纵向/横向加速度传感器接口电路

本文讨论了ESP系统中常用传感器的结构特点及信号特性,并设计了各个传感器的信号处理接口,其中包括硬件接口电路以及软件处理方案。设计了包含横摆角速度、纵向/横向加速度传感器的集成模块,通过CAN总线与ECU进行数据传输,具有较好的抗干扰性和可靠性。

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随着水泥生产自动化水平和控制系统可靠性要求的提高,料位测量控制的作用日益突出。 物位 作为 水泥工业...

发表于 2018-04-26 14:54 454次阅读
水泥生产行业中超声波液位传感器的相关应用

艾迈斯半导体推出适用于智能健康和可穿戴设备的血压...

全球领先的高性能传感器解决方案供应商艾迈斯半导体(ams AG,瑞士股票交易所股票代码:AMS)今天...

发表于 2018-04-26 11:53 2402次阅读
艾迈斯半导体推出适用于智能健康和可穿戴设备的血压...

下一代SCADA系统重要特征:验证控制信号

施耐德电气公司全球应用咨询副总裁克拉克表示,当前的目标是尽可能降低成本与风险,并允许对热力学一无所知...

发表于 2018-04-26 09:39 341次阅读
下一代SCADA系统重要特征:验证控制信号

豪威科技发布配备有突破性Nyxel近红外(NIR...

据麦姆斯咨询报道,豪威科技(OmniVision)——全球领先的高级数字成像解决方案开发商,近日发布...

发表于 2018-04-25 16:54 449次阅读
豪威科技发布配备有突破性Nyxel近红外(NIR...

百度发布Apollo 2.5,传感器解决方案成本...

Apollo 2.5以前的版本提供的Velodyne 64线激光雷达解决方案给市场较大的成本压力。

发表于 2018-04-25 16:19 354次阅读
百度发布Apollo 2.5,传感器解决方案成本...

电化学一氧化碳传感器TGS5141介绍及其应用

超小型化实现 让设计产品有更新更广阔的未来 TGS5141为最新的超小型CO传感器,由在电化学CO传...

发表于 2018-04-25 15:00 2064次阅读
电化学一氧化碳传感器TGS5141介绍及其应用

L4/L5无人车为什么需要精确的定位系统?

第一种卫星定位,RTK差分技术出现后,精度稳步提高。差分技术,是在一个精确的已知位置(基站)上安装G...

发表于 2018-04-25 10:35 462次阅读
L4/L5无人车为什么需要精确的定位系统?

一种运动手表的设计,运动状态识别总体方案

由图2可知,系统初始状态为关机状态,通过长按开关机键使系统开机并进入时间显示状态。如果不进行按键选择...

发表于 2018-04-25 09:10 463次阅读
一种运动手表的设计,运动状态识别总体方案

aux接口怎么连接手机_aux接口连接手机步骤教...

手机与AUX接口连接,就可以把手机声音通过汽车音响外放,不紧可以用免提打电话用,还可以听手机上面的M...

发表于 2018-04-25 08:51 670次阅读
aux接口怎么连接手机_aux接口连接手机步骤教...

从传感器节点开始经云端,了解工业4.0

目前工业的数字化转型正在全面展开。几乎每个人都在使用(工业)物联网、智能工厂或信息物理(生产)系统这...

发表于 2018-04-25 08:50 1685次阅读
从传感器节点开始经云端,了解工业4.0

资深工程师告诉你传感器设计需要注意这四个问题

好的传感器的设计是经验加技术的结晶。一般理解传感器是将一种物理量经过电路转换成一种能以另外一种直观的...

发表于 2018-04-24 12:14 470次阅读
资深工程师告诉你传感器设计需要注意这四个问题

AI与动态传感器开拓新领域 走入牧场监控牛只

结合人工智能(AI)与动态传感器的装置正在全球牧场大行其道,牧场主人纷纷开始采用新科技来监控乳牛等牲...

发表于 2018-04-24 11:26 244次阅读
AI与动态传感器开拓新领域 走入牧场监控牛只

传感器+区块链确保货物运输的监测追踪系统

研发团队表示,目前Transport Genie能监测拖车中的湿度与温度,若是出现温度过高等异常状况...

发表于 2018-04-24 11:24 103次阅读
传感器+区块链确保货物运输的监测追踪系统

回顾博世传感器在汽车和手机领域的发展历史

据麦姆斯咨询报道,博世每天制造的传感器大约是450万颗,随着需要连接物体的数量增长,预计这个数字将继...

发表于 2018-04-24 10:38 370次阅读
回顾博世传感器在汽车和手机领域的发展历史

大疆无人机在其新型DJI Zenmuse XT2...

随着大疆创新加入“Thermal by FLIR”热成像创新计划,各公司纷纷与之拓展合作。

发表于 2018-04-24 10:37 341次阅读
大疆无人机在其新型DJI Zenmuse XT2...

aux接口如何用u盘听歌_步骤教程详解

随着人们生活水平的提高,很多家庭已经有了私家车。如果车上只有aux接口没有usb接口,想用优盘听歌,...

发表于 2018-04-24 10:31 920次阅读
aux接口如何用u盘听歌_步骤教程详解

aux接口怎么用_aux接口可以作为输出吗

aux接口,就模拟音源设备的输入接口,一般是输入的单端信号(左、右声道),以区别数字输入的(opt—...

发表于 2018-04-24 10:10 123次阅读
aux接口怎么用_aux接口可以作为输出吗

Ameya360 无人机视觉、高级传感与处理解决方案

发表于 2018-04-23 17:22 199次阅读
Ameya360 无人机视觉、高级传感与处理解决方案

SHT20传感器概率读值异常

发表于 2018-04-17 11:43 173次阅读
SHT20传感器概率读值异常

Compact Rio下NI9401如何通过SPI通讯采集加速度信号?

发表于 2018-04-16 09:13 257次阅读
Compact Rio下NI9401如何通过SPI通讯采集加速度信号?