有關(guān)ESP中傳感器及接口技術(shù)的電路

ESP(電子穩(wěn)定程序)是汽車(chē)電控的一個(gè)標(biāo)志性發(fā)明。不同的研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)這一系統(tǒng)的命名不盡相同，如博世(BOSCH)公司早期稱為汽車(chē)動(dòng)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(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)、汽車(chē)穩(wěn)定性輔助系統(tǒng)(VSA)或者汽車(chē)電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC);寶馬公司稱為動(dòng)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(chē)動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)，如ABS和TCS的基礎(chǔ)上增加一個(gè)橫向穩(wěn)定控制器，通過(guò)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(chē)的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)模式，從而能夠在各種工況下提高汽車(chē)的動(dòng)力性能。

本文介紹的是ESP中傳感器以及接口技術(shù)的電路解析：

電路原理

方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器接口

方向盤(pán)轉(zhuǎn)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1所示。通過(guò)檢測(cè)2路信號(hào)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?jù)此對(duì)信號(hào)進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)，從而得到當(dāng)前的計(jì)數(shù)累計(jì)值，也即方向盤(pán)的絕對(duì)轉(zhuǎn)角，而轉(zhuǎn)角的變化率即角速度，則可通過(guò)信號(hào)頻率測(cè)出。另外，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器有一個(gè)零位輸出信號(hào)，當(dāng)方向盤(pán)在中間位置時(shí)，該信號(hào)輸出0V，否則輸出5V，通過(guò)該信號(hào)，可對(duì)絕對(duì)轉(zhuǎn)角進(jìn)行在線校準(zhǔn)。

圖1 方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器脈沖序列波形

C164CI 與方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器的接口電路如圖2所示。片內(nèi)內(nèi)置增量編碼的正交解碼器，該解碼器使用定時(shí)器3的兩個(gè)引腳(T3IN、T3EUD)作為正交脈沖的輸入，在正確設(shè)置相關(guān)寄存器后，定時(shí)器3的數(shù)據(jù)寄存器的值與方向盤(pán)轉(zhuǎn)角成正比，故可方便的計(jì)算轉(zhuǎn)角，本文所使用的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器每一圈對(duì)應(yīng)44個(gè)脈沖，設(shè)定時(shí)器3的數(shù)據(jù)寄存器為T(mén)3，則絕對(duì)轉(zhuǎn)角為。

圖2 方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器接口電路

進(jìn)行差分運(yùn)算，即可得到轉(zhuǎn)角變化速率。微控制器把計(jì)算得到的參數(shù)通過(guò)CAN發(fā)送給ECU。