汽车ESP传感器介绍
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汽车esp常见的故障现象及原因分析汽车的ESP(Electronic Stability Program,电子稳定性程序)是一种现代汽车安全系统,通过传感器和控制单元来监测车辆各方面的动态变化,以帮助驾驶员稳定车辆,并避免潜在危险。
然而,ESP系统也可能存在故障,并导致一些常见的问题。
以下将介绍一些常见的故障现象及原因分析。
1. ESP故障灯亮起:当ESP系统出现问题时,仪表盘上的ESP故障灯会点亮。
这可能是由于传感器故障、电气连接问题或控制单元故障引起的。
检查车辆的电气连接和传感器是否正常,如果问题仍然存在,可能需要更换控制单元。
2. 车辆轻微抖动或不稳定:ESP系统用于稳定和控制车辆,当系统出现问题时,车辆可能会出现轻微抖动或不稳定的情况。
这可能是由于传感器故障、刹车系统问题或控制单元故障引起的。
检查车辆的刹车系统是否正常工作,并检查传感器和控制单元是否正常。
3. 拐弯时轮胎失去抓地力:ESP系统通过调整车轮的抓地力来帮助车辆稳定,当系统出现问题时,车辆在拐弯时可能会失去抓地力。
这可能是由于传感器故障、刹车系统问题、胎压不平衡或控制单元故障引起的。
检查车辆的胎压是否适当,并检查传感器和控制单元是否正常。
4. 防抱死刹车系统(ABS)故障:ESP系统通常与ABS系统一起使用,以提供更好的稳定性和控制。
当ABS系统出现问题时,ESP系统也可能受到影响。
这可能是由于刹车总泵故障、刹车压力传感器故障或控制单元故障引起的。
检查车辆的刹车系统是否正常工作,并检查传感器和控制单元是否正常。
5. 没有反应或延迟的制动:ESP系统通过电气和液压系统来控制制动力分配,当系统出现问题时,制动可能没有反应或有延迟。
这可能是由于制动总泵故障、刹车压力传感器故障、制动盘或刹车片磨损严重或控制单元故障引起的。
检查车辆的刹车系统是否正常工作,并进行必要的维修和更换。
总的来说,ESP系统的常见故障可以归结为传感器故障、电气连接问题、刹车系统问题或控制单元故障。
汽车安全之主动安全设备篇范文汽车安全是一个不容忽视的重要问题,而其中主动安全设备在汽车安全中扮演着重要的角色。
主动安全设备通过预防事故的发生,提高驾驶者的驾驶能力和车辆的安全性能,从而保护乘车人的生命和财产安全。
本文将从主动安全设备的角度出发,探讨汽车安全之主动安全设备篇。
首先,主动安全设备中的防抱死制动系统(ABS)被广泛应用于现代汽车中。
ABS能够通过对车轮的制动力进行调节,防止车轮抱死,从而保持车辆的稳定性和操控性。
在紧急制动情况下,ABS能够防止车辆失去控制,有效减少碰撞的可能性。
此外,ABS还能够提高制动效果,减少制动距离,降低事故的严重程度。
因此,ABS被认为是一项非常重要的主动安全设备,能够大大提高汽车的行驶安全性能。
其次,车辆稳定控制系统(ESP)也是一项重要的主动安全设备。
ESP以传感器为基础,通过对车辆行驶状态进行监测和判断,实时调节车辆的悬挂系统、制动系统和发动机输出功率,以保持车辆的稳定性。
当车辆出现侧滑、跳跃或偏离预期行驶轨迹时,ESP能够予以即时干预,调整车辆的行驶姿态,避免车辆失控。
ESP的出现极大地提升了汽车的操控性和稳定性,减少了因操控失误而导致的事故发生几率。
另外,主动安全设备中的自适应巡航控制系统(ACC)也具有重要意义。
ACC能够通过雷达、摄像头等传感器对前方车辆的速度和距离进行实时监测,自动调节车辆的巡航速度和保持距离。
当前方车辆减速或停止时,ACC会自动减速或停车,避免追尾事故的发生。
此外,ACC 还能够根据交通流量变化自动调节车辆的巡航速度,提高车辆的行驶效率和安全性。
因此,ACC被认为是一项能够提升驾驶者驾驶舒适度和安全性的重要主动安全设备。
除了上述主动安全设备外,还有一些其他的设备也在提高汽车的安全性能方面起到了重要的作用。
例如,胎压监测系统(TPMS)能够实时监测车辆的胎压情况,一旦发现胎压异常,及时提醒驾驶者进行检修,避免因胎压过低或胎温过高而导致的爆胎事故。
技术应用性设计成果奔驰ESP结构与ESP故障灯亮的诊断及排除目录奔驰ESP系统的结构与ESP故障灯亮的诊断及排除 (2)1、引言 (2)2、ESP (3)2.1、ESP的功能组成 (3)2.2、ESP 各电子部件的主要功用 (3)2.3、汽车ESP 系统的功能及工作原理 (4)2.4、ESP灯常亮故障常见原因分析 (6)3、ESP故障诊断任务分析 (6)3.1、故障现象 (7)3.2、ESP灯常亮故障诊断步骤图 (7)3.3、故障排除 (9)4、总结 (9)参考文献 (10)奔驰ESP系统的结构与ESP故障灯亮的诊断及排除胡明基指导教师:骆美富、翁建飞指导师傅:高宜瑞[摘要]ESP是汽车电子稳定程序 (Electronic Stability Program)的简写,由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合研制。
能够在几毫秒的时间内,识别出汽车不稳定的行驶趋势特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作。
本文主要介绍奔驰ESP系统的结构与ESP故障灯亮的诊断方案。
[关键词]ESP 过度转向转向力不足诊断1.引言ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。
它是一个稳定的控制系统,能在危险时刻或车辆失去控制的瞬间,协助驾驶员操控,使车辆保持行驶稳定。
ESP系统由控制单元及转向传感器(监测方向盘得转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的速度转动)、侧滑传感器(监测车体绕垂直轴线转动的状态)、横向加速度传感器转弯时的离心力)等组成。
它能够一方面根据方向盘得转角和车轮的速度,时刻监控驾驶员意图,另一方面通过测量加速度侧摆偏转率确定当前汽车的行驶状态。
时时刻刻对这两方面进行比较分析,如发现异常,立即作出反应,从而迅速而有效的控制车辆。
2.ESP2.1 ESP Function (功能组成)奔驰ESP(Electronic Stability Program)车身电子稳定系统,通过监测四轮车速、横加加速、旋转加速及方向盘角度信号,执行在行驶及刹车过程中自动调节分配刹车力,并改变发动机力及变速箱换档,达到车身安全、稳定功能。
ESP汽车电子稳定系统论文毕业设计(论文)题目:ESP汽车电子稳定系统学院:班级:学号:学生姓名:指导老师:二〇一二年五月四日摘要汽车电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP)。
ESP是一种汽车新型主动安全系统。
ESP系统包含ABS(防抱死刹车系统)及ASR(防侧滑系统),是这两种系统功能上的延伸。
因此,ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。
ESP 系统实际是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。
如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子;在转向过少时,为了校正循迹方向,ESP则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向。
有ESP与只有ABS及ASR的汽车,它们之间的差别在于ABS 及ASR只能被动地作出反应,而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,防患于未然。
ESP对过度转向或不足转向特别敏感,例如汽车在路滑时左拐过度转向(转弯太急)时会产生向右侧甩尾,传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力,产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。
当然,任何事物都有一个度的范围,如果驾车者盲目开快车,现在的任何安全装置都难以保全。
关键词:ESP 主动安全系统汽车防滑装置电子控制AbstractElectronic stability system (Electronic Stability Program, ESP). ESP is a new type of automotive active safety systems. The ESP system with ABS (antilock brake system) and ASR (anti-skid system), is the extension of these two systems function. Therefore, the ESP regarded as the most advanced form of automotive anti-skid device. The ESP system is actually a traction control system and other traction control systems, ESP not only control the driving wheel driven wheel, and can be controlled. Such as the rear-wheel drive vehicles often turn to excessive rear wheel out of control while the drift, the ESP will brake slow the outside front wheel to stabilize the car; turning over came from order to correct the tracking direction, ESP will slowly brake the inside rear wheel, in order to correct the direction of travel.Car with ESP and ABS and ASR, the difference between them lies in the ABS and ASR can only passively react, ESP is able to detect and analyze the condition and correct driving errors and take preventive measures. ESP on oversteer or understeer are particularly sensitive, such as cars turn left in slippery when oversteer (a turn too fast) will have to drift to the right side of the sensor felt the right front wheel slide will brake quickly to restore adhesion produce an opposing torque leaving the car remained in the original lane. Of course, everything has a range of motorists speeding blindly any safety devices are difficult to preserve.Key words: ESP Active safety systems Automotive anti-skid device Electronic control第一章ESP汽车电子稳定系统简介1.1ESP的概念汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program,ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS和主动车身横摆控制系统AYC(Active Yaw Contr01)等基本功能的组合,是一种汽车新型主动安全系统。
汽车电子稳定程序的故障诊断与修复在现代汽车技术中,电子稳定程序(Electronic Stability Program,简称 ESP)已经成为一项至关重要的安全配置。
它能够在车辆行驶过程中,通过对车辆的制动、动力输出等进行干预,有效地防止车辆失控,提高行驶的稳定性和安全性。
然而,就像任何复杂的电子系统一样,ESP 也可能会出现故障。
当故障发生时,及时准确的诊断和有效的修复就显得尤为重要。
ESP 系统通常由多个传感器、控制单元和执行器组成。
传感器负责收集车辆的行驶状态信息,如车速、车轮转速、转向角度、横向加速度等。
控制单元则根据这些信息进行计算和分析,判断车辆是否处于不稳定状态,并在需要时向执行器发出指令,执行器如制动系统等会相应地进行动作,以调整车辆的行驶姿态。
当 ESP 系统出现故障时,车辆仪表盘上的故障指示灯通常会亮起,提示驾驶员系统存在问题。
此时,我们可以通过专业的诊断设备,如汽车故障诊断仪,来读取系统存储的故障码。
故障码能够为我们提供有关故障类型和位置的初步线索。
常见的 ESP 故障原因包括传感器故障、线路问题、控制单元故障以及执行器故障等。
传感器故障是比较常见的情况之一。
例如,车轮转速传感器如果出现故障,可能会导致系统无法准确获取车轮的转速信息,从而影响对车辆行驶状态的判断。
这种情况下,可能需要检查传感器的连接线路是否正常,传感器本身是否损坏。
如果是传感器损坏,一般需要更换新的传感器。
线路问题也是导致 ESP 故障的一个重要因素。
车辆在长期使用过程中,线路可能会因为磨损、老化、短路或断路等原因出现故障。
通过对线路进行仔细的检查和测试,可以确定线路是否存在问题。
对于损坏的线路,需要进行修复或更换。
控制单元故障相对来说较为复杂。
控制单元如果出现软件故障,可能需要进行重新编程或升级;如果是硬件故障,可能就需要更换控制单元。
但在更换控制单元之前,需要确保其他相关部件没有问题,以免造成不必要的浪费。
ABS/EDB/EPS/ESP汽车的制动性能是汽车的主要性能之一,重大交通事故往往与制动距离过长、紧急制动时发生侧滑等情况有关,所以汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。
目前ABS防抱死制动系统已被广泛运用于汽车上。
什么是ABS?了解它的优点和局限有助于行车更安全。
ABS的原理ABS是防抱死制动系统的英文缩写,英文的全称是Anti-lock Braking System,或者是Anti-Skid Braking System。
该系统在制动过程中可自动调节车轮制动力,防止车轮抱死以取得最佳制动效果。
一辆汽车制动性能的好坏,主要从以下三方面进行评价:1、制动效能,即制动距离与制动减速度;2、制动效能的恒定性,即抗热或水衰退性能;3、制动时汽车的方向稳定性,即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。
通常,汽车在制动过程中存在着两种阻力:一种阻力是制动器摩擦片与制动鼓或制动盘之间产生的摩擦阻力,这种阻力称为制动系统的阻力,由于它提供制动时的制动力,因此也称为制动系制动力;另一种阻力是轮胎与道路表面之间产生的摩擦阻力,也称为轮胎——道路附着力。
如果制动系制动力小于轮胎—道路附着力,则汽车制动时会保持稳定状态,反之,如果制动系制动力大于轮胎——道路附着力,则汽车制动时会出现车轮抱死和滑移。
如果前轮抱死,汽车基本上沿直线向前行驶,汽车处于稳定状态,但汽车失去转向控制能力,这样驾驶员制动过程中躲避障碍物、行人以及在弯道上所应采取的必要的转向操纵控制等就无法实现。
如果后轮抱死,汽车的制动稳定性变差,在很小的侧向干扰力下,汽车就会发生甩尾,甚至调头等危险现象。
尤其是在某些恶劣路况下,诸如路面湿滑或有冰雪,车轮抱死将难以保证汽车的行车安全。
另外,由于制动时车轮抱死,从而导致局部急剧摩擦,将会大大降低轮胎的使用寿命。
ABS通过控制作用于车轮制动分泵上的制动管路压力,使汽车在紧急刹车时车轮不会抱死,这样就能使汽车在紧急制动时仍能保持较好的方向稳定性。
esp系统是什么意思电子稳定程序系统,就是我们说的ESP了。
下面是店铺给大家整理的esp系统是什么意思,供大家参阅!esp系统是什么意思电子稳定程序系统(ESP)是英文Electronic Stability Program的缩写,中文译成“电子稳定程序”。
它综合了ABS(防抱死制动系统)、BAS(制动辅助系统)和ASR(加速防滑控制系统)三个系统,功能更为强大。
电子稳定程序系统ESP效果演示当汽车发生转向不足时(左),车身表现为向弯外推进,此时ESP系统将通过对左后轮的制动来遏制车辆陷入险境;而当汽车发生转向过度时(右),此时ESP系统则通过对右前轮的制动来纠正危险的行驶状态。
ESP可以实时监控汽车行驶状态,必要时可自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动,而且它还可以主动调控发动机的转速并可调整每个轮子的驱动力和制动力,以修正汽车的过度转向和转向不足。
ESP还有一个实时警示功能,当驾驶者操作不当和路面异常时,它会用警告灯警示驾驶者。
在ABS、BAS及ASR三个系统的共同作用下,ESP最大限度地保证汽车不跑偏、不甩尾、不侧翻。
据统计,有25%导致严重人员伤亡的交通事故是由侧滑引起的,更有60%的致命交通事故是因侧面撞击而引起的,其主要原因就是车辆发生了侧滑,而ESP能有效降低车辆侧滑的危险,从而降低交通事故的数量以拯救生命。
当前ESP主要应用于一些高端车型,如奔驰、奥迪等,在欧盟地区,新车ESP装备率已达35%,而国内的新车ESP系统装备率还只有3%,随着人们对车辆安全性的要求日益提高,ESP将会被越来越多的车辆所应用。
电子稳定程序系统ESP特点ESP最重要的特点就是它的主动性,如果说ABS是被动地作出反应,那么ESP却可以做到防患于未然。
电子稳定程序系统ESP简介一组系统通常是支援ABS及ASR(驱动防滑系统,又称牵引力控制系统)的功能。
本科生毕业论文题目:汽车电子稳定程序控制ESP系统学生XX:专业:班级:指导教师:2011年01月摘要汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program,ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS和主动车身横摆控制系统AYC(Active Yaw Contr01)等基本功能的组合,是一种汽车新型主动安全系统。
该系统是德国博世公司(BOSCH)和梅塞德斯一奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。
汽车电子稳定程序控制系统除了具有ABS和TCS的功能之外,更是一种智能的主动安全系统,它通过高度灵敏的传感器时刻监测车辆的行驶状态,并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图,识别出危险情况,并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态。
汽车电子稳定系统(ESP)能够纠正汽车的各种不稳定行驶状态,提高汽车线内行驶的稳定性,缩短在弯道或湿滑路面上紧急制动时的制动距离。
为了提高车辆的动力学性能,还可以在ESPⅡ转向功能的基础上继续引入诸如可调减震器、主动稳定性控制和可调弹簧等的电子底盘控制系统。
关键词:ESP 主动安全系统ABS 电子控制目录绪论 (1)第一章ESP电子稳定系统简介 (3)1.1ESP电子稳定系统概念 (3)1.2ESP的功能与组成 (3)1.3ESP工作原理与工作过程 (6)第二章汽车电子稳定系统分析 (9)2.1ESP系统的控制原理 (9)2.2ESP系统特点和性能 (9)2.3ESP系统的应用 (10)2.4ESP系统的可靠性 (11)2.5汽车底盘电子控制系统的发展 (11)2.6新一代ESP (12)第三章第二代汽车电子稳定程序ESPII (13)3.1ESPII的系统及组件 (13)3.2ESPⅡ转向控制功能 (14)3.3系统集成控制 (16)结束语 (18)参考文献 (19)致谢 (20)绪论20世纪80年代,日本铃木公司首次开发出电动助力转向系统(Electrical Power Steering,简称EPS),在此之后,日本的大发汽车公司、三菱汽车公司及本田汽车公司均研制出适合各自车型的EPS。
毕业论文标题:浅谈汽车ESP系统的原理及故障诊断关键词:ESP组成原理简单诊断撰写人:_____ _ _____ _ _指导教师:_ _____ __ ________ _提交日期: ___ _2014年4月26日_________摘要本篇论文简要介绍ESP的一般结构和工作原理及其控制原理,并阐述了ESP它包含防锁死刹车系统(ABS)和驱动轮防滑系统(ASR)等,可以说它是在其它主、被动安全系统基础之上的一种功能性延伸,而并不是作为独立配置存在的。
另外还介绍了基本的ESP诊断步骤。
关键词: ESP组成原理 ;简单诊断浅谈汽车ESP系统的原理及故障诊断前言:引力控制系统ESP,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。
如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子;在转向过少时,为了校正循迹方向,ESP则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向.正文:ESP是汽车电子稳定程序(Electronic Stability Program)的简写,由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合研制。
1998年2月,梅赛德斯一奔驰公司首次在其A级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳定行驶系统.它集成了电子制动防抱死系统(ABS),电子制动力分配(EBD)和牵引力控制(TCS)的基本功能;能够在几毫秒的时间内,识别出汽车不稳定的行驶趋势,比如,由于人为或环境的干扰,轿车可能进入不稳定的行驶状态;特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷,如果得不到及时纠正,就会使车子偏离正确行驶路线,严重时,就有翻转趋势等危险。
ESP系统通过智能化的电子控制方案,让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响应,从而及时地,恰当地消除这些不稳定行驶趋势,使汽车保持在所期望的行驶路线上。
ESP系统是汽车主动安全性技术发展的一个巨大突破,它可以在极其恶劣的行车环境中确保汽车的行驶稳定性.ESP系统里还包括ABS、EBD、TCS、EDL这几项被动安全系统,不难看出这些系统是相辅相成的,但是它们都是在驾驶者做出紧急反应后才会启动,所以都属于被动系统.再高的科技配置也需要我们自身的主动安全来避免事故的发生.防抱死制动系统ABS(Anti—lock Braking System):通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号,控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压,减小制动力矩,经一定时间后,再恢复原有的油压,不断的这样循环(每秒可达5~10次),始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩。
汽车ESP传感器介绍及其接口技术分析(组图)
一、引言
ESP(Electronic Stability Program,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,如制动、滑移、驱动等。
ESP在国外已经批量生产,在国内尚处于研究阶段,要达到产业化的程度,还有大量的工作要做。
图1:汽车ESP的构成示意图
图1所示为汽车ESP的构成示意图,其电子部件主要包括电子控制单元(ECU)、方向盘传感器、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、轮速传感器等。
ESP作为保证行车安全的一个重要电控系统,其各个传感器的正常工作是进行有效控制的基础。
本文介绍了ESP常用传感器的特点,设计了传感器硬件接口和软件接口,并在实车测试中得到验证。
二、ESP常用传感器介绍
图2:ESP常用的传感器
如图1、图2所示,ESP常用的传感器如下:
1.方向盘转角传感器
ESP通过计算方向盘转角的大小和转角变化速率来识别驾驶员的操作意图。
方向盘转角传感器将方向盘转角转换为一个可以代表驾驶员期望的行驶方向的信号,方向盘转角一般是根据光电编码来确定的,安装在转向柱上的编码盘上包含了经过编码的转动方向、转角等信息。
这一编码盘上的信息由接近式光电耦合器进行扫描。
接通点火开关并且方向盘转角传感器转过一定角度后,处理器可以通过脉冲序列来确定当前的方向盘绝对转角。
方向盘转角传感器与ECU的通讯一般通过CAN总线完成。
2.横摆角速度传感器
横摆角速度传感器检测汽车沿垂直轴的偏转,该偏转的大小代表汽车的稳定程度。
如果偏转角速度达到一个阈值,说明汽车发生测滑或者甩尾的危险工况,则触发ESP控制。
当车绕垂直方向轴线偏转时,传感器内的微音叉的振动平面发生变化,通过输出信号的变化计算横摆角速度。
3.纵向/横向加速度传感器
ESP中的加速度传感器有沿汽车前进方向的纵向加速度传感器和垂直于前进方
向的横向加速度传感器,基本原理相同,只是成90°夹角安装。
ESP一般使用微机械式加速度传感器,在传感器内部,一小片致密物质连接在一个可以移动的悬
臂上,可以反映出汽车的纵向/横向加速度的大小,其输出在静态时为2.5V左右,正的加速度对应正的电压变化,负的加速度对应负的电压变化,每1.0~1.4V
对应1g的加速度变化,具体参数因传感器不同而有所不同。
4.轮速传感器
在汽车上检测轮速信号时,最常用的传感器是电磁感应式传感器,一般做法是将传感器安装在车轮总成的非旋转部分(如转向节或轴头)上,与随车轮一起转动的导磁材料制成的齿圈相对。
当齿圈相对传感器转动时,由于磁阻的变化,在传感器上激励出交变电压信号,这种交变电压的频率与车轮转速成正比,ECU采用专门的信号处理电路将传感器信号转换为同频率的方波,再通过测量方波的频率或周期来计算车轮转速。
最初的ESP系统中纵向/横向加速度传感器和横摆角速度传感器都是单独实现的,现在基本都使用了传感器总成(Sensor Cluster)的模式,将这3个传感器设计为一体,通过CAN总线与ECU通讯。
如图3为SIMENSVDO公司和BEI公司生产的传感器总成。
图3:SIMENSVDO公司和BEI公司生产的传感器总成
博世公司为了增加新的ESP功能和为了更好的控制整车的稳定性系统,如山地保持控制(HHC)和线控(SbW),提出了模块化的HW和SW概念,开发了第三代高度灵活和低成本的慢性传感器总成DRSMM3.x。
三、ESP常用传感器接口设计
本文所作设计的框图如图4所示。
在图中,方向盘转角传感器信号经微控制器处理后,通过CAN总线发送给ECU(图4中B);横摆角速度传感器、纵向/横向传感器由于信号特点和安装位置类似,故设计在同一个模块内(图4中A);由于ESP对轮速传感器信号的实时性要求较高,故经过信号调理后,直接送入ECU(图
4中C)。
在图4的A和B中,需要微处理器对信号进行处理并通过CAN总线传送数据,本文选用Infineon公司的SAK-C164CI。
该芯片是专为汽车应用而设计,
内置AD转换器、输入信号捕捉、正交解码器,运算速度快,非常适合ESP的传感器信号处理。
图4:ESP常用传感器接口设计
1.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5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。
图5: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6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,通过运算,即可得到转角变化速率。
图6:C164CI与方向盘转角传感器的接口电路
微控制器把计算得到的参数通过CAN发送给ECU。
2.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7所示。
图7: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。
3.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8所示,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。
运放使用满摆幅输出的LMX324。
调整图8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。
图8:横摆角速度、纵向/横向加速度传感器接口电路
k的选择取决于当前的路面情况,而当前路面情况,则通过数字滤波前的原始信号来识别。
微控制器把滤波后的信号、原始信号、k的值、路面识别结果打包后,通过CAN总线发送给ECU。
图9a和9b分别为颠簸路面实车试验中采集得到的纵向加速度传感器的一组对比曲线。
图9:数字滤波前、后的数据曲线
四、结语
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。
本文的设计已经在实车试验中得到验证。