汽车ESP电路解析

Ber_thaw99

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。8 n' f* A7 t1 h1 y& z
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& G6 y0 H/ R( a& ]7 j
5 ]) t' X* w5 J' }3 H1 x% R方向盘转角传感器接口8 }* N4 G# ~% j3 f$ E. ?: [
6 V/ L) f5 P# q2 T: G  r0 }) x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。/ L8 ]5 K; x3 |- b, ~$ c* H
2 [, {: C) V0 Q# P1 i' ?2 V

图2 方向盘转角传感器接口电路

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) A! u5 ^/ Y3 o, d$ U* \8 B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。0 B- ^0 C0 Q# e1 z% N! Q* m0 s* E
轮速传感器接口5 r9 v1 \: l: I$ {
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。9 ]+ W; _: [+ B5 S) Z
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图4 横摆角速度、纵向/横向加速度传感器接口电路

编者结语
" @  h* f& W8 _+ \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。'