ESP系統(tǒng)傳感器特性分析及接口技術(shù)
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橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器
橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器的安裝位置基本相同，輸出都是0V-5V的模擬量，由于汽車顛簸造成的信號(hào)波動(dòng)特性一致，故封裝在同一模塊中。其硬件接口如圖8所示，實(shí)現(xiàn)硬件模擬前置濾波，以抑制來自傳感器的模擬信號(hào)中的高頻噪聲成分，防止在采樣過程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象。運(yùn)放使用滿擺幅輸出的LMX324。
調(diào)整圖8中各個(gè)阻容元件的參數(shù)，即可設(shè)置濾波截止頻率和延時(shí)大小。汽車運(yùn)行過程中，在較好路面上行駛時(shí)，由于信號(hào)較好，延時(shí)盡量要小，而在顛簸路面上行駛，則希望濾波效果要好。但是由于硬件濾波的頻率特性一經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，無法實(shí)時(shí)修改，故需要在軟件中設(shè)計(jì)數(shù)字濾波環(huán)節(jié)。數(shù)字濾波常用的有維納濾波器、卡爾曼濾波器、線性預(yù)測器、自適用濾波器等。在這里選用計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性能好的一階低通濾波，傳遞函數(shù)為.
圖8 橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器接口電路
k的選擇取決于當(dāng)前的路面情況，而當(dāng)前路面情況，則通過數(shù)字濾波前的原始信號(hào)來識(shí)別。微控制器把濾波后的信號(hào)、原始信號(hào)、k的值、路面識(shí)別結(jié)果打包后，通過CAN總線發(fā)送給ECU。圖9a和9b分別為顛簸路面實(shí)車試驗(yàn)中采集得到的縱向加速度傳感器的一組對(duì)比曲線。
圖9a 數(shù)字濾波前的數(shù)據(jù)曲線 圖9b 數(shù)字濾波后的曲線
結(jié)語
本文討論了ESP系統(tǒng)中常用傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及信號(hào)特性，并設(shè)計(jì)了各個(gè)傳感器的信號(hào)處理接口，其中包括硬件接口電路以及軟件處理方案。設(shè)計(jì)了包含橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器的集成模塊，通過CAN總線與ECU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有較好的抗干擾性和可靠性。本文的設(shè)計(jì)已經(jīng)在實(shí)車試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162674.htm
評(píng)論