本文從汽車ESP智能傳感器理論知識出發(fā)

1、本文從汽車ESP智能傳感器理論知識出發(fā)，針對性的對汽車ESP智能傳感器如（方向盤轉角傳感器、橫擺角速度傳感器、縱向/橫向加速度傳感器、輪速傳感器）進行系統(tǒng)化分析。主要研究了以下問題：微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發(fā)展起來的新興技術。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術名稱還比較含混，仍然籠統(tǒng)地稱之為傳感器，或者含糊地歸納為汽車半導體器件，也有將智能傳感器（或智能執(zhí)行器、智能變送器）與微系統(tǒng)、MEMS等都歸入了MEMS （微機電系統(tǒng)）名稱下的。這里介紹當前一些歐美專著中常用的技術名詞的定義和技術內涵。ESP（Electronic Stability Program，電子穩(wěn)定程序），其電子部

2、件主要包括電子控制單元（ECU）、方向盤傳感器、縱向加速度傳感器、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、輪速傳感器等。ESP作為保證行車安全的一個重要電控系統(tǒng)，其各個傳感器的正常工作是進行有效控制的基礎。本文介紹了ESP常用傳感器的特點，設計了傳感器硬件接口和軟件接口，并在實車測試中得到驗證。 1方向盤轉角傳感器2橫擺角速度傳感器3縱向/橫向加速度傳感器4輪速傳感器 5車速傳感器(防抱死系統(tǒng))ESP常用傳感器接口：1方向盤轉角傳感器接口2輪速傳感器接口3橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器 關鍵詞：ESP ； 智能傳感器； 接口技術；CAN現(xiàn)代汽車ESP智能傳感器及其接口技術分析現(xiàn)代汽車電子從所應

3、用的電子元器件到車內電子系統(tǒng)的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器。第一章、智能傳感器總述1、汽車電子操控和安全系統(tǒng)談起 近幾年來我國汽車工業(yè)增長迅速，發(fā)展勢頭很猛。因此評論界出現(xiàn)了一些專家的預測：汽車工業(yè)有可能超過IT產(chǎn)業(yè)，成為中國國民經(jīng)濟最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其實，汽車工業(yè)的增長必將包含與汽車產(chǎn)業(yè)相關的IT 產(chǎn)業(yè)的增長。例如，雖然目前在我國一汽的產(chǎn)品中電子產(chǎn)品和技術的價值含量只占10%15%左右，但國外汽車中電子產(chǎn)品和技術的價值含量平均約為22%，中、高檔轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個比例還在、不斷地快速增長，預期很快將達到50%。電子

4、信息技術已經(jīng)成為新一代汽車發(fā)展方向的主導因素，汽車（機動車）的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進和提高，都將依賴于機械系統(tǒng)及結構和電子產(chǎn)品、信息技術間的完美結合。汽車工程界專家指出：電子技術的發(fā)展已使汽車產(chǎn)品的概念發(fā)生了深刻的變化。這也是最近電子信息產(chǎn)業(yè)界對汽車電子空前關注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內音響、視頻裝備，車用通信、導航系統(tǒng)，以及車載辦公系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)等車內電子設備的本質改變較少外，現(xiàn)代汽車電子從所應用的電子元器件（包括傳感器、執(zhí)行器、微電路等）到車內電子系統(tǒng)的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能

5、執(zhí)行器、智能變送器）。實際上，汽車電子已經(jīng)經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段：從分立電子元器件搭建的電路監(jiān)測控制，經(jīng)過了電子元器件或組件加微處理器構筑的各自獨立的、專用的、半自動和自動的操控系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)進入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發(fā)使用），統(tǒng)一交換汽車運行中的各種電子裝備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)綜合、智能調控的新階段。新的汽車電子系統(tǒng)由各個電子控制單元（ECU）組成，可以獨立操控，同時又能協(xié)調到整體運行的最佳狀態(tài)。例如為使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進氣壓力的測定開始，再根據(jù)水溫、空氣溫度等工作環(huán)境參數(shù)計算出基本噴油量，同時還要通過節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門的開度，確定發(fā)

6、動機的工況，進而控制，調整最佳噴油量，最后還需要通過曲軸的角速度傳感器監(jiān)測曲軸轉角和發(fā)動機轉速，最終計算出并發(fā)出最佳點火時機的指令。這個發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)和點火綜合控制系統(tǒng)還可以與廢氣排放的監(jiān)控系統(tǒng)和起動系統(tǒng)等組合，構筑成可使汽車發(fā)動機功率和扭矩最大化，而同時燃油消耗和廢氣排放最低化的智能系統(tǒng)。還可以舉一個安全駕駛方面的例子，出于平穩(wěn)、安全駕駛的需要，僅只針對四個輪子的操控上，除了應用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國產(chǎn)車，已增設了電子動力分配系統(tǒng)（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在，國內外的一些汽車進一步加裝了緊急剎車輔

7、助系統(tǒng)（EBA），該系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時，自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度，并判斷緊急制動的力度是否足夠，如果需要，就會自動增大制動力。EBA 的自控動作必須在極短時間（例如百萬分之一秒級）內完成。這個系統(tǒng)能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監(jiān)測各個車輪相對于車速的轉速，進而為每個車輪平衡分配動力，保證在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統(tǒng)等。從以上列舉的兩個例子可以清楚看到，汽車發(fā)展對汽車電子的一些基本要求： 1電子操控系統(tǒng)的動作必須快速、正確、可靠。傳感器（+調理電路）+微處理器，然后再通過微處

8、理器（+功率放大電路）+執(zhí)行器的技術途徑已經(jīng)不再能滿足現(xiàn)代汽車的要求，需要通過硬件集成、直接交換數(shù)據(jù)和簡化電路，并提高智能化程度來確?？刂茊卧獎幼鞯恼_性、可靠性和適時性。2現(xiàn)在幾乎所有的汽車的機械結構部件都已受電子裝置控制，但汽車車體內的空間有限，構件系統(tǒng)的空間更是極其有限。理想的情況當然是，電子控制單元應與受控制 部件緊密結合，形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。 3電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例，它在關鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開，但在極大多數(shù)時間內氣囊是處在待命狀態(tài)，因此安全氣囊的ECU 必須具有自檢、自維護能力，不斷確認氣囊系統(tǒng)的

9、可正常運作的可靠性，確保動作的“萬無一失”。4汽車的各種功能部件都有各自的運動、操控特性，并且，對電子產(chǎn)品而言，大多處于非常惡劣的運行環(huán)境中，而且各不相同。諸如工作狀態(tài)時的高溫，靜止待命時的低溫，高濃度的油蒸汽和活性（毒性）氣體，以及高速運動和高強度的沖擊和振動等。因此，電子元器件和電路必須要有高穩(wěn)定、抗環(huán)境和自適應、自補償調整的能力。5與上述要求同樣重要，甚至有時是關鍵性的條件是，汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器，它不僅能較好地滿足現(xiàn)代汽車的各項需要，而且因為可以在集成電路

10、標準硅工藝線上批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低（幾美元至十幾或幾十美元），所以在汽車工業(yè)中找到了自己最大的應用市場，反過來也有力地促進了汽車工業(yè)的電子信息化。 2、智能傳感器：微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發(fā)展起來的新興技術。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術名稱還比較含混，仍然籠統(tǒng)地稱之為傳感器，或者含糊地歸納為汽車半導體器件，也有將智能傳感器（或智能執(zhí)行器、智能變送器）與微系統(tǒng)、MEMS等都歸入了MEMS （微機電系統(tǒng)）名稱下的。這里介紹當前一些歐美專著中常用的技術名詞的定義和技術內涵。首先必須說明的是，在絕大多數(shù)情況下，本文大小標題及全文中所說的傳感器

11、其實是泛指了三大類器件：將非電學輸入?yún)⒘哭D換成電磁學信號輸出的傳感器；將電學信號轉換成非電學參量輸出的執(zhí)行器；以及既能用作傳感器又能用作執(zhí)行器，其中較多的是將一種電磁學參量形式轉變成另一種電磁學參量形態(tài)輸出的變送器。就是說，關于微傳感器、智能傳感器的技術特性可以擴大類推到微執(zhí)行器、微變送器-傳感器（或執(zhí)行器、或變送器）的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統(tǒng)傳感器簡單的物理縮小的產(chǎn)物，而是基于半導體工藝技術的新一代器件：應用新的工作機制和物化效應，采用與標準半導體工藝兼容的材料，用微細加工技術制備的。因此有時也稱為硅傳感器?？梢杂妙愃频亩x和技術特征類推描述微執(zhí)行

12、器和微變送器。它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（MCU）間的接口電路和MCU。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當實用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統(tǒng)中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優(yōu)勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規(guī)模生產(chǎn)。應該指的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設計周期、降低開發(fā)前期小批量試產(chǎn)的成本。但對實際應用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產(chǎn)成本更低，應用價值更高。智能傳感器（Smart Sensor）、智能執(zhí)行器和智能變送器

13、-微傳感器（或微執(zhí)行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運算、主動鑒別環(huán)境，自動調整和補償適應環(huán)境的能力，自診斷、自維護等。顯然，出于規(guī)模生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本的要求，智能傳感器的設計思想、材料選擇和生產(chǎn)工藝必須要盡可能地和集成電路的標準硅平面工藝一致。可以在正常工藝流程的投片前，或流程中，或工藝完成后增加一些特殊需要的工序，但也不應太多。在一個封裝中，把一只微機械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數(shù)轉換器（SAR）、微處理器（摩托羅拉69HC08）、存儲器和串行接口 （SPI

14、）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細加工技術制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成 CMOS 電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應用很廣，不局限于汽車工業(yè)。目前，生產(chǎn)智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經(jīng)出現(xiàn)激烈的競爭。結果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的外圍接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強，而且生產(chǎn)成本降低很快（現(xiàn)在約為幾美元一只）。

15、順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產(chǎn)品宣傳性材料中，籠統(tǒng)地將Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美文獻中是有所差別的。西方專家和公眾通常認為，Smart（智能型）傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當然，知識型的內涵也在不斷進化，但那些只能簡單響應環(huán)境變化，作一些相應補償、調整工作狀態(tài)的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應歸入智能器件范疇。 相信大多數(shù)讀者能經(jīng)常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數(shù)碼相機、攝像機、手機攝像中的CCD

16、圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因為CCD 陣列中每個硅單元由光轉換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉換成標準的圖像格式信號。還有更復雜一些的，在中、高檔長焦距（IOX）光學放大數(shù)碼相機和攝像機上裝備的電子和光學防抖系統(tǒng)，特別是高端產(chǎn)品中的真正光學防抖系統(tǒng)。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監(jiān)測機身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進而驅動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學系統(tǒng)的折射光路保持穩(wěn)定。微系統(tǒng)（Microsystem）和MEMS（微機電系統(tǒng)）-由微傳感器、微電子學電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執(zhí)行器構成一個三級級聯(lián)系統(tǒng)、集

17、成在一個芯片上的器件稱之為微系統(tǒng)。如果其中擁有機械聯(lián)動或機械執(zhí)行機構等微機械部件的器械則稱之為MEMS。 MEMS芯片的左側給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術。它的右側則為主要應用領域列舉。很明顯，MEMS 的最好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應、設計理念和工藝流程，也即采用常規(guī)標準的CMOS 工藝與二維、三維微細加工技術相結合的方法，其中也包括微機械結構件的制作。 微傳感器合乎邏輯的發(fā)展延伸是智能傳感器，智能傳感器自然延伸則是微系統(tǒng)和MEMS，MEMS 的進一步發(fā)展則是能夠自主接收、分辨外界信號和指令，進而能獨立、正確動作的微機械（Micromachines）?，F(xiàn)在，開發(fā)

18、成功、并已有商業(yè)產(chǎn)品的MEMS品種已不少，涵蓋圖4所示的各大領域。其中包括全光光通信和全光計算機的關鍵部件之一的二維、三維MEMS光開關。通過控制芯片上的微反射鏡陣列，實現(xiàn)光輸入/輸出的交叉互聯(lián)。這是目前全光交換技術的成熟的最佳方案。市場上可買到的MEMS光開關已達1296路，開關轉換時間約為20ms。 微機械（也稱為納米機械）則尚處于開發(fā)試驗階段，但已有許多很重要的實驗室產(chǎn)品涌現(xiàn)，如著名的納米電機、微昆蟲、微直升機和潛水艇等。技術產(chǎn)業(yè)界普遍認為，它們的開發(fā)成功和投入實際應用將對工業(yè)技術和生活質量產(chǎn)生深遠的影響。第二節(jié)、 汽車ESP用傳感器及其接口技術1、引言ESP（Electronic St

19、ability Program，電子穩(wěn)定程序）是汽車電控的一個標志性發(fā)明。不同的研發(fā)機構對這一系統(tǒng)的命名不盡相同，如博世（BOSCH）公司早期稱為汽車動力學控制（VDC），現(xiàn)在博世、梅賽德奔馳公司稱為ESP；豐田公司稱為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VSC）、汽車穩(wěn)定性輔助系統(tǒng)（VSA）或者汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）；寶馬公司稱為動力學穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）。盡管名稱不盡相同，但都是在傳統(tǒng)的汽車動力學控制系統(tǒng)，如ABS和TCS的基礎上增加一個橫向穩(wěn)定控制器，通過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的動力學運動模式，從而能夠在各種工況下提高汽車的動力性能，如制動、滑移、驅動等。ESP在

20、國外已經(jīng)批量生產(chǎn)，在國內尚處于研究階段，要達到產(chǎn)業(yè)化的程度，還有大量的工作要做。圖一 ESP構成示意圖圖1所示為汽車ESP的構成示意圖，其電子部件主要包括電子控制單元（ECU）、方向盤傳感器、縱向加速度傳感器、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、輪速傳感器等。ESP作為保證行車安全的一個重要電控系統(tǒng)，其各個傳感器的正常工作是進行有效控制的基礎。本文介紹了ESP常用傳感器的特點及傳感器硬件接口和軟件接口。2、ESP常用傳感器介紹圖二 ESP常用傳感器如圖1、圖2所示，ESP常用的傳感器如下。1方向盤轉角傳感器ESP通過計算方向盤轉角的大小和轉角變化速率來識別駕駛員的操作意圖。方向盤轉角傳感器將方

21、向盤轉角轉換為一個可以代表駕駛員期望的行駛方向的信號，方向盤轉角一般是根據(jù)光電編碼來確定的，安裝在轉向柱上的編碼盤上包含了經(jīng)過編碼的轉動方向、轉角等信息。這一編碼盤上的信息由接近式光電耦合器進行掃描。接通點火開關并且方向盤轉角傳感器轉過一定角度后，處理器可以通過脈沖序列來確定當前的方向盤絕對轉角。方向盤轉角傳感器與ECU的通訊一般通過CAN總線完成。2橫擺角速度傳感器橫擺角速度傳感器檢測汽車沿垂直軸的偏轉，該偏轉的大小代表汽車的穩(wěn)定程度。如果偏轉角速度達到一個閾值，說明汽車發(fā)生測滑或者甩尾的危險工況，則觸發(fā)ESP控制。當車繞垂直方向軸線偏轉時，傳感器內的微音叉的振動平面發(fā)生變化，通過輸出信號的

22、變化計算橫擺角速度。 3縱向/橫向加速度傳感器 ESP中的加速度傳感器有沿汽車前進方向的縱向加速度傳感器和垂直于前進方向的橫向加速度傳感器，基本原理相同，只是成90 夾角安裝。ESP一般使用微機械式加速度傳感器，在傳感器內部，一小片致密物質連接在一個可以移動的懸臂上，可以反映出汽車的縱向/橫向加速度的大小，其輸出在靜態(tài)時為2.5V左右，正的加速度對應正的電壓變化，負的加速度對應負的電壓變化，每1.01.4V對應1g的加速度變化，具體參數(shù)因傳感器不同而有所不同。4輪速傳感器 在汽車上檢測輪速信號時，最常用的傳感器是電磁感應式傳感器，一般做法是將傳感器安裝在車輪總成的非旋轉部分（如轉向節(jié)或軸頭）上

23、，與隨車輪一起轉動的導磁材料制成的齒圈相對。當齒圈相對傳感器轉動時，由于磁阻的變化，在傳感器上激勵出交變電壓信號，這種交變電壓的頻率與車輪轉速成正比， ECU采用專門的信號處理電路將傳感器信號轉換為同頻率的方波，再通過測量方波的頻率或周期來計算車輪轉速。5車速傳感器(防抱死系統(tǒng))防抱死系統(tǒng)車輪速度傳感器是交流信號發(fā)生器，這就是說它們產(chǎn)生交流電流信號，防抱死系統(tǒng)車輪速度傳感器是模擬傳感器，這些傳感器安裝在輪盤內側或前軸上，它們是兩線傳感器，而兩線常封裝于屏蔽編織線的導管中，這是因為它們的信號有些敏感，用電子術語說，容易被高壓線，轎車電話或轎車上其它電子設備來的電磁或射頻干擾。從安全的立場上看，防

24、抱死系統(tǒng)車輪速度傳感器更是十分重要的。電磁干擾和射頻會擾亂信號的標準度量，并使“電子通訊”中斷。它會使防抱死系統(tǒng)失效或設定診斷故障碼(DTC)。如果電磁干擾或射頻在錯誤的時間擾亂該傳感器信號，這會引起防抱死系統(tǒng)失效，在這里的編織屏蔽保證在防抱死系統(tǒng)傳感器和防抱死系統(tǒng)控制電腦間的“電子通訊”不中斷，在測試控制電腦發(fā)出的信號時，不能損壞線的外表屏蔽，或可以試著測試接線柱。兩個最常見的探測轉軸的方法是用磁電式或光電式傳感器，在許多北美，亞洲和歐洲生產(chǎn)的轎車和卡車上，從最便宜的型號到最豪華的，都用磁阻或磁感應傳感器來探測防抱死系統(tǒng)的車輪速度，它們也可以用來傳感其他轉動部件的速度或位置，例轎車速度傳感器

25、，曲軸和凸輪軸位置傳感器等。它們通常由線圈，帶兩個端子的軟棒狀磁體構成。它們的兩個線圈接頭是傳感器的輸出端子，當一環(huán)狀齒輪(有時稱為尺度輪)使鐵質金屬轉動通過傳感器時，它在線圈中感應出一電壓。在環(huán)狀輪上單一的齒型會產(chǎn)生單一的正弦形狀的輸出。振幅(峰值電壓)與尺度度輪的轉速成正比(輪轂或軸)。信號的頻率是基于磁阻器的轉動速度，傳感器的磁舌和磁阻器輪之間的氣隙對傳感器信號幅度有大的影響。(測試傳感器，參見下圖)如果傳感器安在驅動輪上，將輪子抬高地面以模擬轉動動條件。如果傳感器不安在轉動輪上，用示波器探頭線延長在轉動時從前蓋移到傳感器，用千斤頂上抬輪子，用手轉動輪子是一種選擇，但開動轎車是最好的方法

26、。波形結果:當輪子開始轉動時，在示波器中部的水平直線開始在零線的上下擺動，當轉速增加時，擺動將越來越高。與本例十分相似的波形將近出現(xiàn)。這個波形是在約20公里/小時時記錄的，它不像一些其他交流信號發(fā)生器波形，(例曲軸和凸輪軸位置傳感器)但十分像轎車速度傳感器，防抱死系統(tǒng)車輪速度傳感器形成的波形形狀看上去都相似，通常擺動(波形的“上”“下”)相互對應于零線，零線的上和下十分符合對稱關系。當轎車加速時，輪速傳感器的交流信號幅值增加。速度越快，波形越高，當每小時公里數(shù)增加時，頻率增加，意味著在示波器顯示上有較多的擺動。確定振幅、頻率、形狀的標準度量正確。重復性好，并與預見的一致，這意味峰值的幅度應足夠

27、，兩個脈沖間的時間不變，形狀不變且可預見，鋸齒形尖峰由傳感器磁體碰擊輪殼上的磁阻環(huán)所致，這是因輪軸承磨損或軸彎曲所造成，尖峰的缺少表明磁阻環(huán)物理損壞。不同型式的傳感器峰值電壓將有些改變，另外，由于傳感器的整體部分是線圈，或繞組，它的損壞與溫度或振動有關，在大多數(shù)情況下，波形將變短很多或十分無組織，同時設定DTC(診斷碼)，通常最普通的防抱死系統(tǒng)輪速傳感器的損壞是傳感器根本不產(chǎn)生信號，但是，如果波形是好的，檢查傳感器和示波器連線，確定回路沒有接地，檢查傳感器的氣隙是否正確，肯定旋轉的部件在轉動(磁阻環(huán)存在等)；然后再對傳感器判斷。最初的ESP系統(tǒng)中縱向/橫向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器都是單獨

28、實現(xiàn)的，現(xiàn)在基本都使用了傳感器總成（Sensor Cluster）的模式，將這3個傳感器設計為一體，通過CAN總線與ECU通訊。如圖3為SIMENS VDO公司和BEI公司生產(chǎn)的傳感器總成。圖三 傳感器總成（Senar Cluster）博世公司為了增加新的ESP功能和為了更好的控制整車的穩(wěn)定性系統(tǒng)，如山地保持控制（HHC）和線控（SbW），提出了模塊化的HW和SW概念，開發(fā)了第三代高度靈活和低成本的慢性傳感器總成DRS MM3.x。 3、ESP常用傳感器接口本文所作設計的框圖如圖4所示。在圖中，方向盤轉角傳感器信號經(jīng)微控制器處理后，通過CAN總線發(fā)送給ECU（圖4中B）；橫擺角速度傳感器、縱向

29、/橫向傳感器由于信號特點和安裝位置類似，故設計在同一個模塊內（圖4中A）；由于ESP對輪速傳感器信號的實時性要求較高，故經(jīng)過信號調理后，直接送入ECU（圖4中C）。在圖4的A和B中，需要微處理器對信號進行處理并通過CAN總線傳送數(shù)據(jù)，本文選用Infineon公司的SAK-C164CI。該芯片是專為汽車應用而設計，內置AD轉換器、輸入信號捕捉、正交解碼器，運算速度快，非常適合ESP的傳感器信號處理。圖四 傳感器連接框圖1 方向盤轉角傳感器接口方向盤轉角傳感器的輸出為正交編碼脈沖。正交編碼脈沖包含兩個脈沖序列，有變化的頻率和四分之一周期（90 ）的固定相位偏移，如圖5所示。通過檢測2路信號的相位關

30、系可以判斷為順時針方向和逆時針方向，并據(jù)此對信號進行加/減計數(shù)，從而得到當前的計數(shù)累計值，也即方向盤的絕對轉角，而轉角的變化率即角速度，則可通過信號頻率測出。另外，方向盤轉角傳感器有一個零位輸出信號，當方向盤在中間位置時，該信號輸出0V，否則輸出5V，通過該信號，可對絕對轉角進行在線校準。圖五 方向盤轉角傳感器脈沖序列波形C164CI與方向盤轉角傳感器的接口電路如圖6所示。片內內置增量編碼的正交解碼器，該解碼器使用定時器3的兩個引腳（T3IN、T3EUD）作為正交脈沖的輸入，在正確設置相關寄存器后，定時器3的數(shù)據(jù)寄存器的值與方向盤轉角成正比，故可方便的計算轉角，本文所使用的方向盤轉角傳感器每一圈對應44個脈沖，設定時器3的數(shù)據(jù)寄存器為T3，則絕對轉角為。圖六 方向盤轉角傳感器接口電路對（1）式進行差分運算，即可得到轉角變化速率。微控制器把計算得到的參數(shù)通過CAN發(fā)送給ECU。 2輪速傳感器接口根據(jù)前面部分介紹的輪速傳感器信號特點，設計接口電路如圖7所示。圖七 輪速傳感器接口電路電路采用兩級濾波和整形，以保證輪速信號在極低轉速下不會丟失，同時避免因