汽車ESP傳感器介紹及其接口技術(shù)分析

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(jìn)方向的縱向加速度傳感器和垂直于前進(jìn)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(jī)械式加速度傳感器，在傳感器內(nèi)部，一小片致密物質(zhì)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(yīng)正的電壓變化，負(fù)的加速度對應(yīng)負(fù)的電壓變化，每1.0～1.4V對應(yīng)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(yīng)式傳感器，一般做法是將傳感器安裝在車輪總成的非旋轉(zhuǎn)部分（如轉(zhuǎn)向節(jié)或軸頭）上，與隨車輪一起轉(zhuǎn)動的導(dǎo)磁材料制成的齒圈相對。當(dāng)齒圈相對傳感器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速成正比， ECU采用專門的信號處理電路將傳感器信號轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速。

　　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(dú)實(shí)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(shè)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。

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。

三、ESP常用傳感器接口設(shè)計

　　本文所作設(shè)計的框圖如圖4所示。在圖中，方向盤轉(zhuǎn)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/橫向傳感器由于信號特點(diǎn)和安裝位置類似，故設(shè)計在同一個模塊內(nèi)（圖4中A）；由于ESP對輪速傳感器信號的實(shí)時性要求較高，故經(jīng)過信號調(diào)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(jìn)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(yīng)用而設(shè)計，內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器、輸入信號捕捉、正交解碼器，運(yùn)算速度快，非常適合ESP的傳感器信號處理。