《電子技術(shù)應用》
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CAN總線在汽車輪速傳感器設(shè)計中的應用
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摘要: 目前,,網(wǎng)絡技術(shù)是汽車電子領(lǐng)域發(fā)展的一項新技術(shù),。它不僅是解決汽車電子化中的線路復雜和線束增加問題的技術(shù),而且其通訊和資源共享能力成為新的電子與計算機技術(shù)在車上應用的一個基礎(chǔ),,是車上信息與控制系統(tǒng)的支撐,。汽車電子網(wǎng)絡按功能可分為面向控制的網(wǎng)絡(CON)和面向信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(ION),。按網(wǎng)絡信息傳輸速度,美國汽車工程師協(xié)會(SAE)將網(wǎng)絡分為A,,B,,C三類。A類為低速網(wǎng),,波特率在9600bps以下,,進而波特率在125kbps以下為中速網(wǎng)B類,125kbps以上為高速網(wǎng)C類,。車輪速度(即車輪繞輪軸旋轉(zhuǎn)的線速度)傳感器(簡稱輪速傳感器)信號,,可供發(fā)動機控制模塊、防
Abstract:
Key words :

  目前,,網(wǎng)絡技術(shù)汽車電子領(lǐng)域發(fā)展的一項新技術(shù),。它不僅是解決汽車電子化中的線路復雜和線束增加問題的技術(shù),而且其通訊和資源共享能力成為新的電子與計算機技術(shù)在車上應用的一個基礎(chǔ),,是車上信息與控制系統(tǒng)的支撐,。

  汽車電子網(wǎng)絡按功能可分為面向控制的網(wǎng)絡(CON)和面向信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(ION)。按網(wǎng)絡信息傳輸速度,美國汽車工程師協(xié)會(SAE)將網(wǎng)絡分為A,, B,,C三類。A類為低速網(wǎng),,波特率在9600bps以下,,進而波特率在125kbps以下為中速網(wǎng)B類,125kbps以上為高速網(wǎng)C類,。車輪速度(即車輪繞輪軸旋轉(zhuǎn)的線速度)傳感器(簡稱輪速傳感器)信號,,可供發(fā)動機控制模塊、防抱制動系統(tǒng)(ABS)控制模塊及儀表控制模塊共享,,使車輛在制動過程中,,防抱制動控制模塊和發(fā)動機控制模塊聯(lián)合控制,達到最佳制動效能,。發(fā)達國家雖已普遍使用ABS系統(tǒng),,但對輪速信號處理的方法以硬件和軟件的形式作為ABS系統(tǒng)的電子控制器(ECU)的一部分而制成專用電路和芯片加以保護,。國內(nèi)對輪速信號的處理大多存在輪速識別的門檻值過高(車速即車體的速度低于10km/h時就無法正確測量車輪速度)的問題,。

  筆者利用研制的轉(zhuǎn)鼓輪速傳感器試驗臺進行試驗,針對輪速傳感器產(chǎn)生的信號特點,,設(shè)計了基于CAN總線汽車輪速傳感器信號處理電路,,并用單片機對此信號采集、量化,。結(jié)果顯示:設(shè)計出的輪速傳感器系統(tǒng)具有輪速測量門檻低(車速達3km/h),、工作可靠、抗干擾能力強等優(yōu)點,,同時,,可作為CAN總線局域網(wǎng)的測點,實現(xiàn)傳感器信號的數(shù)字化,、網(wǎng)絡化的變送,。

  輪速傳感器

  由于磁電式傳感器工作穩(wěn)定可靠,幾乎不受溫度,、灰塵等環(huán)境因素的影響,,所以,目前在汽車中使用的輪速傳感器廣泛采用變磁阻式電磁傳感器,。變磁阻式輪速傳感器由定子和轉(zhuǎn)子組成,。定子包括感應線圈和磁頭(為永久磁鐵構(gòu)成的磁級)兩部分。轉(zhuǎn)子可以是齒圈或齒輪兩種形式,。齒輪形式的轉(zhuǎn)子如圖1(a)所示,。磁頭固定在磁極支架上,支架固定在長軸上,,齒圈通過輪轂,、制動轂連為一體,,長軸穿過車輪與內(nèi)部的軸承配合,如圖1(b)所示,。

  

  轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與車輪的角速度成正比,。轉(zhuǎn)鼓帶動車輪轉(zhuǎn)動,傳感器轉(zhuǎn)子的齒頂,、齒間的間隙交替地與磁極接近,、離開,使定子感應線圈中的磁場周期性的變化,,在線圈中感應出交流正弦波信號,。控制試驗臺使車輪運轉(zhuǎn)在各種工況,,對傳感器輸出信號進行測量,。實驗結(jié)果表明了變磁阻式輪速傳感器產(chǎn)生的信號具有如下特征:

  (1)傳感器產(chǎn)生的信號為接近零均值的正弦波信號;

 ?。?)正弦波信號的幅值受氣隙間隔(磁頭與齒圈間的氣隙,,一般在1.0mm左右為最理想)和車輪轉(zhuǎn)速的影響。氣隙間隔越小,,車輪速度越高,,正弦波信號的幅值越大;

  (3)正弦波信號的頻率受齒圈的齒數(shù)和車輪轉(zhuǎn)速的影響,,為每秒鐘經(jīng)過磁頭線圈的齒數(shù),,即等于齒圈齒數(shù)乘以每秒鐘的輪速。變磁阻式輪速傳感器所產(chǎn)生的信號如圖2所示,。

  試驗模擬的是BJ212車型的前輪,,用轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速模擬車速。當控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3km/h時,,88齒的傳感器產(chǎn)生正弦波信號的幅值約為1V,,其頻率為 31Hz;當控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為100km/h時,傳感器產(chǎn)生的正弦波信號的幅值約為7V,,其頻率為1037Hz,。由于齒輪加工產(chǎn)生的毛刺和其它環(huán)境因素的影響,實際信號為在上述信號中疊加了一定頻率成分干擾信號,,見圖2(b),。

  

本文鏈接:

汽車輪速傳感器設(shè)計中CAN總線的應用

http://ee.ofweek.com/2011-01/ART-8300-2809-28436740.html

文章標簽:

汽車輪速 傳感器 CAN總線 抗干擾

(責任編輯:Kevin)

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  目前,網(wǎng)絡技術(shù)是汽車電子領(lǐng)域發(fā)展的一項新技術(shù),。它不僅是解決汽車電子化中的線路復雜和線束增加問題的技術(shù),,而且其通訊和資源共享能力成為新的電子與計算機技術(shù)在車上應用的一個基礎(chǔ),是車上信息與控制系統(tǒng)的支撐。

  汽車電子網(wǎng)絡按功能可分為面向控制的網(wǎng)絡(CON)和面向信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(ION),。按網(wǎng)絡信息傳輸速度,,美國汽車工程師協(xié)會(SAE)將網(wǎng)絡分為A, B,,C三類,。A類為低速網(wǎng),波特率在9600bps以下,,進而波特率在125kbps以下為中速網(wǎng)B類,,125kbps以上為高速網(wǎng)C類。車輪速度(即車輪繞輪軸旋轉(zhuǎn)的線速度)傳感器(簡稱輪速傳感器)信號,,可供發(fā)動機控制模塊,、防抱制動系統(tǒng)(ABS)控制模塊及儀表控制模塊共享,使車輛在制動過程中,,防抱制動控制模塊和發(fā)動機控制模塊聯(lián)合控制,,達到最佳制動效能。發(fā)達國家雖已普遍使用ABS系統(tǒng),,但對輪速信號處理的方法以硬件和軟件的形式作為ABS系統(tǒng)的電子控制器(ECU)的一部分而制成專用電路和芯片加以保護,。國內(nèi)對輪速信號的處理大多存在輪速識別的門檻值過高(車速即車體的速度低于10km/h時就無法正確測量車輪速度)的問題。

  筆者利用研制的轉(zhuǎn)鼓輪速傳感器試驗臺進行試驗,,針對輪速傳感器產(chǎn)生的信號特點,,設(shè)計了基于CAN總線的汽車輪速傳感器信號處理電路,,并用單片機對此信號采集,、量化。結(jié)果顯示:設(shè)計出的輪速傳感器系統(tǒng)具有輪速測量門檻低(車速達3km/h),、工作可靠,、抗干擾能力強等優(yōu)點,同時,,可作為CAN總線局域網(wǎng)的測點,,實現(xiàn)傳感器信號的數(shù)字化、網(wǎng)絡化的變送,。

  輪速傳感器

  由于磁電式傳感器工作穩(wěn)定可靠,,幾乎不受溫度、灰塵等環(huán)境因素的影響,,所以,,目前在汽車中使用的輪速傳感器廣泛采用變磁阻式電磁傳感器。變磁阻式輪速傳感器由定子和轉(zhuǎn)子組成,。定子包括感應線圈和磁頭(為永久磁鐵構(gòu)成的磁級)兩部分,。轉(zhuǎn)子可以是齒圈或齒輪兩種形式。齒輪形式的轉(zhuǎn)子如圖1(a)所示。磁頭固定在磁極支架上,,支架固定在長軸上,,齒圈通過輪轂、制動轂連為一體,,長軸穿過車輪與內(nèi)部的軸承配合,,如圖1(b)所示。

  

  轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與車輪的角速度成正比,。轉(zhuǎn)鼓帶動車輪轉(zhuǎn)動,,傳感器轉(zhuǎn)子的齒頂、齒間的間隙交替地與磁極接近,、離開,,使定子感應線圈中的磁場周期性的變化,在線圈中感應出交流正弦波信號,??刂圃囼炁_使車輪運轉(zhuǎn)在各種工況,對傳感器輸出信號進行測量,。實驗結(jié)果表明了變磁阻式輪速傳感器產(chǎn)生的信號具有如下特征:

 ?。?)傳感器產(chǎn)生的信號為接近零均值的正弦波信號;

  (2)正弦波信號的幅值受氣隙間隔(磁頭與齒圈間的氣隙,,一般在1.0mm左右為最理想)和車輪轉(zhuǎn)速的影響,。氣隙間隔越小,車輪速度越高,,正弦波信號的幅值越大;

 ?。?)正弦波信號的頻率受齒圈的齒數(shù)和車輪轉(zhuǎn)速的影響,為每秒鐘經(jīng)過磁頭線圈的齒數(shù),,即等于齒圈齒數(shù)乘以每秒鐘的輪速,。變磁阻式輪速傳感器所產(chǎn)生的信號如圖2所示。

  試驗模擬的是BJ212車型的前輪,,用轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速模擬車速,。當控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3km/h時,88齒的傳感器產(chǎn)生正弦波信號的幅值約為1V,,其頻率為 31Hz;當控制轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為100km/h時,,傳感器產(chǎn)生的正弦波信號的幅值約為7V,其頻率為1037Hz,。由于齒輪加工產(chǎn)生的毛刺和其它環(huán)境因素的影響,,實際信號為在上述信號中疊加了一定頻率成分干擾信號,見圖2(b),。

  

本文鏈接:

汽車輪速傳感器設(shè)計中CAN總線的應用

http://ee.ofweek.com/2011-01/ART-8300-2809-28436740.html

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