汽車車速信號采集與傳輸?shù)姆椒?/h1>
2015-12-14 20:56:29葉金飛
汽車實用技術(shù) 2015年6期
孫 濤，葉金飛
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥230601）
汽車車速信號采集與傳輸?shù)姆椒?/p>
孫 濤，葉金飛
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥230601）
隨著汽車電子化程度越來越高，車速信號應(yīng)用的范圍也越來越廣泛。通過特定的傳感器產(chǎn)生與汽車車輪的轉(zhuǎn)數(shù)成正比的脈沖信號，在汽車內(nèi)部ECU中，通過一定的公式計算采集到的脈沖數(shù)，來反算出車速。車速信號被廣泛的應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)、車道偏離系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)中，汽車車速的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到汽車安全及可靠性。
脈沖信號；車速；ECU
CLC NO.: U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)06-68-03
引言
汽車行駛速度的準(zhǔn)確采集與顯示，對于駕駛員及駕駛操作都有著至關(guān)重要的作用。尤其是在當(dāng)前汽車主動安全技術(shù)迅猛發(fā)展的同時，一些主動安全系統(tǒng)如車道偏離警示系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)等對汽車行駛速度有很大的關(guān)聯(lián)性，同時還要及時準(zhǔn)確地提供車速信號，才能保證這些系統(tǒng)正常工作。當(dāng)前已經(jīng)很成熟的CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得汽車各控制系統(tǒng)間及時的信息交互成為可能，但是信號的可靠性還需要一定的控制策略來支撐。
目前，汽車電控單元獲取信號的途徑主要有模擬信號和CAN數(shù)字信號兩種形式。例如，采集儀表車速信號的來源有兩種途徑，即由來自車速傳感器的模擬信號：通過硬線來采集信號；或來自汽車的輪速傳感器：防抱制動系統(tǒng)ABS(Antiblockier System) 將采集到的輪速信號根據(jù)既定策略換算成車速信號發(fā)送到CAN 總線，通過CAN 總線獲取車速信號。隨著汽車CAN總線技術(shù)的廣泛應(yīng)用，很多的儀表都掛接到了CAN 網(wǎng)絡(luò)中，基本上都是通過CAN 總線來獲取車速，然而這種獲取車速信號的來源還是比較單一，控制策略比較脆弱，一旦車速傳感器或者輪速傳感器出現(xiàn)故障，必然帶來很多潛在的風(fēng)險。
1、車速計算的原理
根據(jù)JIS規(guī)格規(guī)定，車輛每行駛1km，機械式速度傳感器要轉(zhuǎn)637圈。這個規(guī)定是計算車速的基礎(chǔ)。但由于具體的車型和各主機廠的要求不同，每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)也不太一樣，但多數(shù)采用2，4，8，16等便于計算機計算的脈沖數(shù)。
根據(jù)JIS規(guī)定，車速的數(shù)學(xué)計算表達式如下：
式中：H為儀表車速脈沖輸入信號的頻率（HZ）；
V為車速(Km/h)；
n為車速傳感器每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生的脈沖信號個數(shù)；
N2為車速為60km/h時，車速傳感器的轉(zhuǎn)數(shù)（rmp）。
假設(shè)江淮某一車型車速傳感器每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生2個脈沖信號；由于637rpm是1km距離產(chǎn)生的，那么在一分鐘內(nèi)要車速傳感器轉(zhuǎn)637rmp，此次的車速表顯示應(yīng)該是60km/h。即車速脈沖值為637×2＝1274轉(zhuǎn)/分鐘。則每秒脈沖數(shù)，即頻率為1274/60=21.23Hz。
由于車速傳感器不是安裝在輪胎最外側(cè)，所以當(dāng)時速為60km/h時，車輪轉(zhuǎn)數(shù)也會隨著車輪大小不一樣。一般尺寸為215/45R17(普利斯通REGNO)輪胎直徑626mm（那么時速60km/h時，輪胎的轉(zhuǎn)速是(60*1000/3600)/(3.14*0.626)=8.48轉(zhuǎn)/秒。那么相對于車輪每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生 21.23/8.48=2.5個脈沖。這才是和實際車速有關(guān)系的數(shù)據(jù)。
2.5/2=1.25這個值是各主機廠在新車推出時規(guī)定好的，輪胎半徑和車速傳感器所安裝位置的半徑的一個比值。根據(jù)二者角速度相同，用車速傳感器的線速度來代替實際輪胎的線速度。
2、兩種典型的車速架構(gòu)
根據(jù)車速信號獲取的來源不同，在車速設(shè)計時，通常有兩種典型的車速架構(gòu)，一種是利用傳感器檢測發(fā)動機特定軸上的轉(zhuǎn)速信號換算成車速值，經(jīng)過降頻以后給各個模塊使用，這一類型一般應(yīng)用于低端車型上；另一種通過ABS檢測四輪輪速傳感器信號，將采集的值利用預(yù)設(shè)的公式轉(zhuǎn)化為車速值，發(fā)到CAN網(wǎng)絡(luò)上給其他模塊使用。
2.1 車速傳感器獲取車速
車速傳感器一般位于汽車變速箱上，檢測特定軸的轉(zhuǎn)速來獲取車速信號。如江淮某一車型車速信號由變速箱上的車速里程表傳感器發(fā)出，車速信號經(jīng)過頻率轉(zhuǎn)化模塊降頻后發(fā)到儀表中，儀表一方面自己使用；另一方面被降頻后的車速信號發(fā)送到CAN總線，供BCM、導(dǎo)航主機等使用。由于ECU不上網(wǎng)絡(luò)，車速硬線輸入到ECU中。
前期，由于頻率轉(zhuǎn)化模塊安裝在變速箱下側(cè)，無固定，此處環(huán)境較惡劣，受水、油、石子沖擊，振動，容易發(fā)生故障，造成里程表失效的風(fēng)險。通過對故障件進行分析發(fā)現(xiàn)，頻率轉(zhuǎn)化模塊插件處進水是導(dǎo)致失效的主要因素，鑒于頻率轉(zhuǎn)化模塊安裝環(huán)境惡劣，將頻率轉(zhuǎn)化模塊集成在儀表中，未降頻的里程表信號輸入給儀表，儀表降頻后自己使用并輸出給BCM和ECU。
2.2 ABS獲取車速
動力總成不同，車速來源也不相同，如某4GB2車型從變速箱“車速傳感器”取得“車速”（脈沖信號）；某4GA5車型從ABS取得“車速”（脈沖信號）；另一種4AT車型從CAN網(wǎng)絡(luò)上取得“車速”（數(shù)字信號）。不同的車速來源造成車速的基準(zhǔn)值不同，與之匹配的車身控制器、導(dǎo)航主機、胎壓監(jiān)測模塊等都要設(shè)計對應(yīng)PPK值的產(chǎn)品狀態(tài)，僅因為車速信號的不同造成零部件狀態(tài)的復(fù)雜性。
因此，大多數(shù)主機廠采用ABS提供車速信號輸出，車速信號脈沖頻率為5倍實際車速。MT車型儀表從ABS取車速信號（脈沖信號），儀表通過硬線做1:1轉(zhuǎn)發(fā)給車身控制器，通過CAN網(wǎng)絡(luò)將車速（數(shù)字信號）轉(zhuǎn)發(fā)給導(dǎo)航主機、胎壓監(jiān)測模塊。
AT車型通過儀表從CAN網(wǎng)絡(luò)取車速（數(shù)字信號），再通過硬線將車速（5倍實際車速頻率）轉(zhuǎn)發(fā)給車身控制器。通過CAN將車速（數(shù)字信號）轉(zhuǎn)發(fā)給導(dǎo)航主機、胎壓監(jiān)測模塊。
CVT車型ABS采集四輪輪速信號后計算得出車速信號后發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)上，各模塊讀取網(wǎng)絡(luò)上的車速信號，MP5與TPMS通過導(dǎo)線并接到ICM上。由于MT與CVT用的同一個ABS，根據(jù)PEPS的需求，鑰匙關(guān)閉后ABS要持續(xù)發(fā)10分鐘的信號，用于PEPS監(jiān)控車速的信號，對于CVT帶PEPS車型與MT帶啟停功能的車型要想做到統(tǒng)一，必須分析10分鐘的延時耗電是否對啟停系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
2.3 車速信號的基準(zhǔn)
往往在實際應(yīng)用過程中，會出現(xiàn)顯示車速大于實際車速的情況。
當(dāng)汽車輪胎胎壓不足或在使用過程中由于磨損，其半徑逐漸減小。而車速表的信號與車輪轉(zhuǎn)速同步，并不知道車輪半徑已經(jīng)改變。故同樣的實際車速下，車速表指示的速度比過去要高。
車速表內(nèi)步進電機故障，存在丟步現(xiàn)象。GPS測速相比較車速表，受干擾的因素少，準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性更有保障，但略有延遲。事實上，車速表速度常常比GPS速度略高，這是因為國家標(biāo)準(zhǔn)《機動車運行安全技術(shù)條件》（GB7258-2004），4.12規(guī)定了車速表指示誤差的范圍（單位：KM/H）：0 ≤（指示車速-實際車速）≤（實際車速/10 + 4）。
因此，只要是的合格車速表，顯示速度是不會低于實際車速的；而隨著輪胎的磨損，顯示車速和實際車速相比會越來越高。
3、汽車車速信號安全傳輸系統(tǒng)
隨著汽車電子化程度越來越高，建立一種汽車車速信號安全傳輸系統(tǒng)顯得尤為重要。該系統(tǒng)包括：車速里程傳感器、輪速傳感器、出租車計價器、ABS、TCU、車身控制模塊、泊車輔助模塊、導(dǎo)航主機、TPMS、組合儀表單元和網(wǎng)關(guān)；當(dāng)傳感器輸出信號出現(xiàn)故障時，儀表會根據(jù)設(shè)定的優(yōu)先級進行采集車速信號，并根據(jù)傳感器出現(xiàn)故障的情況，選擇預(yù)設(shè)的車速計算公式得出車速值。
該系統(tǒng)包括高低速網(wǎng)絡(luò)：動力CAN(Power train CAN)網(wǎng)絡(luò)和車身CAN（BodyCAN）網(wǎng)絡(luò)，儀表作為車速信號的“中轉(zhuǎn)站”，各控制模塊在總線上讀取車速信號，同時儀表預(yù)留硬線輸出車速信號，滿足改裝車領(lǐng)域?qū)囁俚男枨蟆?/p>
3.1 車速獲取優(yōu)先級
輪速傳感器通過硬線接至ABS中，組合儀表模塊ICM優(yōu)先采集ABS 提供的車速信號，用于車速的顯示和里程計算；當(dāng)輪速傳感器出現(xiàn)故障，ABS不能夠提供車速信號時，ICM 采集變速箱控制模塊TCU 提供的車速信號。當(dāng)ABS和TCU 均不能夠提供車速信號時，ICM采集車速傳感器的車速信號。當(dāng)車輛為出租車時，計價器直接從儀表硬線接受車速信號。
3.2 車速信號來源
當(dāng)點火開關(guān)打到ON檔時，組合儀表單元確認ABS發(fā)出的車速信號正常時，組合儀表單元ICM會去比較組合儀表單元發(fā)出的車速信號VS_ICM和防抱死制動模塊ABS發(fā)出的車速信號VS_ABS，當(dāng)組合儀表單元判斷VS_ICM>VS_ABS時，組合儀表單元ICM 會將VS_ICM作為當(dāng)前車速來顯示，否則會將VS_ABS 作為車輛當(dāng)前行駛速度來顯示。
當(dāng)點火開關(guān)打到ON檔時，組合儀表單元確認ABS發(fā)出的車速信號失效時，組合儀表單元ICM會主動去檢測來自所述動力CAN 總線的車速信號VS_TCU ；當(dāng)組合儀表單元判斷VS_ICM>VS_TCU 時，組合儀表單元ICM 會將VS_ICM作為當(dāng)前車速來顯示，否則會將VS_TCU 作為車輛當(dāng)前行駛速度來顯示。
當(dāng)點火開關(guān)打到ON檔時，組合儀表單元確認ABS及TCU發(fā)出的車速信號失效時,會把車速里程傳感器發(fā)出的車速信號作為當(dāng)前車速顯示。
當(dāng)組合儀表單元確認ABS、TCU發(fā)出的車速信號失效時，組合儀表單元會去確認車速里程傳感器的工作狀況，當(dāng)車速里程傳感器確實出現(xiàn)故障，將車速信號故障通過聲光及文字提示在組合儀表單元相應(yīng)區(qū)域。
3.3 車速信號的處理
汽車防抱制動系統(tǒng)ABS根據(jù)四輪硬線輸入的輪速信號，利用預(yù)設(shè)的車速計算式，計算得到汽車當(dāng)前的車速。
汽車ABS 發(fā)出的輪速CAN信號中包括各個車輪的輪速和輪速有效信息。目前，汽車一般有四個車輪，分別為左前輪、左后輪、右前輪、右后輪，則相應(yīng)的輪速分別為左前輪輪速、左后輪輪速、右前輪輪速、右后輪輪速。組合儀表通過ABS發(fā)出的輪速CAN信號中的有效信息位，來判斷四個輪速是否有效。
當(dāng)四個輪速信號全部有效時，后驅(qū)車型為左后、右后輪速平均值；前驅(qū)車型為左前、右前輪速平均值；當(dāng)有一個輪速信號失效時，判斷為右后失效，后驅(qū)車型為左后、右前輪速平均值；前驅(qū)車型為左前、右前輪速平均值。判斷為左后失效時，前驅(qū)車型為左前、右前輪速平均值；后驅(qū)車型為左前、右后輪速平均值。當(dāng)有兩個輪速信號信號失效后，將未失效的兩個輪速信號平均值作為當(dāng)前車速顯示。當(dāng)有三個輪速失效后，將未失效的輪速信號作為當(dāng)前車速顯示。當(dāng)四個輪速均失效時，利用預(yù)設(shè)的優(yōu)先級在總線上判斷TCU發(fā)出的車速信號的有效性。
4、結(jié)束語
通過汽車車速信號安全傳輸系統(tǒng)的建立，使得各控制模塊通過CAN 總線來安全地、可靠地實現(xiàn)模塊之間車速信號的傳輸與交互。
當(dāng)車速里程傳感器以傳統(tǒng)的導(dǎo)線方式輸出信號出現(xiàn)故障時，ABS會根據(jù)自身采集到的輪速信號計算出實時車速并發(fā)送到CAN 總線上。此時，其它相關(guān)節(jié)點就不會出現(xiàn)因丟失車速信號而大量的報出故障，也無需記錄更多的故障碼。這樣一來就可以保證相關(guān)控制策略的正常實施，在一定程度上提高道路行車安全為駕乘人員提供安全保障。
[1] 鄭太雄.汽車ABS參考車速的確定方法，汽車技術(shù)，201003.
[2] 劉相.汽車車速的計算和優(yōu)化, 西部汽車產(chǎn)業(yè)學(xué)術(shù)論壇，2011.
[3] 苗斌.新型汽車車速里程表信號采集與處理研究, 汽車電器，2014年08.
Method of signal acquisition and transmission speed
Sun Tao, Ye Jinfei
(Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）
With the development of automotive electronics degree more and more high, range of speed signal is used more and more widely. Generates a pulse signal and the automobile wheel speed is proportional to the through specific sensor, inside the car ECU, a formula to calculate the number of pulses collected, to calculate the speed. The speed signal is widely used in navigation system, lane departure system, adaptive cruise control system, vehicle speed and accuracy is directly related to the safety and reliability of the car.
Pulse signal; Speed; ECU
U467.4
A
1671-7988(2015)06-68-03
孫濤，就職于安徽江淮汽車股份有限公司乘研院電氣部。
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孫 濤，葉金飛
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥230601）
汽車車速信號采集與傳輸?shù)姆椒?/p>
孫 濤，葉金飛
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥230601）
隨著汽車電子化程度越來越高，車速信號應(yīng)用的范圍也越來越廣泛。通過特定的傳感器產(chǎn)生與汽車車輪的轉(zhuǎn)數(shù)成正比的脈沖信號，在汽車內(nèi)部ECU中，通過一定的公式計算采集到的脈沖數(shù)，來反算出車速。車速信號被廣泛的應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)、車道偏離系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)中，汽車車速的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到汽車安全及可靠性。
脈沖信號；車速；ECU
CLC NO.: U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)06-68-03
引言
汽車行駛速度的準(zhǔn)確采集與顯示，對于駕駛員及駕駛操作都有著至關(guān)重要的作用。尤其是在當(dāng)前汽車主動安全技術(shù)迅猛發(fā)展的同時，一些主動安全系統(tǒng)如車道偏離警示系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)等對汽車行駛速度有很大的關(guān)聯(lián)性，同時還要及時準(zhǔn)確地提供車速信號，才能保證這些系統(tǒng)正常工作。當(dāng)前已經(jīng)很成熟的CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得汽車各控制系統(tǒng)間及時的信息交互成為可能，但是信號的可靠性還需要一定的控制策略來支撐。
目前，汽車電控單元獲取信號的途徑主要有模擬信號和CAN數(shù)字信號兩種形式。例如，采集儀表車速信號的來源有兩種途徑，即由來自車速傳感器的模擬信號：通過硬線來采集信號；或來自汽車的輪速傳感器：防抱制動系統(tǒng)ABS(Antiblockier System) 將采集到的輪速信號根據(jù)既定策略換算成車速信號發(fā)送到CAN 總線，通過CAN 總線獲取車速信號。隨著汽車CAN總線技術(shù)的廣泛應(yīng)用，很多的儀表都掛接到了CAN 網(wǎng)絡(luò)中，基本上都是通過CAN 總線來獲取車速，然而這種獲取車速信號的來源還是比較單一，控制策略比較脆弱，一旦車速傳感器或者輪速傳感器出現(xiàn)故障，必然帶來很多潛在的風(fēng)險。
1、車速計算的原理
根據(jù)JIS規(guī)格規(guī)定，車輛每行駛1km，機械式速度傳感器要轉(zhuǎn)637圈。這個規(guī)定是計算車速的基礎(chǔ)。但由于具體的車型和各主機廠的要求不同，每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)也不太一樣，但多數(shù)采用2，4，8，16等便于計算機計算的脈沖數(shù)。
根據(jù)JIS規(guī)定，車速的數(shù)學(xué)計算表達式如下：
式中：H為儀表車速脈沖輸入信號的頻率（HZ）；
V為車速(Km/h)；
n為車速傳感器每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生的脈沖信號個數(shù)；
N2為車速為60km/h時，車速傳感器的轉(zhuǎn)數(shù)（rmp）。
假設(shè)江淮某一車型車速傳感器每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生2個脈沖信號；由于637rpm是1km距離產(chǎn)生的，那么在一分鐘內(nèi)要車速傳感器轉(zhuǎn)637rmp，此次的車速表顯示應(yīng)該是60km/h。即車速脈沖值為637×2＝1274轉(zhuǎn)/分鐘。則每秒脈沖數(shù)，即頻率為1274/60=21.23Hz。
由于車速傳感器不是安裝在輪胎最外側(cè)，所以當(dāng)時速為60km/h時，車輪轉(zhuǎn)數(shù)也會隨著車輪大小不一樣。一般尺寸為215/45R17(普利斯通REGNO)輪胎直徑626mm（那么時速60km/h時，輪胎的轉(zhuǎn)速是(60*1000/3600)/(3.14*0.626)=8.48轉(zhuǎn)/秒。那么相對于車輪每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生 21.23/8.48=2.5個脈沖。這才是和實際車速有關(guān)系的數(shù)據(jù)。
2.5/2=1.25這個值是各主機廠在新車推出時規(guī)定好的，輪胎半徑和車速傳感器所安裝位置的半徑的一個比值。根據(jù)二者角速度相同，用車速傳感器的線速度來代替實際輪胎的線速度。
2、兩種典型的車速架構(gòu)
根據(jù)車速信號獲取的來源不同，在車速設(shè)計時，通常有兩種典型的車速架構(gòu)，一種是利用傳感器檢測發(fā)動機特定軸上的轉(zhuǎn)速信號換算成車速值，經(jīng)過降頻以后給各個模塊使用，這一類型一般應(yīng)用于低端車型上；另一種通過ABS檢測四輪輪速傳感器信號，將采集的值利用預(yù)設(shè)的公式轉(zhuǎn)化為車速值，發(fā)到CAN網(wǎng)絡(luò)上給其他模塊使用。
2.1 車速傳感器獲取車速
車速傳感器一般位于汽車變速箱上，檢測特定軸的轉(zhuǎn)速來獲取車速信號。如江淮某一車型車速信號由變速箱上的車速里程表傳感器發(fā)出，車速信號經(jīng)過頻率轉(zhuǎn)化模塊降頻后發(fā)到儀表中，儀表一方面自己使用；另一方面被降頻后的車速信號發(fā)送到CAN總線，供BCM、導(dǎo)航主機等使用。由于ECU不上網(wǎng)絡(luò)，車速硬線輸入到ECU中。
前期，由于頻率轉(zhuǎn)化模塊安裝在變速箱下側(cè)，無固定，此處環(huán)境較惡劣，受水、油、石子沖擊，振動，容易發(fā)生故障，造成里程表失效的風(fēng)險。通過對故障件進行分析發(fā)現(xiàn)，頻率轉(zhuǎn)化模塊插件處進水是導(dǎo)致失效的主要因素，鑒于頻率轉(zhuǎn)化模塊安裝環(huán)境惡劣，將頻率轉(zhuǎn)化模塊集成在儀表中，未降頻的里程表信號輸入給儀表，儀表降頻后自己使用并輸出給BCM和ECU。
2.2 ABS獲取車速
動力總成不同，車速來源也不相同，如某4GB2車型從變速箱“車速傳感器”取得“車速”（脈沖信號）；某4GA5車型從ABS取得“車速”（脈沖信號）；另一種4AT車型從CAN網(wǎng)絡(luò)上取得“車速”（數(shù)字信號）。不同的車速來源造成車速的基準(zhǔn)值不同，與之匹配的車身控制器、導(dǎo)航主機、胎壓監(jiān)測模塊等都要設(shè)計對應(yīng)PPK值的產(chǎn)品狀態(tài)，僅因為車速信號的不同造成零部件狀態(tài)的復(fù)雜性。
因此，大多數(shù)主機廠采用ABS提供車速信號輸出，車速信號脈沖頻率為5倍實際車速。MT車型儀表從ABS取車速信號（脈沖信號），儀表通過硬線做1:1轉(zhuǎn)發(fā)給車身控制器，通過CAN網(wǎng)絡(luò)將車速（數(shù)字信號）轉(zhuǎn)發(fā)給導(dǎo)航主機、胎壓監(jiān)測模塊。
AT車型通過儀表從CAN網(wǎng)絡(luò)取車速（數(shù)字信號），再通過硬線將車速（5倍實際車速頻率）轉(zhuǎn)發(fā)給車身控制器。通過CAN將車速（數(shù)字信號）轉(zhuǎn)發(fā)給導(dǎo)航主機、胎壓監(jiān)測模塊。
CVT車型ABS采集四輪輪速信號后計算得出車速信號后發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)上，各模塊讀取網(wǎng)絡(luò)上的車速信號，MP5與TPMS通過導(dǎo)線并接到ICM上。由于MT與CVT用的同一個ABS，根據(jù)PEPS的需求，鑰匙關(guān)閉后ABS要持續(xù)發(fā)10分鐘的信號，用于PEPS監(jiān)控車速的信號，對于CVT帶PEPS車型與MT帶啟停功能的車型要想做到統(tǒng)一，必須分析10分鐘的延時耗電是否對啟停系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
2.3 車速信號的基準(zhǔn)
往往在實際應(yīng)用過程中，會出現(xiàn)顯示車速大于實際車速的情況。
當(dāng)汽車輪胎胎壓不足或在使用過程中由于磨損，其半徑逐漸減小。而車速表的信號與車輪轉(zhuǎn)速同步，并不知道車輪半徑已經(jīng)改變。故同樣的實際車速下，車速表指示的速度比過去要高。
車速表內(nèi)步進電機故障，存在丟步現(xiàn)象。GPS測速相比較車速表，受干擾的因素少，準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性更有保障，但略有延遲。事實上，車速表速度常常比GPS速度略高，這是因為國家標(biāo)準(zhǔn)《機動車運行安全技術(shù)條件》（GB7258-2004），4.12規(guī)定了車速表指示誤差的范圍（單位：KM/H）：0 ≤（指示車速-實際車速）≤（實際車速/10 + 4）。
因此，只要是的合格車速表，顯示速度是不會低于實際車速的；而隨著輪胎的磨損，顯示車速和實際車速相比會越來越高。
3、汽車車速信號安全傳輸系統(tǒng)
隨著汽車電子化程度越來越高，建立一種汽車車速信號安全傳輸系統(tǒng)顯得尤為重要。該系統(tǒng)包括：車速里程傳感器、輪速傳感器、出租車計價器、ABS、TCU、車身控制模塊、泊車輔助模塊、導(dǎo)航主機、TPMS、組合儀表單元和網(wǎng)關(guān)；當(dāng)傳感器輸出信號出現(xiàn)故障時，儀表會根據(jù)設(shè)定的優(yōu)先級進行采集車速信號，并根據(jù)傳感器出現(xiàn)故障的情況，選擇預(yù)設(shè)的車速計算公式得出車速值。
該系統(tǒng)包括高低速網(wǎng)絡(luò)：動力CAN(Power train CAN)網(wǎng)絡(luò)和車身CAN（BodyCAN）網(wǎng)絡(luò)，儀表作為車速信號的“中轉(zhuǎn)站”，各控制模塊在總線上讀取車速信號，同時儀表預(yù)留硬線輸出車速信號，滿足改裝車領(lǐng)域?qū)囁俚男枨蟆?/p>
3.1 車速獲取優(yōu)先級
輪速傳感器通過硬線接至ABS中，組合儀表模塊ICM優(yōu)先采集ABS 提供的車速信號，用于車速的顯示和里程計算；當(dāng)輪速傳感器出現(xiàn)故障，ABS不能夠提供車速信號時，ICM 采集變速箱控制模塊TCU 提供的車速信號。當(dāng)ABS和TCU 均不能夠提供車速信號時，ICM采集車速傳感器的車速信號。當(dāng)車輛為出租車時，計價器直接從儀表硬線接受車速信號。
3.2 車速信號來源
當(dāng)點火開關(guān)打到ON檔時，組合儀表單元確認ABS發(fā)出的車速信號正常時，組合儀表單元ICM會去比較組合儀表單元發(fā)出的車速信號VS_ICM和防抱死制動模塊ABS發(fā)出的車速信號VS_ABS，當(dāng)組合儀表單元判斷VS_ICM>VS_ABS時，組合儀表單元ICM 會將VS_ICM作為當(dāng)前車速來顯示，否則會將VS_ABS 作為車輛當(dāng)前行駛速度來顯示。
當(dāng)點火開關(guān)打到ON檔時，組合儀表單元確認ABS發(fā)出的車速信號失效時，組合儀表單元ICM會主動去檢測來自所述動力CAN 總線的車速信號VS_TCU ；當(dāng)組合儀表單元判斷VS_ICM>VS_TCU 時，組合儀表單元ICM 會將VS_ICM作為當(dāng)前車速來顯示，否則會將VS_TCU 作為車輛當(dāng)前行駛速度來顯示。
當(dāng)點火開關(guān)打到ON檔時，組合儀表單元確認ABS及TCU發(fā)出的車速信號失效時,會把車速里程傳感器發(fā)出的車速信號作為當(dāng)前車速顯示。
當(dāng)組合儀表單元確認ABS、TCU發(fā)出的車速信號失效時，組合儀表單元會去確認車速里程傳感器的工作狀況，當(dāng)車速里程傳感器確實出現(xiàn)故障，將車速信號故障通過聲光及文字提示在組合儀表單元相應(yīng)區(qū)域。
3.3 車速信號的處理
汽車防抱制動系統(tǒng)ABS根據(jù)四輪硬線輸入的輪速信號，利用預(yù)設(shè)的車速計算式，計算得到汽車當(dāng)前的車速。
汽車ABS 發(fā)出的輪速CAN信號中包括各個車輪的輪速和輪速有效信息。目前，汽車一般有四個車輪，分別為左前輪、左后輪、右前輪、右后輪，則相應(yīng)的輪速分別為左前輪輪速、左后輪輪速、右前輪輪速、右后輪輪速。組合儀表通過ABS發(fā)出的輪速CAN信號中的有效信息位，來判斷四個輪速是否有效。
當(dāng)四個輪速信號全部有效時，后驅(qū)車型為左后、右后輪速平均值；前驅(qū)車型為左前、右前輪速平均值；當(dāng)有一個輪速信號失效時，判斷為右后失效，后驅(qū)車型為左后、右前輪速平均值；前驅(qū)車型為左前、右前輪速平均值。判斷為左后失效時，前驅(qū)車型為左前、右前輪速平均值；后驅(qū)車型為左前、右后輪速平均值。當(dāng)有兩個輪速信號信號失效后，將未失效的兩個輪速信號平均值作為當(dāng)前車速顯示。當(dāng)有三個輪速失效后，將未失效的輪速信號作為當(dāng)前車速顯示。當(dāng)四個輪速均失效時，利用預(yù)設(shè)的優(yōu)先級在總線上判斷TCU發(fā)出的車速信號的有效性。
4、結(jié)束語
通過汽車車速信號安全傳輸系統(tǒng)的建立，使得各控制模塊通過CAN 總線來安全地、可靠地實現(xiàn)模塊之間車速信號的傳輸與交互。
當(dāng)車速里程傳感器以傳統(tǒng)的導(dǎo)線方式輸出信號出現(xiàn)故障時，ABS會根據(jù)自身采集到的輪速信號計算出實時車速并發(fā)送到CAN 總線上。此時，其它相關(guān)節(jié)點就不會出現(xiàn)因丟失車速信號而大量的報出故障，也無需記錄更多的故障碼。這樣一來就可以保證相關(guān)控制策略的正常實施，在一定程度上提高道路行車安全為駕乘人員提供安全保障。
[1] 鄭太雄.汽車ABS參考車速的確定方法，汽車技術(shù)，201003.
[2] 劉相.汽車車速的計算和優(yōu)化, 西部汽車產(chǎn)業(yè)學(xué)術(shù)論壇，2011.
[3] 苗斌.新型汽車車速里程表信號采集與處理研究, 汽車電器，2014年08.
Method of signal acquisition and transmission speed
Sun Tao, Ye Jinfei
(Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）
With the development of automotive electronics degree more and more high, range of speed signal is used more and more widely. Generates a pulse signal and the automobile wheel speed is proportional to the through specific sensor, inside the car ECU, a formula to calculate the number of pulses collected, to calculate the speed. The speed signal is widely used in navigation system, lane departure system, adaptive cruise control system, vehicle speed and accuracy is directly related to the safety and reliability of the car.
Pulse signal; Speed; ECU
U467.4
A
1671-7988(2015)06-68-03
孫濤，就職于安徽江淮汽車股份有限公司乘研院電氣部。
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