本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)汽車(chē)的慣性測(cè)量單元，屬于新能源汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

伴隨著日益嚴(yán)重的大氣污染與能源危機(jī)，新能源汽車(chē)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)引起了廣泛關(guān)注。同時(shí)，隨著汽車(chē)工業(yè)持續(xù)發(fā)展，汽車(chē)控制技術(shù)不斷進(jìn)步，智能控制成為近年汽車(chē)控制的主要研究方向，汽車(chē)電子在整車(chē)成本中的比例越來(lái)越高，汽車(chē)產(chǎn)品創(chuàng)新的90%源自于智能控制技術(shù)，對(duì)于汽車(chē)安全性的要求在不斷提高，汽車(chē)主動(dòng)安全控制的研發(fā)日益引起汽車(chē)研發(fā)人員的高度重視。

對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)而言，車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)近年來(lái)快速發(fā)展，描述汽車(chē)穩(wěn)定性能的兩個(gè)關(guān)鍵物理量為側(cè)向加速度與橫擺角速度。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)而言，需要通過(guò)電子差速控制系統(tǒng)才能保證車(chē)身的穩(wěn)定性，因此研究電子差速系統(tǒng)，也需要采集汽車(chē)的橫擺角速度與橫向加速度信號(hào)。需要系統(tǒng)同時(shí)采集、處理與傳輸汽車(chē)橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度信號(hào)的慣性測(cè)量單元，慣性測(cè)量單元可以用于電動(dòng)汽車(chē)的電子差速系統(tǒng)與車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)，必須具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、反接保護(hù)，抗振性強(qiáng)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，故障率低，可靠性高等特點(diǎn)，但是現(xiàn)有技術(shù)中的慣性測(cè)量單元存在問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決當(dāng)前技術(shù)中存在的問(wèn)題，旨在提供一種用于電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)時(shí)測(cè)量、處理與傳輸汽車(chē)橫擺角速度與側(cè)向加速度信號(hào)，性能穩(wěn)定的慣性測(cè)量單元。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段是：一種用于電動(dòng)汽車(chē)的慣性測(cè)量單元，包括角速度傳感電路、雙軸加速度傳感電路，與角速度傳感電路和雙軸加速度傳感電路連接的模擬信號(hào)處理電路，模擬信號(hào)處理電路將采集的信號(hào)處理后傳送至與之連接的微控制器電路，通過(guò)微控制器電路中的ad信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，而后由微控制器處理，處理后的數(shù)據(jù)信息打包，發(fā)送到can總線收發(fā)電路，由can總線收發(fā)電路將數(shù)據(jù)發(fā)送到整車(chē)can網(wǎng)絡(luò)；電源供電電路為電路供電。

進(jìn)一步的，所述角速度傳感電路采用橫擺角速度計(jì)，雙軸加速度傳感電路中采用的橫向加速度傳感器、縱向加速度傳感器為雙軸加速度計(jì)。

進(jìn)一步的，所述電源供電電路包含過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)及反接保護(hù)電路。

進(jìn)一步的，所述微控制器電路采用逐次比較型12位ad轉(zhuǎn)換電路，微控制器采集橫擺角速度、縱向加速度、橫向加速度信號(hào)進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正與濾波，濾波選用限幅濾波、滑動(dòng)平均濾波、低通濾波的一種，將濾波后的數(shù)據(jù)信號(hào)打包發(fā)送到can總線收發(fā)電路，打包的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)符合saej1939數(shù)據(jù)協(xié)議。

進(jìn)一步的，所述模擬信號(hào)處理電路采用電容c37、電容c38的一端共地，電容c37的另一端接放大器u12一個(gè)輸出端，電容c38接放大器另一個(gè)輸出端，通過(guò)調(diào)整電容c37和電容c38實(shí)現(xiàn)調(diào)整低通濾波的截止頻率。

進(jìn)一步的，所述電源供電電路為整套系統(tǒng)提供可靠的電源電壓，其中輸入電壓范圍8～42v，輸出為5v，主回路中連接保險(xiǎn)絲u5，在保險(xiǎn)絲u5的輸出端連接兩個(gè)并聯(lián)的整流二極管d2、d3的正極，二極管d2與二極管d3負(fù)極連接穩(wěn)壓管d5的一端，穩(wěn)壓管d5的另一端接地。

本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)本設(shè)計(jì)同時(shí)采集、處理與傳輸汽車(chē)橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度信號(hào)的慣性測(cè)量單元，提供過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、反接保護(hù)，抗振性強(qiáng)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，故障率低，可靠性高；可以用于電動(dòng)汽車(chē)的電子差速系統(tǒng)與車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明微控制器處理數(shù)據(jù)信號(hào)流程圖；

圖3是本發(fā)明模擬信號(hào)低通濾波電路圖；

圖4是本發(fā)明電源供電保護(hù)電路圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中，采用微機(jī)電系統(tǒng)mems角速度傳感器與雙軸加速度傳感器，二者提供汽車(chē)的橫擺角速度、縱向加速度與橫向加速度信息，集成度高、成本低、安裝簡(jiǎn)單。

如圖1所示，一種用于電動(dòng)汽車(chē)的慣性測(cè)量單元，角速度傳感器電路101與雙軸加速度傳感器電路102輸出模擬信號(hào)，模擬信號(hào)幅度為0～5v，模擬信號(hào)處理電路103采集模擬信號(hào)，進(jìn)行硬件低通濾波，低通濾波的截止頻率可通過(guò)調(diào)整電容c37、c38來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3所示，濾除噪聲信號(hào)，使數(shù)據(jù)信號(hào)更加準(zhǔn)確；模擬信號(hào)電路103將模擬信號(hào)輸入至微控制器電路104。

微控制器電路104帶有ad模擬采集、轉(zhuǎn)換電路，采用逐次比較型12位ad轉(zhuǎn)換電路，微控制器電路104對(duì)橫擺角速度、縱向加速度、橫向加速度信號(hào)進(jìn)行處理，處理流程如圖2所示，微控制器采集傳感器信號(hào)，并進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正與濾波，濾波方法可選用限幅濾波、滑動(dòng)平均濾波、低通濾波等，將濾波后的數(shù)據(jù)信號(hào)打包發(fā)送到微控制器can模塊，打包的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)符合saej1939數(shù)據(jù)協(xié)議，準(zhǔn)備發(fā)送。

微控制器電路104將打包的數(shù)據(jù)信號(hào)，發(fā)送到can總線收發(fā)電路105，由can總線收發(fā)電路105將數(shù)據(jù)發(fā)送到整車(chē)can網(wǎng)絡(luò)。

電源供電電路106負(fù)責(zé)為整套系統(tǒng)提供可靠的電源電壓，其中輸入電壓范圍可達(dá)8～42v，輸出為5v，并提供反接保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)與過(guò)流保護(hù)。反接保護(hù)通過(guò)主回路中加整流二極管402來(lái)實(shí)現(xiàn)，過(guò)壓保護(hù)通過(guò)tvs403實(shí)現(xiàn)，過(guò)流保護(hù)在主回路中加保險(xiǎn)絲401來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體方式如圖4所示。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于電動(dòng)汽車(chē)的慣性測(cè)量單元，包括角速度傳感電路、雙軸加速度傳感電路，與角速度傳感電路和雙軸加速度傳感電路連接的模擬信號(hào)處理電路，模擬信號(hào)處理電路將采集的信號(hào)處理后傳送至與之連接的微控制器電路，通過(guò)微控制器電路中的AD信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，而后由微控制器處理，處理后的數(shù)據(jù)信息打包，發(fā)送到CAN總線收發(fā)電路，由CAN總線收發(fā)電路將數(shù)據(jù)發(fā)送到整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)；電源供電電路為電路供電。本發(fā)明同時(shí)采集、處理與傳輸汽車(chē)橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度信號(hào)的慣性測(cè)量單元，提供過(guò)壓、過(guò)流、反接保護(hù)，抗振性強(qiáng)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，故障率低，可靠性高；可以用于電動(dòng)汽車(chē)的電子差速系統(tǒng)與車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：毛俊鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津恒天新能源汽車(chē)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.25
技術(shù)公布日：2017.08.04