VCU下的商用車車速信號(hào)處理技術(shù)分析

周文生

摘要：在進(jìn)行商務(wù)車駕駛的時(shí)候，車速是儀表呈現(xiàn)給駕駛員信息中相對(duì)比較重要的信息，車輛運(yùn)行的安全性與駕駛的體驗(yàn)都直接受到車速指示的可靠性、準(zhǔn)確性以及響應(yīng)性的直接影響，并且還影響著巡航等控制功能的品質(zhì)。本文將介紹一種VCU下的商用車車速信號(hào)處理技術(shù)（VCU即Vehicle Control Unit，整車控制器），VCU可以同時(shí)做到車速傳感器脈沖信號(hào)的采集與CAN總線ABS輪速信號(hào)的接受，通過進(jìn)行綜合計(jì)算之后將車速輸出到CAN總線供儀表顯示以及使用在其它的控制功能上面，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，我們可以知道使用這種方法進(jìn)行車速的處理，有著誤差小、分辨率高、可靠性高以及后期市場(chǎng)維護(hù)便捷的多種優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：VCU;商用車;車速信號(hào);處理技術(shù)

Abstract： With the inferior and heavy nature of imported crude oil in China， more and more refining and chemical enterprises have to process high-sulfur crude oil. This paper analyzes the causes of leakage of top plate heat exchanger in atmospheric tower， and formulates corresponding preventive measures.

Key words： corrosion heat exchanger

車輛控制中最基本的一項(xiàng)技術(shù)就是車速識(shí)別技術(shù)，以往商務(wù)車一般情況下都是使用渦輪蝸桿配置電式車速傳感器，車速控制盒對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)送到儀表，之后再進(jìn)行車速的計(jì)算與顯示，這種方法再使用的過程中還是存在著相應(yīng)的弊端，那就是傳遞的環(huán)節(jié)較多，誤差較大，可靠性不強(qiáng)、車速控制盒的售后維護(hù)比較困難等等，經(jīng)常會(huì)有車速指針擺動(dòng)、歸零等故障現(xiàn)象反饋到市場(chǎng)當(dāng)中，并且使巡航功能逐漸失效，用戶沒有良好的駕駛體驗(yàn)。本文將從以下幾個(gè)方面對(duì)整車控制器車速處理技術(shù)的具體方案進(jìn)行介紹，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明這種方法可以大規(guī)模的應(yīng)用在量產(chǎn)車型的上面。

一、系統(tǒng)的構(gòu)成與原理

本文所說的方法是在商用車整車控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其中主要包含VCU、ABS控制器、ABS輪速傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、CAN儀表行車記錄儀等等。

VCU可以同時(shí)通過傳感器車速與ABS車速兩種方法獲得實(shí)際的車速值。傳感器車速指的是將VCU硬線與車速傳感器進(jìn)行連接，對(duì)變速器進(jìn)行采集并將軸靶輪脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出，依據(jù)輪胎滾動(dòng)半徑與車輛的后橋速比進(jìn)行車速的計(jì)算;ABS車速指的是ABS控制器經(jīng)過底盤CAN總線向VCU發(fā)送輪速信號(hào)，之后VCU依據(jù)車輛的輪胎滾動(dòng)半徑進(jìn)行車速的計(jì)算。VCU會(huì)對(duì)傳感器車速優(yōu)先選擇作為車輛的第一車速，ABS車速則作為車輛的冗余車速，如果VCU識(shí)別出車速傳感器發(fā)生故障的時(shí)候就會(huì)優(yōu)先使用ABS車速，同時(shí)儀表也會(huì)將車速傳感器發(fā)生故障的情況傳遞給駕駛員，使駕駛員可以盡快對(duì)這種情況進(jìn)行維修與處理。

二、實(shí)現(xiàn)方法

（一）傳感器車速的計(jì)算方法

一般都是使用霍爾式頻率傳感器作為車速傳感器，這種傳感器有著一定的優(yōu)勢(shì)，就是抗干擾的能力相對(duì)較強(qiáng)，使用壽命也相對(duì)較長(zhǎng)、并且輸出信號(hào)幅值不會(huì)因?yàn)榘休嗈D(zhuǎn)速而受到影響等等。傳感器的位置一般都是在變速器輸出軸靶輪，使用靶輪脈沖信號(hào)，VCU在計(jì)算車速的時(shí)候，一般都是依據(jù)車輛的脈沖信號(hào)周期、車輛后橋速比、輪胎滾動(dòng)半徑等信息進(jìn)行。

（二）ABS車速的計(jì)算方法

ABS發(fā)送的EBC2報(bào)告中存在前輪平均輪速信號(hào)，在正常的情況下，一般都是選取前輪兩輪速的平均值，在車輪沒有抱死的情況下，結(jié)果一般都是比較準(zhǔn)確的。如果有一個(gè)車輪存在故障的現(xiàn)象，那么就可以將正常工作時(shí)的車輪輪速進(jìn)行發(fā)送，如果兩個(gè)車輪同時(shí)存在故障的情況，那么就不會(huì)將平均輪速進(jìn)行發(fā)送，則會(huì)將故障狀態(tài)進(jìn)行發(fā)送。

ABS控制器所發(fā)送的輪速，一般都是依據(jù)輪胎滾動(dòng)一周的廠家默認(rèn)值3200mm進(jìn)行計(jì)算的，VCU需要依據(jù)實(shí)際的車輛輪胎滾動(dòng)半徑以及滾動(dòng)半徑的誤差及時(shí)進(jìn)行修正。

（三）數(shù)據(jù)融合設(shè)計(jì)

Linas和Hall兩位學(xué)者在1997年的時(shí)候，就對(duì)數(shù)據(jù)融合進(jìn)行了一定的闡述：“能夠從多個(gè)傳感器的聯(lián)合數(shù)據(jù)庫提供的相關(guān)信息及其關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)中，獲取比單個(gè)傳感器信息所能得出的更詳細(xì)、更準(zhǔn)確的結(jié)論”。數(shù)據(jù)融合講的就是將多個(gè)信息源在一定的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行綜合的分析，得出更加準(zhǔn)確的結(jié)果。在本文對(duì)車速處理方法進(jìn)行描述的過程中， VCU則會(huì)優(yōu)先的選擇車速傳感器當(dāng)做車輛的信號(hào)源，當(dāng)為VCU識(shí)別出車速傳感器發(fā)生故障的時(shí)候，就會(huì)選擇ABS車速對(duì)進(jìn)行儀表的顯示與控制。一般車速傳感器出現(xiàn)故障的主要原因就是因?yàn)樾盘?hào)不可以足夠相信，這本身就是邏輯故障的一種，主要通過以下兩種邏輯進(jìn)行故障的識(shí)別與判斷，第一個(gè)就是，車速傳感器對(duì)比ABS發(fā)出的輪速信號(hào)，如果相差足夠大，并且超過規(guī)定范圍的時(shí)候就屬于車速傳感器故障。如果ABS輪速傳感器也發(fā)生了故障，那么EBC2就不會(huì)將輪速信息進(jìn)行發(fā)送，即策略里認(rèn)為，只要可以對(duì)輪速信息進(jìn)行接收，那么車速傳感器就屬于是可信的。第二個(gè)就是，通過車速傳感器所計(jì)算出來的車速值再進(jìn)行車輛加速度的計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與加速度傳感器進(jìn)行比較，相差超過一定范圍的時(shí)候，就報(bào)車速傳感器信號(hào)不可信的故障。

（四）車速補(bǔ)償

根據(jù)相關(guān)的規(guī)定要求，如果儀表顯示的車速要比實(shí)際的車速大的話，就要防止駕駛員在行駛的過程中超速，一般來講儀表顯示的車速，如果比實(shí)際車速大的話，這個(gè)值就需要相對(duì)準(zhǔn)確，不管是傳感器測(cè)速還是ABS測(cè)速，誤差的主要來源就是輪胎滾動(dòng)半徑的誤差（如果是機(jī)械傳動(dòng)系誤差的話，就可以忽略不計(jì)），胎面磨損、車輛載荷、胎壓等等因素都會(huì)直接影響輪胎實(shí)際滾動(dòng)半徑的誤差，想要在一定的程度上對(duì)輪胎更換前的車速大于實(shí)際車速的情況進(jìn)行保證，在經(jīng)過實(shí)驗(yàn)之后，就需要對(duì)車速進(jìn)行合理的補(bǔ)償，一般為2%。

三、信號(hào)品質(zhì)

車速信號(hào)品質(zhì)由分辨率、響應(yīng)時(shí)間、誤差和最低識(shí)別車速組成，車輛傳動(dòng)系參數(shù)和傳感器性能直接決定了分辨率與最低識(shí)別車速，控制器處理速度、傳輸路徑、CAN總線傳輸速率直接決定了響應(yīng)時(shí)間。

例：某一個(gè)重型牽引車的ABS輪速傳感器和車速傳感器的最低響應(yīng)頻率都是5Hz;變速器輸出軸靶輪的齒數(shù)為48;輪胎的規(guī)格以及滾動(dòng)半徑都是12R22.5，527mm;后橋主減速比為3.417;ABS靶輪齒數(shù)為100，那么它的車速傳感器的最低識(shí)別車速就應(yīng)該是0.12km/h。

四、工程實(shí)現(xiàn)及術(shù)后

（一）工程實(shí)現(xiàn)

想要對(duì)車速進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)算，VCU就需要將車輛的以下參數(shù)進(jìn)行獲?。篈BS齒圈齒數(shù);輪胎滾動(dòng)半徑;車速傳感器靶輪指數(shù);后橋主減速比。其中，某一種車型的ABS齒圈齒數(shù)與車速傳感器靶輪齒數(shù)都屬于標(biāo)準(zhǔn)的配置，固化在軟件中，輪胎滾動(dòng)半徑與后橋主減速比都會(huì)根據(jù)不同的車型，進(jìn)行多樣的變化，想要這兩種參數(shù)不會(huì)對(duì)VCU的整車標(biāo)定數(shù)據(jù)種類產(chǎn)生影響，就可以通過以下兩種方法進(jìn)行改變：在PDM車型的結(jié)構(gòu)下，對(duì)輪胎總成與后橋總成進(jìn)行屬性信息的增添，在后橋總成中增加主減速比，在輪胎總成中增加滾動(dòng)半徑。在對(duì)整車的裝配線終端進(jìn)行解放，掃車型碼獲取輪胎半徑與后橋減速比等信息，并記錄在VCU中，之后進(jìn)行車速的計(jì)算。

（二）關(guān)于售后

在進(jìn)行商用車使用的過程中，用戶經(jīng)常會(huì)遇到更換輪胎時(shí)會(huì)出現(xiàn)使用不同規(guī)格輪胎的情況，還有些時(shí)候?yàn)榱藢?duì)運(yùn)輸區(qū)域地理的特點(diǎn)更好地適應(yīng)而選擇不同減速比的后橋進(jìn)行更換，還有可能車輛因?yàn)橐恍┰蜻x擇使用新的VCU，在VCU刷寫的整車數(shù)據(jù)當(dāng)中，默認(rèn)的只有后橋速比與輪胎半徑，這些有可能會(huì)發(fā)生變化的因素，都會(huì)對(duì)車速計(jì)算的準(zhǔn)確性造成影響。以往的一些車輛在遇到這種情況的時(shí)候，通常都會(huì)選擇多個(gè)不同的車速控制盒進(jìn)行傳遞參數(shù)的重新計(jì)算，但這個(gè)過程相對(duì)比較復(fù)雜，而且還會(huì)使成本進(jìn)一步的增加。

VCU下的車速方案，如果在實(shí)際使用的過程中發(fā)生了以上的狀況，那么就可以通過診斷儀簡(jiǎn)單的選擇與匹配后橋減速比和輪胎半徑，這種方法不僅非?？旖菖c方便，而且還經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

結(jié)束語：

綜上所述，本文對(duì)基于整車控制器的車速處理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，這種方法通過車輛客觀存在的兩個(gè)車速對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與融合，使車速的故障率在一定的程度上得到降低，并且對(duì)信號(hào)可靠性及巡航等控制功能的品質(zhì)進(jìn)行了有效提高;車速計(jì)算參數(shù)EOL在進(jìn)行信息獲取的時(shí)候相對(duì)簡(jiǎn)單，這種方法可以廣泛應(yīng)用，并且會(huì)在一定的程度上對(duì)整車數(shù)據(jù)管理的工作量進(jìn)行降低，幫助車輛多配置、大規(guī)模的生產(chǎn)以及售后提供更好的解決方案。

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