VCU下的商用車車速信號處理技術分析

周文生

摘要：在進行商務車駕駛的時候，車速是儀表呈現給駕駛員信息中相對比較重要的信息，車輛運行的安全性與駕駛的體驗都直接受到車速指示的可靠性、準確性以及響應性的直接影響，并且還影響著巡航等控制功能的品質。本文將介紹一種VCU下的商用車車速信號處理技術（VCU即Vehicle Control Unit，整車控制器），VCU可以同時做到車速傳感器脈沖信號的采集與CAN總線ABS輪速信號的接受，通過進行綜合計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，經過實驗，我們可以知道使用這種方法進行車速的處理，有著誤差小、分辨率高、可靠性高以及后期市場維護便捷的多種優勢。

關鍵詞：VCU;商用車;車速信號;處理技術

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技術就是車速識別技術，以往商務車一般情況下都是使用渦輪蝸桿配置電式車速傳感器，車速控制盒對脈沖信號進行處理并發送到儀表，之后再進行車速的計算與顯示，這種方法再使用的過程中還是存在著相應的弊端，那就是傳遞的環節較多，誤差較大，可靠性不強、車速控制盒的售后維護比較困難等等，經常會有車速指針擺動、歸零等故障現象反饋到市場當中，并且使巡航功能逐漸失效，用戶沒有良好的駕駛體驗。本文將從以下幾個方面對整車控制器車速處理技術的具體方案進行介紹，實驗的結果表明這種方法可以大規模的應用在量產車型的上面。

一、系統的構成與原理

本文所說的方法是在商用車整車控制系統的基礎上，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可以同時通過傳感器車速與ABS車速兩種方法獲得實際的車速值。傳感器車速指的是將VCU硬線與車速傳感器進行連接，對變速器進行采集并將軸靶輪脈沖信號進行輸出，依據輪胎滾動半徑與車輛的后橋速比進行車速的計算;ABS車速指的是ABS控制器經過底盤CAN總線向VCU發送輪速信號，之后VCU依據車輛的輪胎滾動半徑進行車速的計算。VCU會對傳感器車速優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識別出車速傳感器發生故障的時候就會優先使用ABS車速，同時儀表也會將車速傳感器發生故障的情況傳遞給駕駛員，使駕駛員可以盡快對這種情況進行維修與處理。

二、實現方法

（一）傳感器車速的計算方法

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勢，就是抗干擾的能力相對較強，使用壽命也相對較長、并且輸出信號幅值不會因為靶輪轉速而受到影響等等。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，VCU在計算車速的時候，一般都是依據車輛的脈沖信號周期、車輛后橋速比、輪胎滾動半徑等信息進行。

（二）ABS車速的計算方法

ABS發送的EBC2報告中存在前輪平均輪速信號，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，結果一般都是比較準確的。如果有一個車輪存在故障的現象，那么就可以將正常工作時的車輪輪速進行發送，如果兩個車輪同時存在故障的情況，那么就不會將平均輪速進行發送，則會將故障狀態進行發送。

ABS控制器所發送的輪速，一般都是依據輪胎滾動一周的廠家默認值3200mm進行計算的，VCU需要依據實際的車輛輪胎滾動半徑以及滾動半徑的誤差及時進行修正。

（三）數據融合設計

Linas和Hall兩位學者在1997年的時候，就對數據融合進行了一定的闡述：“能夠從多個傳感器的聯合數據庫提供的相關信息及其關聯數據中，獲取比單個傳感器信息所能得出的更詳細、更準確的結論”。數據融合講的就是將多個信息源在一定的標準下進行綜合的分析，得出更加準確的結果。在本文對車速處理方法進行描述的過程中， VCU則會優先的選擇車速傳感器當做車輛的信號源，當為VCU識別出車速傳感器發生故障的時候，就會選擇ABS車速對進行儀表的顯示與控制。一般車速傳感器出現故障的主要原因就是因為信號不可以足夠相信，這本身就是邏輯故障的一種，主要通過以下兩種邏輯進行故障的識別與判斷，第一個就是，車速傳感器對比ABS發出的輪速信號，如果相差足夠大，并且超過規定范圍的時候就屬于車速傳感器故障。如果ABS輪速傳感器也發生了故障，那么EBC2就不會將輪速信息進行發送，即策略里認為，只要可以對輪速信息進行接收，那么車速傳感器就屬于是可信的。第二個就是，通過車速傳感器所計算出來的車速值再進行車輛加速度的計算，將計算結果與加速度傳感器進行比較，相差超過一定范圍的時候，就報車速傳感器信號不可信的故障。

（四）車速補償

根據相關的規定要求，如果儀表顯示的車速要比實際的車速大的話，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，如果比實際車速大的話，這個值就需要相對準確，不管是傳感器測速還是ABS測速，誤差的主要來源就是輪胎滾動半徑的誤差（如果是機械傳動系誤差的話，就可以忽略不計），胎面磨損、車輛載荷、胎壓等等因素都會直接影響輪胎實際滾動半徑的誤差，想要在一定的程度上對輪胎更換前的車速大于實際車速的情況進行保證，在經過實驗之后，就需要對車速進行合理的補償，一般為2%。

三、信號品質

車速信號品質由分辨率、響應時間、誤差和最低識別車速組成，車輛傳動系參數和傳感器性能直接決定了分辨率與最低識別車速，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時間。

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

四、工程實現及術后

（一）工程實現

想要對車速進行實際的運算，VCU就需要將車輛的以下參數進行獲?。篈BS齒圈齒數;輪胎滾動半徑;車速傳感器靶輪指數;后橋主減速比。其中，某一種車型的ABS齒圈齒數與車速傳感器靶輪齒數都屬于標準的配置，固化在軟件中，輪胎滾動半徑與后橋主減速比都會根據不同的車型，進行多樣的變化，想要這兩種參數不會對VCU的整車標定數據種類產生影響，就可以通過以下兩種方法進行改變：在PDM車型的結構下，對輪胎總成與后橋總成進行屬性信息的增添，在后橋總成中增加主減速比，在輪胎總成中增加滾動半徑。在對整車的裝配線終端進行解放，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，之后進行車速的計算。

（二）關于售后

在進行商用車使用的過程中，用戶經常會遇到更換輪胎時會出現使用不同規格輪胎的情況，還有些時候為了對運輸區域地理的特點更好地適應而選擇不同減速比的后橋進行更換，還有可能車輛因為一些原因選擇使用新的VCU，在VCU刷寫的整車數據當中，默認的只有后橋速比與輪胎半徑，這些有可能會發生變化的因素，都會對車速計算的準確性造成影響。以往的一些車輛在遇到這種情況的時候，通常都會選擇多個不同的車速控制盒進行傳遞參數的重新計算，但這個過程相對比較復雜，而且還會使成本進一步的增加。

VCU下的車速方案，如果在實際使用的過程中發生了以上的狀況，那么就可以通過診斷儀簡單的選擇與匹配后橋減速比和輪胎半徑，這種方法不僅非常快捷與方便，而且還經濟實惠。

結束語：

綜上所述，本文對基于整車控制器的車速處理技術進行了詳細的介紹，這種方法通過車輛客觀存在的兩個車速對數據進行了設計與融合，使車速的故障率在一定的程度上得到降低，并且對信號可靠性及巡航等控制功能的品質進行了有效提高;車速計算參數EOL在進行信息獲取的時候相對簡單，這種方法可以廣泛應用，并且會在一定的程度上對整車數據管理的工作量進行降低，幫助車輛多配置、大規模的生產以及售后提供更好的解決方案。

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