本發(fā)明涉及一種用于電動汽車的慣性測量單元，屬于新能源汽車技術領域。

背景技術：

伴隨著日益嚴重的大氣污染與能源危機，新能源汽車成為國內(nèi)外研究的熱點，電動汽車的研發(fā)引起了廣泛關注。同時，隨著汽車工業(yè)持續(xù)發(fā)展，汽車控制技術不斷進步，智能控制成為近年汽車控制的主要研究方向，汽車電子在整車成本中的比例越來越高，汽車產(chǎn)品創(chuàng)新的90%源自于智能控制技術，對于汽車安全性的要求在不斷提高，汽車主動安全控制的研發(fā)日益引起汽車研發(fā)人員的高度重視。

對于傳統(tǒng)汽車而言，車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)近年來快速發(fā)展，描述汽車穩(wěn)定性能的兩個關鍵物理量為側(cè)向加速度與橫擺角速度。對于電動汽車而言，需要通過電子差速控制系統(tǒng)才能保證車身的穩(wěn)定性，因此研究電子差速系統(tǒng)，也需要采集汽車的橫擺角速度與橫向加速度信號。需要系統(tǒng)同時采集、處理與傳輸汽車橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度信號的慣性測量單元，慣性測量單元可以用于電動汽車的電子差速系統(tǒng)與車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)，必須具有過壓保護、過流保護、反接保護，抗振性強，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，故障率低，可靠性高等特點，但是現(xiàn)有技術中的慣性測量單元存在問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決當前技術中存在的問題，旨在提供一種用于電動汽車的實時測量、處理與傳輸汽車橫擺角速度與側(cè)向加速度信號，性能穩(wěn)定的慣性測量單元。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術手段是：一種用于電動汽車的慣性測量單元，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處理電路，模擬信號處理電路將采集的信號處理后傳送至與之連接的微控制器電路，通過微控制器電路中的ad信號轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(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can網(wǎng)絡；電源供電電路為電路供電。

進一步的，所述角速度傳感電路采用橫擺角速度計，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。

進一步的，所述電源供電電路包含過壓保護、過流保護及反接保護電路。

進一步的，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、橫向加速度信號進行ad轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)字信號進行校正與濾波，濾波選用限幅濾波、滑動平均濾波、低通濾波的一種，將濾波后的數(shù)據(jù)信號打包發(fā)送到can總線收發(fā)電路，打包的數(shù)據(jù)標準符合saej1939數(shù)據(jù)協(xié)議。

進一步的，所述模擬信號處理電路采用電容c37、電容c38的一端共地，電容c37的另一端接放大器u12一個輸出端，電容c38接放大器另一個輸出端，通過調(diào)整電容c37和電容c38實現(xiàn)調(diào)整低通濾波的截止頻率。

進一步的，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，主回路中連接保險絲u5，在保險絲u5的輸出端連接兩個并聯(lián)的整流二極管d2、d3的正極，二極管d2與二極管d3負極連接穩(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：通過本設計同時采集、處理與傳輸汽車橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度信號的慣性測量單元，提供過壓保護、過流保護、反接保護，抗振性強，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，故障率低，可靠性高；可以用于電動汽車的電子差速系統(tǒng)與車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。

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)信號流程圖；

圖3是本發(fā)明模擬信號低通濾波電路圖；

圖4是本發(fā)明電源供電保護電路圖。

具體實施方式

本實施例中，采用微機電系統(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、安裝簡單。

如圖1所示，一種用于電動汽車的慣性測量單元，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，模擬信號幅度為0～5v，模擬信號處理電路103采集模擬信號，進行硬件低通濾波，低通濾波的截止頻率可通過調(diào)整電容c37、c38來實現(xiàn)，如圖3所示，濾除噪聲信號，使數(shù)據(jù)信號更加準確；模擬信號電路103將模擬信號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對橫擺角速度、縱向加速度、橫向加速度信號進行處理，處理流程如圖2所示，微控制器采集傳感器信號，并進行ad轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)字信號進行校正與濾波，濾波方法可選用限幅濾波、滑動平均濾波、低通濾波等，將濾波后的數(shù)據(jù)信號打包發(fā)送到微控制器can模塊，打包的數(shù)據(jù)標準符合saej1939數(shù)據(jù)協(xié)議，準備發(fā)送。

微控制器電路104將打包的數(shù)據(jù)信號，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can網(wǎng)絡。

電源供電電路106負責為整套系統(tǒng)提供可靠的電源電壓，其中輸入電壓范圍可達8～42v，輸出為5v，并提供反接保護、過壓保護與過流保護。反接保護通過主回路中加整流二極管402來實現(xiàn)，過壓保護通過tvs403實現(xiàn)，過流保護在主回路中加保險絲401來實現(xiàn)，具體方式如圖4所示。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。

技術特征：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于電動汽車的慣性測量單元，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處理電路，模擬信號處理電路將采集的信號處理后傳送至與之連接的微控制器電路，通過微控制器電路中的AD信號轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(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CAN網(wǎng)絡；電源供電電路為電路供電。本發(fā)明同時采集、處理與傳輸汽車橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度信號的慣性測量單元，提供過壓、過流、反接保護，抗振性強，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，故障率低，可靠性高；可以用于電動汽車的電子差速系統(tǒng)與車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

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