ESP電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)

2．2．1 電壓放大模塊
在該設(shè)計(jì)的模塊中，由于實(shí)驗(yàn)小車的本身的速度的局限性通過加速度傳感器采集到的電壓信號(hào)較弱，需要對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大。主要采用芯片LM324對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大，便于后面的電壓比較器處理。由于采用的加速度傳感器芯片的特殊性質(zhì)，在0 g或者靜止的情況下，輸出模擬電壓大概為1．2 V，經(jīng)過電壓放大模塊以后，電壓由原來的1．2 V放大到1．8 V左右。由圖3可以看出，采用同相比例電壓放大，由管腳1輸出來的電壓就是1．8 V，根據(jù)設(shè)計(jì)的原理圖，由反饋回路上的兩電阻比值得知，運(yùn)算放大倍數(shù)為3倍，由于實(shí)際測(cè)試的時(shí)候LM324運(yùn)算放大器采用3 V直流電源供電，所以同相比例放大器沒有按照理論上的3倍進(jìn)行放大，而僅僅放大了1．5倍，經(jīng)過放大的1．8 V的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過濾波電路，接入到比較器的6管腳，與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較。
2．2．2 電壓比較器模塊
在電壓比較模塊中，選擇LM324芯片作為比較器，比較器正向輸入設(shè)定的電壓值，以此來模擬汽車在穩(wěn)定行駛時(shí)的數(shù)據(jù)，實(shí)際小車測(cè)到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)接入比較器負(fù)向輸入。理想狀態(tài)下，當(dāng)實(shí)際測(cè)得電壓值小于設(shè)定的電壓時(shí)，比較器邏輯出高電平，則根據(jù)電路原理圖可知，LED1不發(fā)光，而LED2發(fā)光，相反，如果實(shí)際測(cè)得電壓數(shù)據(jù)大于設(shè)定的理論值，則比較器邏輯出低電平，此時(shí)LED1燈發(fā)光而LED2燈不發(fā)光。通過LED的亮滅，來判斷此時(shí)小車是否是加速度過大，是否是穩(wěn)定行駛的狀態(tài)。
在測(cè)試過程中，由于電壓比較器的供電電壓也是3 V的直流電源，所以模塊一經(jīng)上電，LED1就會(huì)點(diǎn)亮，表示電路工作正常，模擬實(shí)際汽車行駛的安全狀態(tài)，此時(shí)ESP不工作；當(dāng)加速度傳感器感應(yīng)到危險(xiǎn)狀態(tài)，輸出模擬電壓較大電壓時(shí)，實(shí)驗(yàn)小車不在預(yù)定的狀態(tài)行駛，此時(shí)LED2點(diǎn)亮，而LED1熄滅，LED2燈點(diǎn)亮發(fā)出警告此時(shí)小車處于不穩(wěn)定行駛狀態(tài)，同時(shí)也預(yù)示，汽車的ESP系統(tǒng)要從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。在實(shí)際演示過程中，經(jīng)過多次試驗(yàn)，設(shè)定的電壓值為1．8 V是比較合適的。
2．3 實(shí)驗(yàn)制動(dòng)模塊的模擬設(shè)計(jì)
ESP電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)在工作時(shí)，當(dāng)ECU接收到輪速傳感器傳來的信號(hào)時(shí)，電子控制單元就會(huì)下達(dá)相關(guān)指令到執(zhí)行器一液壓調(diào)節(jié)器。液壓調(diào)節(jié)器通過控制各個(gè)車輪的制動(dòng)回路，來主動(dòng)調(diào)節(jié)汽車行駛的不穩(wěn)定狀態(tài)，及時(shí)糾正汽車的行駛方向，使汽車主動(dòng)回到預(yù)定的行駛軌道，保證行車安全。
2．3．1 制動(dòng)模塊模擬設(shè)計(jì)的原理分析
考慮到實(shí)驗(yàn)小車的驅(qū)動(dòng)模塊已存在，無法對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行干涉，在模擬設(shè)計(jì)中，主要采用繼電器對(duì)小車的驅(qū)動(dòng)后輪電機(jī)進(jìn)行短暫的制動(dòng)，繼電器主要起轉(zhuǎn)換電路的作用，通過三極管NPN9013的導(dǎo)通與截止，來控制繼電器工作，當(dāng)繼電器工作時(shí)，繼電器線圈有電流通過，產(chǎn)生電磁力，吸引繼電器內(nèi)部銜鐵轉(zhuǎn)換電路，切斷后輪電機(jī)的工作回路，電機(jī)停止工作；短暫的時(shí)間后，繼電器斷電，內(nèi)部開關(guān)主動(dòng)回到原來的位置，小車?yán)^續(xù)工作。