二、轮速输入模型
图2-3 轮速传感器工作示意图
对于车轮的运动状态，一般都是采用轮速传感器，把车轮的转动状态转化为电信号，经过处理，再给ECU做分析。检测轮速信号时常用电磁感应式传感器，将传感器安装在车轮总成的非旋转部分（万向节或轴头）上，与随车轮一起转动的导磁材料制成的齿圈相对，当齿圈相对传感器转动时，由于磁阻的变化，在传感器上激励出交变电压信号，这种交变电压的频率与转子的速度成正比，所以通过测定频率就能检测出轮速。图2-3所示是传感器工作示意图。从传感器输出交变信号的幅值随传感器的不同而不同，但一个总的特点就是幅值随轮速的变化比较大，对齿圈与传感器之间的气隙大小比较敏感。图2-4和图2-5所示是在道路实验中测得的轮速传感器输出信号，图2-4为车速较低时测得的轮速信号，图2-5为车速较高时测得的轮速信号，可以看出，轮速信号（电压）基本上为正弦信号。当车速较高时，信号波动频率较高，电压幅值较大；而当车速较低时，信号的频率与幅值均较小。
图2-4 低速下传感器信号
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图2-5 高速下传感器信号
由于传感器信号的频率只与车轮的转速有关，通常稳控系统的ECU采用专门的信号处理电路将传感器信号转换为同频率的方波，再通过测量方波的频率或周期来计算车轮转速。为了能够准确测量轮速，轮速信号处理电路应该具有下述功能：将正弦波转换为同频率的方波，方波的占空比应适中；在车轮转速较低时，仍然能够输出与传感器输出信号同频率的方波信号；在气隙因为振动在一定范围内变动时，仍然能够正确进行波形变换；电磁兼容性好，能够抑制噪声干扰。如果只是简单地对轮速信号采用滤波和整形的手段，在车速较低、轮速传感器交变电压幅值较小时，有可能无法引起有效的触发，如此便限制了它有效轮速的范围，使低速稳控系统性能变差。
根据对轮速信号处理电路的要求，设计了高性能、高抗干扰的轮速信号处理电路。其特点是包括两级迟滞比较器和低通滤波部分。电路的第一级包括低通滤波和小回差过零迟滞比较器（图2-6）。其作用是在尽可能地保留有用的轮速信号的前提下滤去噪声。这一级迟滞比较器的回差较小（约0.1V），故而只要轮速传感器的原始信号正弦波的幅值大于0.1V就可被保留下来转换为方波；而幅值小于0.1V的噪声被滤去，只有当轮速传感器信号电压接近0时且幅值大于0.1V的噪声信号被转化为方波边缘的毛刺进入下一级。第二级的低通滤波环节和大回差迟滞比较器则可以有效地去除由于噪声干扰形成的毛刺。如图2-6所示，传感器原始信号Ui首先经过第一级低通滤波对中高频干扰进行一定的衰减得到信号U′；信号U′通过小回差迟滞比较器将信号变换为方波信号U″，可以看到仅当信号在零值附近时噪声可能进入信号U″，造成U″信号波形中的误触发脉冲，但噪声的总能量被显著衰减；U″通过第二级低通滤波得到U‴，误触发脉冲被显著衰减；信号U‴再通过一个回差较大的迟滞电压比较器转换为方波Uo，由于迟滞比较器采用正反馈接法，方波Uo的波形比较理想，可供给单片机进行轮速测量。
图2-6 处理电路的输出波形图
使用信号发生器在实验台上实验，不论是在波形比较规则的信号发生器上，还是在有很大杂波信号的实验台上，利用此处理电路均达到了理想的效果。轮速信号处理电路利用两级迟滞比较器达到了提高信噪比和整形的目的，并采用高阶低通滤波实现抑制噪声的功能。这种轮速信号处理电路充分发挥了电磁感应式被动传感器的潜力，可以满足要求。该电路并不局限于电磁感应式传感器，对于其他类型的轮速传感器也一样可以可靠工作，如磁敏电阻式、霍尔式等，具有很好的兼容性。在稳控系统中，电磁阀是重要的执行元件，通过它来控制制动轮缸中的液压大小，完成稳控系统功能。由于控制要求，电磁阀的响应必须是毫秒级的，从而要求电磁阀线圈中的电流很大，以保证电磁阀的开启和关闭时间。该模块选用了四通道功率驱动元件，具有过载保护、智能电流限制、短路保护、高温保护、过电压保护、自诊断功能和静电保护等功能，适合在车辆环境下作为大功率的驱动元件，可靠地抵抗外界振动和电磁干扰。
故障诊断模块是稳控系统可靠工作的保障。在该模块的设计中，对ECU进行了全面的检测，其中包括电磁阀驱动的检测、轮速输入电路的检测、警告灯的检测和电源的检测。另外，一部分检测任务由软件来完成，包括电磁阀驱动的检测和轮速传感器的检测。本模块不但诊断系统故障，还实现了复杂的数据流传输，通过外部诊断仪，可以有效地监控稳控系统各个部件的工作状态，如实时显示轮速、加速度、各个开关信号等的状态。通过硬件和软件滤波，信号品质非常理想，保证了四驱模式下的稳控系统控制效果。复位模块可使ECU在工作出现故障时，如受到强电磁干扰、电源电压受到冲击不稳定等，能及时复位，很快恢复到正常的工作状态下。继电器模块控制各个通道的所有电磁阀的供电以及其他回流泵电动机的供电，在稳控系统发生无法自恢复的故障时，会把故障码存储在非易失性的存储器中，然后使用故障诊断仪读出故障信息，帮助驾驶人或者修理人员迅速找到问题，及时解决问题。ECU的电源模块是ECU正常工作的基础。车辆电源受到发动机点火和充电机充电的冲击，非常不稳定，电压起伏大，因此需使用专用的集成电路芯片，以保证ECU稳定的电源供给。