CN210867653U - 一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的sent解码电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车转向系统中传感器与ECU之间的接口电路技术领域，具体的讲是一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的SENT解码电路，包括电容、电阻，用于连接汽车转向系统中扭矩角度传感器SENT ASIC芯片与μC控制芯片形成SENT解码电路，在SENT标准协议下将速度参数设为最小时钟值Min T_tick=1.5μs，典型值为Typ T_tick=1.65μs，最大值Max T_tick=1.84μs，本实用新型设计了一种可以代替原先角度信号和扭矩信号的PWM传输方法的SENT协议电路，并将该传输协议电路应用在了汽车转向系统中，从而实现更高的数据传输速度、提升了通讯的抗干扰能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车转向系统中传感器与ECU之间的接口电路技术领域，具体的讲是一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的SENT解码电路。
背景技术
SENT（Single Edge Nibble Transmission）是一种新型单工信息传输方案；作为一种二线制的传输协议，相较于模拟信号传输与PWM信号传输等方式，有着结构简单，成本低廉的，电磁兼容可靠性高的特点。本专利将该传输协议应用在了汽车转向系统中，替代了原先角度信号和扭矩信号的PWM传输方法。
但是因为汽车转向系统对传感器的实时性要求较高，SENT协议本身支持的通讯速率无法满足使之能满足汽车转向系统中TAS（扭矩传感器）的实时性需求。
为此设计一种在SAE所颁布的J2716为协议基础上可以提高通讯速度的改进的扭矩角度传感器的SENT解码电路是十分有必要的。
发明内容
本实用新型突破了现有技术的难题，设计了一种在SAE所颁布的J2716为协议基础上可以提高通讯速度的改进的扭矩角度传感器的SENT解码电路。
为了达到上述目的，本实用新型设计了一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的SENT解码电路，包括电容、电阻，用于连接汽车转向系统中扭矩角度传感器SENT ASIC芯片与μC控制芯片形成SENT解码电路，其特征在于：SENT ASIC芯片的电源接入口分为两路，分别与电阻R_PU_SENT的一端、5V电源相连；SENT ASIC芯片的SENT端口分为两路，分别与电容C1的的一端、电阻R1的一端相连；SENT ASIC芯片的GND端口分为六路，分别与电容C1的另一端、电容C2的一端、电容C_f1的一端、电容C_f2的一端、μC的XX端口相连接；电阻R1的另一端分为三路，分别与电容C2的另一端、电阻R_PU_SENT的另一端、电阻R_f1的一端相连，电阻R_f1的另一端分为两路，分别与电容C_f1的另一端、电阻R_f2的一端相连，电阻R_f2的另一端分为两路，分别与电容C_f2的另一端、μC的SENT_μC_in端口相连接。
本实用新型在SENT标准协议下将速度参数设为最小时钟值Min T_tick=1.5μs，典型值为Typ T_tick=1.65μs，最大值Max T_tick=1.84μs。
本实用新型设定高低电平定义的参数值为：Max V_ol=0.73V；Min V_oh=4.3V。
本实用新型与现有技术相比，设计了一种可以代替原先角度信号和扭矩信号的PWM传输方法的SENT 协议电路，并将该传输协议电路应用在了汽车转向系统中，从而实现更高的数据传输速度、提升了通讯的抗干扰能力。
附图说明
图1为本实用新型的电路示意图。
图2为本实用新型中SENT协议的时序定义。
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步描述。
参见图1~2，本实用新型设计了一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的SENT解码电路，包括电容、电阻，用于连接汽车转向系统中扭矩角度传感器SENT ASIC芯片与μC控制芯片形成SENT解码电路，SENT ASIC芯片的电源接入口分为两路，分别与电阻R_PU_SENT的一端、5V电源相连；SENT ASIC芯片的SENT端口分为两路，分别与电容C1的的一端、电阻R1的一端相连；SENT ASIC芯片的GND端口分为六路，分别与电容C1的另一端、电容C2的一端、电容C_f1的一端、电容C_f2的一端、μC控制芯片的接收端口相连接；电阻R1的另一端分为三路，分别与电容C2的另一端、电阻R_PU_SENT的另一端、电阻R_f1的一端相连，电阻R_f1的另一端分为两路，分别与电容C_f1的另一端、电阻R_f2的一端相连，电阻R_f2的另一端分为两路，分别与电容C_f2的另一端、μC的SENT_μC_in端口相连接。
本实用新型中所选用的SENT ASIC芯片的型号为MLX80367，μC控制芯片的型号为Infineon TC234。
其中关键的电路元器件的参数值设定如下：
| 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| R_PU_SENT | 47 | 51 | 55 | kΩ |
| R_f1 | 382 | 390 | 398 | Ω |
| C_f1 | 1.54 | 2.2 | 2.64 | nF |
| R_f2 | 3.528 | 3.6 | 3.672 | kΩ |
| C_f2 | 154 | 220 | 264 | pF |
本电路的工作原理为：
R_PU_SENT 电阻为上拉电阻，将 μC 控制芯片的管脚上拉至5V满足SAEJ27166.3.2-1 接收端输入要求中对SENT接收端口的电平要求。
R_f1与C_f1 组成第一组低通滤波器，用于过滤低电平输入时带来的噪声干扰。
R_f2与C_f2组成第二组低通滤波器，用于过滤低电平输入时带来的噪声干扰。
在具体实施中，参见图2，本实用新型还对汽车转向系统中Sent协议的时序定义进行了重新设定。
SENT协议规定了同步/校准帧为56个时钟，以此来确定校准传感器到ECU的通讯时钟频率，后每一帧的最后加入了空白帧信号，用于同步每一帧的数据长度。
为了实现更高的数据传输速度，在J2716标准 Table 6.3.1-3的基础上，在SENT标准协议下将速度参数改为：Min T_tick= 1.5μs，Min T_stable=6μs，相较于现有技术中的协议的定义，该参数的修改可使得数据传输的速度提升一倍。
但作为一个下降沿到下降沿触发的通讯协议，由于协议的速度提升从而使得信号更易收到同频率其他通讯设备的影响，为了提升通讯的抗干扰能力，本实用新型还在J2716标准 Table6.2.1-2的基础上高低电平定义的参数进行修改，将低电平的上限改为：Max V_ol =0.73V，高电平的下限修改为：Min V_oh= 4.3V，相较于现有技术的协议的定义，该参数修改是高低电平的阈值可使信号的容错性更强。
在具体的实施中，在系统需求下，定义电源饱和输出时，低电平静态输出效率：VsatD_lo = 2%，高电平静态输出率： VsatD_hi = 97%。
ECU端的漏电流为：Ileakage_max=0.00002A。
系统供电 ：Vccmin=4.9V， Vccmax=5.15V。
根据关键电路元器件表格进行选型，并取最大值：
R_PU_SENT_max = 55kΩ；
R_f1_max = 398Ω；
R_f2_max = 3.672 kΩ；
R_internal = 121Ω；
根据上述元器件型号及本实用新型的电路进行相关计算，具体如下：
计算在电路极端情况下对V_ol的影响比例：
Voutput_resistors = R_internal / (R_internal + R_PU_SENT_max) =0.0022。
计算当ECU输出漏电流时的影响比例：
Vleakage_current=Ileakage_max (R_internal + R_f1_max + R_f2_max)/ Vccmin = 0.017。
计算上述两个影响比例之和：
V_OL_SENT=VsatD_lo + Voutput_resistors + V leakage_current = 0.0392。由于0.0392 * Vccmax << Max V_ol，即0.0392 * Vccmax 远小于对改进SENT对低电平阈值的要求，故本实用新型可实现SENT的接口电路功能。
之后计算电路极端情况下对V_oh的影响比例：
V_OH_SENT = VsatD_hi - V leakage_current = 0.953
由于0.953*Vcc min >> Min V_oh，即0.953*Vcc min远大于改进SENT对高电平阈值的要求，故本实用新型可实现SENT的接口电路功能。
综上可知，本实用新型是可以代替原先角度信号和扭矩信号的PWM传输方法的SENT 协议电路，并将该传输协议电路应用在了汽车转向系统中，从而实现更高的数据传输速度、提升了通讯的抗干扰能力。
Claims (3)
1.一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的SENT解码电路，包括电容、电阻、用于连接SENT ASIC芯片与μC控制芯片形成SENT解码电路，其特征在于：SENT ASIC芯片的电源接入口分为两路，分别与电阻R_PU_SENT的一端、5V电源相连；SENT ASIC芯片的SENT端口分为两路，分别与电容C1的的一端、电阻R1的一端相连；SENT ASIC芯片的GND端口分为六路，分别与电容C1的另一端、电容C2的一端、电容C_f1的一端、电容C_f2的一端、μC控制芯片的接收端口相连接；电阻R1的另一端分为三路，分别与电容C2的另一端、电阻R_PU_SENT的另一端、电阻R_f1的一端相连，电阻R_f1的另一端分为两路，分别与电容C_f1的另一端、电阻R_f2的一端相连，电阻R_f2的另一端分为两路，分别与电容C_f2的另一端、μC控制芯片的SENT_μC_in端口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的SENT解码电路，其特征在于：在SENT标准协议下将速度参数设为最小时钟Min T_tick=1.5μs，典型值为TypT_tick=1.65μs，最大值Max T_tick=1.84μs。
3. 根据权利要求1所述的一种用于汽车转向系统中扭矩角度传感器的SENT解码电路，其特征在于：设定高低电平定义的参数值为：Max V_ol=0.73V；Min V_oh=4.3V，其中Max V_ol表示低电平的最上限值，Min V_oh表示高电平的最下限值。
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| CN113074625A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-07-06 | 上海龙感汽车电子有限公司 | 一种电磁感应式扭矩转角传感器 |
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