作者 | 呂亭強/周亮亮/江進/李成岳/趙維偉/張鵬

來源 | 一汽解放事業本部商用車開發院

車速識別技術是車輛控制中最基本的技術之一，傳統商用車采用渦輪蝸桿配磁電式車速傳感器，脈沖信號經過車速控制盒處理后發送儀表進行車速計算和顯 示， 具有傳遞環節多、誤差大、可靠性差、車速控制盒售后維護困難等缺點，市場反饋經常出現車速指針擺動、歸零等故障現象，并導致巡航功能失效，用戶駕駛體驗較差。

GB7258-2012規定，自2014年9月1日以后生產的半掛牽引車應安裝防抱死制動裝置，即ABS已經成為當今卡車標準配置，ABS系統本身采集4輪或6輪輪速信息，如果能加以利用，可提高車速信號可靠性。又EBS、行車記錄儀等部件需要第三方車速進行校驗，所以車速傳感器又不能取消?；梢陨宪囕v客觀存在的兩路信號源，利用整車控制器進行綜合計算、冗余設計，可大大提供車速信號的準確性、可靠性。

本文從系統構成、計算方法、工程實現等幾個方面介紹了整車控制器車速處理技術的具體方案，試驗結果表明此方法切實可行，可大規模應用于量產車型。

系統構成與原理本文所述方法基于商用車整車控制系統，其中包括VCU、車速傳感器、ABS控制器、ABS輪速傳感器、加速度傳感器、CAN儀表行車記錄儀，系統原理框圖如圖1所示。

VCU同時有以下兩種方式獲得車速。

1）方式1，傳感器車速∶ VCU硬線連接車速傳感器，采集變速器輸出軸靶輪脈沖信號，根據車輛后橋速比、輪胎滾動半徑計算車速。

2）方式2，ABS車速∶ ABS控制器通過底盤CAN總線發輪速信號給VCU，VCU根據車輛輪胎滾動半徑計算車速。

VCU優先選取傳感器車速作為第一車速，ABS車速作為冗余車速。當VCU識別出車速傳感器出現故障時將使用ABS車速，同時儀表提示駕駛員車速傳感器出現故障，盡快維修處理。

1. 實現方法

1.1 傳感器車速計算方法

車速傳感器采用霍爾式頻率傳感器，霍爾式傳感器具有抗干擾能力強，輸出信號幅值不受靶輪轉速影響、使用壽命長等優點。傳感器安裝于變速器輸出軸靶輪，采集靶輪脈沖信號，VCU根據脈沖信號周期、車輛后橋速比、輪胎滾動半徑計算車速，計算公式如下∶

1.2 ABS車速計算方法

ABS發送的EBC2報文中含有前輪平均輪速信號，單位為km/h，正常情況下取前輪兩輪速的平均值，在車輪無抱死情況下較為準確。如一個出現故障，則發送正常工作的車輪輪速，如兩個同時出現故障，則不發送平均輪速，會發送故障狀態。

ABS控制器發送的輪速是按照輪胎滾動一周3200mm（廠家默認值）計算的，VCU需要根據實際車輛輪胎滾動半徑、滾動半徑誤差進行修正∶

本文闡述的車速處理方法中，VCU優先選取車速傳感器作為信號源，當VCU識別出車速傳感器出現故障后，選用ABS車速進行儀表顯示及控制。

車速傳感器故障主要為信號不可信，這是一種邏輯故障，即通過邏輯判斷識別出的故障，主要有以下兩種邏輯。

1）車速傳感器與ABS發出的輪速信號進行對比，差別超過閾值則報車速傳感器故障。ABS輪速傳感器同時出現故障時，EBC2將不發輪速信息，即策略里默認只要可以接收到輪速信息即認為是可信的。

2）根據車速傳感器計算的車速計算車輛加速度，與加速度傳感器進行對比，差別超過一定閾值報車速傳感器信號不可信故障。 

1.3車速補償

根據法規 《GB 15082-2008》要求，儀表顯示車速要大于實際車速，以免駕駛員超速行駛，具體范圍如下∶

原則上顯示車速在大于實際車速前提下越準確越好，無論是ABS車速還是傳感器車速， 主要誤差來自于輪胎滾動半徑的誤差（機械傳動系誤差可忽略），輪胎實際滾動半徑受胎壓、車輛載荷、胎面磨損等因素影響，為了保證輪胎更換前顯示車速仍不小于實際車速，經過試驗對車速補償2%較為合理，即A值為1.02，儀表進行1:1顯示。

2. 信號品質

車速信號品質分為最低識別車速、分辨率、誤差、響應時間（表1），其中最低識別車速和分辨率取決于傳感器性能和車輛傳動系參數，響應時間取決于控制器處理速度 CAN總線傳輸速率、傳輸路徑。以FAW某主銷重型牽引車舉例說明。

車速傳感器/ABS輪速傳感器最低響應頻率∶5 Hz;變速器輸出軸靶輪齒數∶ 48; 后橋主減速比∶ 3.417;輪胎規格及滾動半徑∶12R22.5，527 mm;ABS靶輪齒數∶100。

車速傳感器最低識別車速:

3. 工程實現及售后

3.1工程實現

為了實現車速計算，VCU需要獲取以下車輛參數∶

①車速傳感器靶輪齒數;

②ABS齒圈齒數;

③后橋主減速比;

④輪胎滾動半徑。

其中，FAW某車型前兩項為標準配置，固化于軟件中 （可標定），后兩項不同車型變化較為多樣，為了不讓這兩項影響VCU的整車標定數據種類，通過下面方法可以實現。

1）在PDM（Product Data Management，產品數據管理系統）車型結構下的后橋總成、輪胎總成中增加屬性信息，后橋總成增加主減速比，輪胎總成增加滾動半徑，如圖2、 圖3所示。

2）在解放整車裝配線終端，EOL設備掃面車型碼獲取裝車BOM中的后橋減速比、輪胎半徑信息，并寫入VCU的預留Flash區，VCU獲取用于車速計算。 

3.2 關于售后

商用車在用戶使用過程中經常遇見更換不同規格輪胎的情況，甚至為了適應運輸區域地理特點更換不同減速比的后橋，又或者車輛某些原因更換了新的VCU，VCU刷寫的整車數據中只有默認的輪胎半徑和后橋速比，這些可能的變化勢必會影響車速計算的準確性。傳統車輛這種情況需要重新計算傳遞參數選擇不同的車速控制盒，實現過程較為復雜且會增加成本。

基于VCU的車速方案，遇到以上情況，可利用診斷儀對后橋減速比、輪胎半徑進行簡單的選擇匹配即可，既快捷方便又經濟實惠。如圖4所示。