作者 | ζ。'咚瓜
小編 | 不吃豬頭肉
前言

主動懸架系統(tǒng)主要由傳感器、執(zhí)行器和控制器等部件組成。其中，傳感器用于感知路面情況和駕駛員需求，實現(xiàn)對懸架性能的實時監(jiān)控，從而提高車輛的操控性、舒適性和安全性。在傳感器設(shè)計過程中，為保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，需要一個通用接口，PSI5是針對汽車傳感器而制定的通信協(xié)議，具有抗干擾接口、與傳感器兼容的通信速率，能有效保證數(shù)據(jù)傳輸。
電控空氣懸架在高端車上已經(jīng)成為標(biāo)配，并且憑借國內(nèi)新能源發(fā)展勢頭，也在不斷向中端車型下放，由此出現(xiàn)更多研發(fā)與測試的需求。
電控空氣懸架與傳統(tǒng)控制器懸架的區(qū)別在于，使用電磁閥替代了機(jī)械式高度閥，在主動懸架控制器下能夠快速控制調(diào)節(jié)車身至目標(biāo)高度，這里高度傳感器就發(fā)揮了作用。
在懸架HIL測試中，就需要對高度傳感器進(jìn)行仿真。本文就將對高度傳感器常用的PSI5協(xié)議仿真應(yīng)用做詳細(xì)介紹。

PSI5協(xié)議全稱是外圍傳感器接口5協(xié)議，因為其中等數(shù)據(jù)傳輸速率（典型速率125kbps）、高可靠性、低實現(xiàn)成本的特性，而廣泛應(yīng)用于車輛傳感器。
以下就PSI5通信方式、仿真測試環(huán)境搭建及實際工具配置做詳細(xì)介紹。

PSI5通信方式介紹

2.1 PSI5 物理層
PSI5通過雙絞線實現(xiàn)ECU與傳感器之間供電、數(shù)據(jù)傳輸。ECU通過PSI5 收發(fā)器向I感器提供穩(wěn)壓，并讀取其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。傳感器數(shù)據(jù)通過曼徹斯特編碼格式以電流形式傳輸?shù)紼CU。

圖 1曼徹斯特編碼傳輸格式
“高電流-低電流”轉(zhuǎn)換代表邏輯“1”，“低電流-高電流”轉(zhuǎn)換代表邏輯“0”。

2.2數(shù)據(jù)鏈路層

圖 2 PSI5數(shù)據(jù)幀傳輸格式

PSI5數(shù)據(jù)傳輸格式為：2個起始位，10-28個數(shù)據(jù)位，1個奇偶校驗位或CRC校驗位。
PSI5工作模式：傳感器和ECU連接拓?fù)渲饕ǎ寒惒竭B接模式（PSI5-A）、同步并行總線模（PSI5-P）、同步通用總線模式（PSI5-U）、同步菊花鏈總線模式（PSI5-D）。

環(huán)境搭建

PSI5仿真測試，可以采用VT2710板卡。它是Vector旗下的一款串口通信板卡，支持PSI5、SENT等傳感器通信協(xié)議仿真。可以測試ECU與一個或多個數(shù)字傳感器之間的串行通信，還可以監(jiān)控串行總線上的通信，用于控制試驗臺上的外圍設(shè)備。傳感器接口PSI5和SENT的使用需要結(jié)合CANoe Option Sensor，最多支持4路傳感器通道。

前期準(zhǔn)備：

1.CANoe及Option Sensor的license；

2.VT2710板卡與PSI5/SENT piggy。

下圖為VT2710引腳定義圖，共有四路PSI5通道，真實ECU連接ECU+與ECU-，真實傳感器連接Sensor+與Sensor-。

圖 3 硬件連接方式

VT2710板卡既可以模擬ECU或傳感器進(jìn)行通信，也可以對真實ECU與傳感器之間通信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控與采集，還可以同時配置多個真實和仿真?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行聯(lián)合使用。

通道配置

Step1:

打開Sensor Configuration，可以選擇New From Template 通過模板新建配置。

或選擇PSI5通道進(jìn)行自定義配置。

圖 4 添加PSI5通道

Step2:

將真實ECU/傳感器設(shè)置成Real，將仿真設(shè)備設(shè)置成Simulated。

Step3:

點擊右鍵，單通道添加多個傳感器、幀時隙、信號。

Step4:

板卡通道配置：

Assigned hardware channel:配置VT2710板卡通道

Communication mode:同步或異步通信模式選擇

Bit rate：通信速率設(shè)置83/125/189kbps

Cycle time:循環(huán)周期時間

圖 5 板卡通道配置

Step5:

ECU配置：

Sensor supply voltage:傳感器供電電壓

Sync pulse sustain voltage：同步脈沖維持電壓

Sync pulse rise time：同步脈沖上升沿持續(xù)時間

Sync pulse sustain time：同步脈沖高電平持續(xù)時間

Sync pulse fall time：同步脈沖下降沿持續(xù)時間

Send current trigger level：設(shè)置觸發(fā)電流閾值

圖 6 ECU配置

Step6:

傳感器設(shè)置：

Max. startup time：傳感器啟動所需要的最長時間。

圖 7 傳感器設(shè)置

在傳感器中匹配不同的幀時隙

Slot start time：同步脈沖結(jié)束后時隙開始的時間Slot length：幀持續(xù)時間Specifies the length of a time slot：當(dāng)前幀開始時間圖 8 傳感器幀時隙設(shè)置一個同步脈沖周期中設(shè)置多個幀時隙，在每個幀時隙設(shè)置不同的傳感器數(shù)據(jù)。
右側(cè)根據(jù)傳感器手冊配置幀格式內(nèi)容及數(shù)據(jù)內(nèi)容。關(guān)于PSI5通信參數(shù)設(shè)置就已完成，點擊OK，CANoe會自動生成相關(guān)系統(tǒng)變量，可以進(jìn)行設(shè)置與觀測PSI5通信數(shù)據(jù)，下面為真實ECU與仿真?zhèn)鞲衅魍ㄐ胚^程圖：圖 9 真實ECU與仿真?zhèn)鞲衅魍ㄐ胚^程

總結(jié)

本文對高度傳感器常用的PSI5協(xié)議仿真測試應(yīng)用做了詳細(xì)介紹：通信方式解讀、仿真測試環(huán)境搭建以及實際工具使用配置等，而這些僅是懸架HIL測試的一部分，后續(xù)將分享更多應(yīng)用案例。也歡迎關(guān)注我們的底盤HIL測試方案。北匯信息作為Vector中國的合作伙伴，始終專注于汽車電子領(lǐng)域的新技術(shù)和新產(chǎn)品，為整車廠和零部件企業(yè)提供完整的研發(fā)、測試解決方案，為工程師在汽車領(lǐng)域提供“趁手裝備”。我們不僅提供相應(yīng)的工具和技術(shù)支持服務(wù)及培訓(xùn)，還針對不同的應(yīng)用提供相應(yīng)的解決方案，助力中國客戶的研發(fā)效率提升。歡迎聯(lián)系北匯信息，我們將根據(jù)不同需求為您提供針對性的高效、靈活、穩(wěn)定的解決方案。