作者 | ζ。'咚瓜
小編 | 不吃豬頭肉
前言

主動懸架系統主要由傳感器、執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，實現對懸架性能的實時監控，從而提高車輛的操控性、舒適性和安全性。在傳感器設計過程中，為保證數據可靠傳輸，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，能有效保證數據傳輸。
電控空氣懸架在高端車上已經成為標配，并且憑借國內新能源發展勢頭，也在不斷向中端車型下放，由此出現更多研發與測試的需求。
電控空氣懸架與傳統控制器懸架的區別在于，使用電磁閥替代了機械式高度閥，在主動懸架控制器下能夠快速控制調節車身至目標高度，這里高度傳感器就發揮了作用。
在懸架HIL測試中，就需要對高度傳感器進行仿真。本文就將對高度傳感器常用的PSI5協議仿真應用做詳細介紹。

PSI5協議全稱是外圍傳感器接口5協議，因為其中等數據傳輸速率（典型速率125kbps）、高可靠性、低實現成本的特性，而廣泛應用于車輛傳感器。
以下就PSI5通信方式、仿真測試環境搭建及實際工具配置做詳細介紹。

PSI5通信方式介紹

2.1 PSI5 物理層
PSI5通過雙絞線實現ECU與傳感器之間供電、數據傳輸。ECU通過PSI5 收發器向I感器提供穩壓，并讀取其傳輸的數據。傳感器數據通過曼徹斯特編碼格式以電流形式傳輸到ECU。

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

2.2數據鏈路層

圖 2 PSI5數據幀傳輸格式

PSI5數據傳輸格式為：2個起始位，10-28個數據位，1個奇偶校驗位或CRC校驗位。
PSI5工作模式：傳感器和ECU連接拓撲主要包括：異步連接模式（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等傳感器通信協議仿真。可以測試ECU與一個或多個數字傳感器之間的串行通信，還可以監控串行總線上的通信，用于控制試驗臺上的外圍設備。傳感器接口PSI5和SENT的使用需要結合CANoe Option Sensor，最多支持4路傳感器通道。

前期準備：

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或傳感器進行通信，也可以對真實ECU與傳感器之間通信數據進行監控與采集，還可以同時配置多個真實和仿真傳感器進行聯合使用。

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通道進行自定義配置。

圖 4 添加PSI5通道

Step2:

將真實ECU/傳感器設置成Real，將仿真設備設置成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：通信速率設置83/125/189kbps

Cycle time:循環周期時間

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時間

Sync pulse sustain time：同步脈沖高電平持續時間

Sync pulse fall time：同步脈沖下降沿持續時間

Send current trigger level：設置觸發電流閾值

圖 6 ECU配置

Step6:

傳感器設置：

Max. startup time：傳感器啟動所需要的最長時間。

圖 7 傳感器設置

在傳感器中匹配不同的幀時隙

Slot start time：同步脈沖結束后時隙開始的時間Slot length：幀持續時間Specifies the length of a time slot：當前幀開始時間圖 8 傳感器幀時隙設置一個同步脈沖周期中設置多個幀時隙，在每個幀時隙設置不同的傳感器數據。
右側根據傳感器手冊配置幀格式內容及數據內容。關于PSI5通信參數設置就已完成，點擊OK，CANoe會自動生成相關系統變量，可以進行設置與觀測PSI5通信數據，下面為真實ECU與仿真傳感器通信過程圖：圖 9 真實ECU與仿真傳感器通信過程

總結

本文對高度傳感器常用的PSI5協議仿真測試應用做了詳細介紹：通信方式解讀、仿真測試環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，后續將分享更多應用案例。也歡迎關注我們的底盤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域的新技術和新產品，為整車廠和零部件企業提供完整的研發、測試解決方案，為工程師在汽車領域提供“趁手裝備”。我們不僅提供相應的工具和技術支持服務及培訓，還針對不同的應用提供相應的解決方案，助力中國客戶的研發效率提升。歡迎聯系北匯信息，我們將根據不同需求為您提供針對性的高效、靈活、穩定的解決方案。