基地FlexRay總線的線控轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、轉(zhuǎn)向系作為汽車(chē)底盤(pán)的重要組成部分，對(duì)整車(chē)操縱穩(wěn)定性、安全性等有直接影響。雖然近年來(lái)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，但仍舊沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，限制了汽車(chē)性能的進(jìn)一步提高。所以人們希望能夠?qū)⒕€控轉(zhuǎn)向(Steer by Wire)技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系力傳遞特性和角傳遞特性的任意設(shè)計(jì)。
　　 采用線控轉(zhuǎn)向之后，電信號(hào)成為駕駛員和汽車(chē)之間的唯一連接中介，若出現(xiàn)故障，汽車(chē)就會(huì)處于完全失控的狀態(tài)，將駕駛員置于極其危險(xiǎn)的境地，故對(duì)

2、線控轉(zhuǎn)向的安全性提出了更高的要求。因線控轉(zhuǎn)向技術(shù)目前仍不夠成熟，也考慮到駕駛員的安全，故還未在實(shí)車(chē)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為盡可能接近實(shí)際情況，提高仿真精度，目前主要采用將待測(cè)元件嵌入硬件在環(huán)系統(tǒng)的方法。綜合考慮成本和實(shí)驗(yàn)室條件等因素，本文采用NI公司Labview RT和Carsim RT模塊搭建硬件在環(huán)系統(tǒng)。
　　 控制系統(tǒng)作為線控轉(zhuǎn)向的中樞，決定整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向效果和對(duì)汽車(chē)性能的改善程度。線控轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)由方向盤(pán)控制節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制節(jié)

3、點(diǎn)組成。線控轉(zhuǎn)向若想真正在汽車(chē)上應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就要求兩控制節(jié)點(diǎn)之間的傳輸總線必須具有傳輸速率快、時(shí)間特性好、可靠性高的特點(diǎn)。
　　 文中對(duì)基于FlexRay總線的線控轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)完成硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方面，選擇Freescale公司開(kāi)發(fā)的MC9S12XF512作為主處理器，因其內(nèi)部同時(shí)集成FlexRay通信控制器和CAN通信控制器，故同時(shí)設(shè)計(jì)基于FlexRay和CAN總線通信的控制系統(tǒng)，總線驅(qū)動(dòng)器分別選擇NXP公司

4、的TJA080A和TJA1040，并完成電路設(shè)計(jì)。
　　 雙移線試驗(yàn)工況能夠很好的反映轉(zhuǎn)向系對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響，令所設(shè)計(jì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在硬件在環(huán)中完成此實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比FlexRay和CAN兩種方案，發(fā)現(xiàn):基于FlexRay總線的線控轉(zhuǎn)向車(chē)輛響應(yīng)更加趨近參考值，基于CAN總線的線控轉(zhuǎn)向時(shí)間響應(yīng)滯后、超調(diào)量大，不能滿足要求。再將基于FlexRay的線控轉(zhuǎn)向與Carsim中采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向的汽車(chē)模型比較，發(fā)現(xiàn):基于FlexRay的線控轉(zhuǎn)向，