基地FlexRay總線的線控轉向控制系統(tǒng)設計研究.pdf

1、轉向系作為汽車底盤的重要組成部分，對整車操縱穩(wěn)定性、安全性等有直接影響。雖然近年來轉向系統(tǒng)已經(jīng)獲得長足的發(fā)展，但仍舊沒有擺脫傳統(tǒng)的機械結構，限制了汽車性能的進一步提高。所以人們希望能夠將線控轉向(Steer by Wire)技術應用于汽車轉向系統(tǒng)，實現(xiàn)轉向系力傳遞特性和角傳遞特性的任意設計。
　　 采用線控轉向之后，電信號成為駕駛員和汽車之間的唯一連接中介，若出現(xiàn)故障，汽車就會處于完全失控的狀態(tài)，將駕駛員置于極其危險的境地，故對

2、線控轉向的安全性提出了更高的要求。因線控轉向技術目前仍不夠成熟，也考慮到駕駛員的安全，故還未在實車上進行實驗。為盡可能接近實際情況，提高仿真精度，目前主要采用將待測元件嵌入硬件在環(huán)系統(tǒng)的方法。綜合考慮成本和實驗室條件等因素，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)作為線控轉向的中樞，決定整個系統(tǒng)的轉向效果和對汽車性能的改善程度。線控轉向控制系統(tǒng)由方向盤控制節(jié)點和轉向執(zhí)行控制節(jié)

3、點組成。線控轉向若想真正在汽車上應用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就要求兩控制節(jié)點之間的傳輸總線必須具有傳輸速率快、時間特性好、可靠性高的特點。
　　 文中對基于FlexRay總線的線控轉向控制系統(tǒng)完成硬件設計和軟件設計。硬件設計方面，選擇Freescale公司開發(fā)的MC9S12XF512作為主處理器，因其內(nèi)部同時集成FlexRay通信控制器和CAN通信控制器，故同時設計基于FlexRay和CAN總線通信的控制系統(tǒng)，總線驅動器分別選擇NXP公司

4、的TJA080A和TJA1040，并完成電路設計。
　　 雙移線試驗工況能夠很好的反映轉向系對操縱穩(wěn)定性的影響，令所設計線控轉向系統(tǒng)在硬件在環(huán)中完成此實驗。通過對比FlexRay和CAN兩種方案，發(fā)現(xiàn):基于FlexRay總線的線控轉向車輛響應更加趨近參考值，基于CAN總線的線控轉向時間響應滯后、超調(diào)量大，不能滿足要求。再將基于FlexRay的線控轉向與Carsim中采用傳統(tǒng)轉向的汽車模型比較，發(fā)現(xiàn):基于FlexRay的線控轉向，