【摘 要】
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汽车线控转向系统(SBW)取消了方向盘与转向轮之间的机械连接,完全摆脱了传统转向系的各种约束限制,可以自由的设计汽车转向系统的力传递特性和角传递特性,是汽车转向系统设计的
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汽车线控转向系统(SBW)取消了方向盘与转向轮之间的机械连接,完全摆脱了传统转向系的各种约束限制,可以自由的设计汽车转向系统的力传递特性和角传递特性,是汽车转向系统设计的一次飞跃,已受到世界上绝大多数汽车制造商和研究机构的高度重视。由于方向盘与转向轮之间没有刚性连接,这种系统在安全可靠性方面存在考验。FlexRay总线是新一代车载总线标准,具备高速、容错、实时、灵活等特性,主要应用于线控技术领域,解决安全可靠性问题。基于FlexRay总线的SBW系统是汽车转向系统发展的必然趋势。
本文介绍了汽车转向系统发展历程,总结出线控转向系统的结构特点和控制方法,对FlexRay总线协议进行了深入研究,掌握了该总线协议时间触发通信原理,并基于PowerPC5567硬件平台实现了该协议。结合FlexRay总线通信特征以及线控转向系统控制特点,提出了基于FlexRay总线的线控转向系统,包括路感模拟总成、FlexRay通信、执行转向总成三部分,并设计了FlexRay通信部分。对路感模拟总成部分进行研究,总结出利用车速和方向盘转角估算路感力矩的方法,提出了模拟路感力矩方法和控制原理,基于PowerPC5567硬件平台和μC/OS-II实时操作系统设计了路感模拟控制器,完成了各功能模块的驱动开发;最后搭建了路感模拟总成试验台,完成了给定路况下路感模拟试验。FlexRay通信试验表明,路感模拟总成和执行转向总成之间按照通信计划传输数据,数据的传输时间确定,通道A和通道B传输相同的数据,断开其中一个通道没有影响另一个通道数据传输,线控转向系统通信具备冗余容错能力。路感模拟总成试验表明,给定路况下路感力矩与方向盘转角的关系符合汽车驾驶习惯,验证了路感模拟控制方法的正确性,为线控转向系统的进一步研究奠定了基础。
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