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车辆稳定性控制系统的接口设计及抗干扰研究

丁晟华  
【摘要】: 汽车四轮转向(Four Wheel Steering,4WS)技术是改善汽车转向操纵性能的手段之一,车辆稳定性系统(Vehicle Stability Control system, VSC)是先进的主动安全技术,作为VSC系统的重要组成部分,直接横摆力矩控制(Direct Yaw moment Control, DYC)能更好地提高操纵稳定性,进而增加车辆行驶的主动安全性。而防抱死制动系统(ABS)控制着车辆的侧向稳定性。它们的有机结合将会改善和提高车辆的机动灵活性能、操纵性能和稳定性能,对于预防事故的发生有着非常重要的意义。本文研究将4WS,ABS和DYC有机结合起来的VSC系统的接口设计,以及设计中抗干扰研究,主要内容包括: 1.车辆稳定性控制系统接口硬件电路设计主要包括ABS和DYC之间如何实现切换,在行车过程中DYC控制着车辆横向动力学操纵稳定性,当遇到紧急状况从DYC切换为ABS工作控制车辆侧向稳定性,从经济性和电路简单可行性考虑,用两片74LS373即可实现所需功能;4WS和DYC的结合也是先进车辆稳定性控制系统的重要技术,传统的四轮转向仿真实验过程中用接通和关闭离合器的电源来达到控制离合器的吸合和断开,效率及其低。设计一款电磁离合器通断的电路来检测四轮转向中后轮转角的情况,当转角超过预期范围,也即车辆将不稳定操纵时,电磁离合器通断控制电机的转和停,通过后轮执行机构带动后轮转或不转。 2.车辆稳定性控制系统中4WS与ABS/DYC之间实现传感器采集到的数据的交换和传送。本课题中研究了基于CAN总线的ECU之间的通信。考虑到传感器采集到信号的特点和CAN总线智能节点的成本,对于采集到的数字信号用飞利浦公司的CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250实现CAN数据的封装和收发,微处理器采用简单的51单片机;对于采集到的模拟信号需先通过信号调理,然后通过目前比较流行的DSP自带的AD转换器和CAN控制器实现数据的封装;由于整个系统对实时性要求很高,ECU对数据处理的能力要求很高,所以对于ECU的智能节点采用了处理数据能力较强的DSP2812作为微处理器。最后通过CAN总线实现了各个ECU和传感器之间数据的传送和共享。 3.由于CAN只提供了物理层和数据链路层,对于应用层的定义需由用户根据自己的需要制定通信协议,本文介绍了基于CAN总线的结合了4WS,DYC,ABS的车辆稳定性控制系统的通信协议制定 4.最后文章介绍了对于系统抗干扰采取的一些措施,着重在硬件制作过程中PCB板以及现场调试过程中采取的一些措施。 通过硬件的设计、制作、调试以及硬件在环仿真实验,为实现4WS,ABS,DYC结合的车辆稳定性控制系统搭建了硬件平台,用目前较为流行的车载总线CAN总线实现各个ECU与传感器之间的通信,既可以减少线束,又可实现实时性控制,为以后做进一步的研究做好准备。


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