本文關(guān)鍵詞：汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)CAN總線通信研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

網(wǎng)友小博士近日為您收集整理了關(guān)于汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)CAN總線通信研究的文檔，，希望對您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹：汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)CAN總線通信研究第一章緒論1.1汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的研究意義汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)可由電子制動踏板、中心控制器、執(zhí)行器和執(zhí)行器控制器,以及現(xiàn)場總線組成[4]。汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的工作原理圖如圖1.1所示。汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)工作時,如圖1.1所示,中心控制單元根據(jù)電子制動踏板傳感器和車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集的信號通過控制算法計算出目標(biāo)制動力,然后通過CAN總線傳送到各個制動機(jī)構(gòu)控制器,EMB控制器根據(jù)目標(biāo)制動力發(fā)送PWM脈沖信號驅(qū)動直流電機(jī),直流電機(jī)通過減速增扭機(jī)構(gòu)和運動換向裝置作用在制動鉗上,使制動鉗壓緊制動盤,同時EMB控制器通過壓力傳感器、電流傳感器和霍爾位置傳感器采集反饋信號構(gòu)成三環(huán)控制系統(tǒng)使制動壓力得到精確的控制[5-9]。電子制動踏板的意義在于將駕駛員的制動意圖轉(zhuǎn)換為中心控制器能識別的電信號,其包括制動踏板、踏板位移傳感器和踏板支撐[10]。中心控制器是整個電子機(jī)械制動系統(tǒng)的核心部件,它的主要任務(wù)有:1.檢測電子踏板信號;2.根據(jù)檢測的信號計算目標(biāo)制動力;3.通過控制器局域?qū)⒛繕?biāo)制動力發(fā)送到分布在汽車四個車輪的執(zhí)行器控制器。執(zhí)行器和執(zhí)行器控制器通常以一體式系統(tǒng)出現(xiàn),執(zhí)行器控制器接收到中心控制器的目標(biāo)制動力后,通過內(nèi)部控制算法轉(zhuǎn)換為PWM信號輸出。執(zhí)行器由無刷直流電機(jī)和增力換向機(jī)構(gòu)組成,執(zhí)行器控制器輸出的PWM信號作為電機(jī)的控制信號可以實現(xiàn)電機(jī)扭轉(zhuǎn)力矩的控制。同時執(zhí)行器控制器采集電機(jī)電流和轉(zhuǎn)速,以及壓盤的制動壓力形成閉環(huán)控制�？偩�通常采用串行異步通信的方式,這樣可以減小控制器的接口使用和硬件成本,各控制器以節(jié)點的形式掛接在總線上進(jìn)行信息交互,目前車載總線有CAN總線和FlexRay總線,主要用于通信速率要求較高的車輛動力系統(tǒng)、車身系統(tǒng)和底盤系統(tǒng);成本較低的LIN總線,通常作為CAN總線的延伸,用于對通信速率要求較低的車身電子系統(tǒng),如門窗、雨刷等控制系統(tǒng);環(huán)形拓展的MOST總線主要用于娛樂通信系統(tǒng)[11,12]。1.2國內(nèi)外汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀電子機(jī)械制動系統(tǒng)最早是針對飛機(jī)的制動系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā),1982年,美國的LoralAircraftBrakingSystems在一架A-10飛機(jī)上裝載了全電制動系統(tǒng),并成功完成了實驗測試,當(dāng)時的電子控制技術(shù)還不能保證其性能穩(wěn)定,隨后的研發(fā)工作主要針對飛機(jī)電子機(jī)械制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行,直到2000年,電子機(jī)械制動系統(tǒng)實施商用應(yīng)用計劃[22]。隨著汽車車速的不斷提升,汽車傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)越來越不能滿足汽車對制動系統(tǒng)性能的要求,于是電子機(jī)械制動系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用成為了汽車制造商的研究重點。在國外一些發(fā)達(dá)國家,如美國、法國、德國等,在電子控制技術(shù)方面較我國發(fā)展的較早和成熟,關(guān)于汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的研發(fā)開始的較早,主要研究控制算法和機(jī)電一體式制動執(zhí)行器兩個方向,一些公司申請和公布了部分自己的專利,如德國的***公司、西門子公司和大陸特維斯公司,各公司研發(fā)的執(zhí)行器樣機(jī)[23]如圖1.3所示。目前,汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的控制和執(zhí)行器性能還有待提升,其只是在一些樣車和概念車上裝車試驗,如大眾公司開發(fā)的生物納米概念車Nanospyder,起亞公司開發(fā)的生物電池概念車Sandstorm,本田公司開發(fā)的納米燃料電池概念車Acura,2007年米其林公司推出的Hy-light概念車,法國雪鐵龍2008年公布的C5樣車[24]。第二章汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)CAN應(yīng)用方案制定2.1汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的功能分析汽車在實際的道路行駛時會遇到各種狀況,汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)至少應(yīng)具有以下3種功能需求:1.在緊急情況或路面附著條件差的情況下制動時,車輪容易因為制動力過大而抱死,汽車前輪抱死會使汽車喪失轉(zhuǎn)向能力,后輪抱死會使汽車在很小的橫向力作用下就會出現(xiàn)側(cè)滑,這就要求汽車制動系統(tǒng)具有防抱死(ABS)功能;2.汽車在附著系數(shù)很小的路面起步、加速時很容易出現(xiàn)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象,車輪滑轉(zhuǎn)會使輪胎和路面間的附著系數(shù)進(jìn)一步降低,以致汽車驅(qū)動力很小而無法驅(qū)動車輛前進(jìn),可以采取減小發(fā)動機(jī)扭矩和控制制動系統(tǒng)制動力來降低驅(qū)動輪的驅(qū)動力,這要求汽車制動系統(tǒng)具有防滑控制(ASR)功能;3.常規(guī)情況下,車輪非抱死情況下的制動功能。汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)中的CAN總線應(yīng)用的研發(fā)初期,首先要根據(jù)汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)實現(xiàn)的功能分析并制定通信方案,通信方案包括確定CAN節(jié)點的數(shù)量、構(gòu)建絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分配節(jié)點地址和名字、分配節(jié)點收發(fā)的報文等[39]。因此,本章先進(jìn)行汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的功能分析,然后再進(jìn)行CAN通信方案的制定。2.2汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)ABS原理及功能實現(xiàn)縱向附著系數(shù)先隨著滑移率的增大而急劇上升,在達(dá)到一個峰值之后,隨著滑移率的增加縱向附著系數(shù)反而減小了;橫向附著系數(shù)隨著滑移率的增加而急劇減小,在車輪抱死的情況下,即滑移率為100%時,幾乎沒有橫向附著系數(shù),這樣汽車將失去方向穩(wěn)定性和操縱穩(wěn)定性。如果能將滑移率控制在15%至30%之間,可以獲得較大的縱向附著系數(shù)和的橫向附著系數(shù)[41]。目前國內(nèi)外關(guān)于汽車防抱死系統(tǒng)的控制算法研究有很多,主要有邏輯門限控制法、滑移率PID控制法、最優(yōu)控制法和模糊控制法等,還有將幾種控制算法取長補(bǔ)短結(jié)合使用的綜合控制算法。邏輯門限控制方法是目前占領(lǐng)防抱死控制算法市場的一種方法,主要是因為其成本低且控制效果較好。其工作原理是以車輪角加、減速度作為主要的控制參數(shù),并輔以參考滑移率門限。制動初始階段,制動器處于加壓階段,汽車車輪的角速度減小,車輪的角減速度增加,當(dāng)車輪的角減速度增加到其門限值-a時,制動器進(jìn)入保壓階段。車輪速度繼續(xù)下降,此時以輔助門限作為判斷條件,當(dāng)車輪的參考滑移率大于門限滑移率時,進(jìn)入減壓階段。此時車輪的速度會接著減小直到車輪角加速度變?yōu)檎?然后車輪轉(zhuǎn)速逐漸增加,車輪角加速度逐漸增大,當(dāng)車輪角加速度大于+a門限時增壓。此后循環(huán)增壓、減壓和保壓的過程[42]。第三章汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)CAN絡(luò)離線仿真3.1CANoe軟件簡介......263.2汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)高速CAN絡(luò)離線仿真.......263.2.1利用CANdb++Editor建立數(shù)據(jù)庫......273.2.2建立通信仿真圖..........313.2.3基于CAPL工具的系統(tǒng)仿真編程.........323.2.4仿真結(jié)果分析.......343.3電子機(jī)械制動系統(tǒng)子離線仿真......363.4本章小結(jié)....41第四章汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)CAN節(jié)點硬件4.1芯片選型....424.2中心控制節(jié)點硬件電路原理圖設(shè)計..........444.3制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)控制節(jié)點硬件電路原理圖設(shè)計.......514.3.1MC56F8036芯片的最小系統(tǒng)設(shè)計.........524.3.2電機(jī)驅(qū)動電路原理圖設(shè)計........564.4本章小結(jié)....58第五章汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)CAN節(jié)點軟件設(shè)計5.1MSCAN控制器初始化.........615.2MSCAN控制器發(fā)送模塊設(shè)計....675.3MSCAN控制器接收模塊設(shè)計....71

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