32位微控制器MPC5604用于开发车辆电子稳定性控制系统的电子控制单元（ECU）。立了具有七个自由度的车辆模型，并开发了基于横摆率阈值的控制策略；选择双偏移线条件作为仿真条件，并使用Matlab / Simulink软件进行离线仿真分析。需要32位控制器和16位控制器来运行系统代码时间。线仿真结果和台架反馈信息表明，所建立的车辆稳定性控制系统可以在极端条件下更好地提高车辆的行驶稳定性，而32位微控制器可以提高性能。统的。杂算法的应用为扩展提供了空间。辆的电子稳定程序（ESP）主要在较大的横向加速度和较大的横向偏转角的极端工作条件下工作，这在提高车辆和车辆的行驶稳定性方面起着至关重要的作用。动安全性。ESP读取并处理由传感器收集的信息，以识别驾驶员的意图，车辆行驶状况和道路状况，从而调节液压调节器以为驾驶员产生稳定的横摆力矩。辆[1]。精度和高可靠性的ECU是实现ESP功能的基础。
去，大多数国家对ESP控制系统的研究都基于16位微控制器。
着技术的发展和所需控制精度的提高，ESP系统的功能变得越来越复杂。前，常用的8位和16位微处理器无法满足ESP对数据处理能力，执行速度和可靠性的要求。年来，在处理能力，执行速度和I / O功能方面具有明显优势的32位微控制器的成本一直在下降，并已逐渐广泛地用于车身控制中。车，底盘控制和其他领域在可预见的将来，32位微控制器将成为汽车行业嵌入式系统的主流。思卡尔的Qorivva / MPC5xxx系列32位微控制器使用高性能PowerPC架构，为设计高质量，高可靠性的汽车电子控制系统提供了可扩展的集成解决方案[2]汽车电子应用广泛。于上述内容，本文档从MPC5xxx系列的32位微控制器中选择MPC5604作为主控制芯片，并设计和开发ESP ECU电子控制系统。立目标车辆具有七个自由度的车辆模型，制定基于偏航角速度阈值的控制策略，并选择双变速线模拟运行条件进行模拟分析。线。后，以开发的中央控制单元为核心，结合液压调节单元ESP，在回路中进行硬件仿真，为进一步优化模型和控制策略提供了基础。令。ECU作为汽车稳定性控制系统的核心，具有接收和处理通过传感器和CAN总线输入的信号以及发送控制信号的功能。ECU芯片通过内部电路实现每个模块的功能。节电路后，将通过定义的接口和子系统进行连接。1是基于飞思卡尔Qorivva / MPC5604的ECU结构图。ECU必须处理并计算一定数量的收集数据，同时确保系统的可靠性和稳定性，本文档中使用的32位微控制器可以满足系统的设计，并且需要进行大量的计算和计算。好的实时性能，这是ESP系统的中央控制。元设计提供了理想的解决方案[3]，其CAN总线接口还可以与其他驾驶员辅助系统以及汽车的动力总成和信号传输进行信号共享。线控制。系统[4]一样，32位微控制器的强大可扩展性也为将来的研发更新提供了便利和空间。亏了飞思卡尔专门为Qorivva / MPC56xx开发的Codewarrior for MPC56xx编译软件，它可以用C语言编程并通过JTAG模块下载，同时遵循控制系统的当前流程[5]。
于MPC5604最小应用系统，对ESP系统所需的信号进行采集和处理以及执行器控制。号收集可分为两部分：车轮速度信号和其他信号，例如车速信号和横摆率信号。中，轮速信号调节电路对信号进行处理后，通过微控制器的输入捕捉I / O采集轮速信号。航角速度，纵向加速度，横向加速度，方向盘角度和轮缸压力等信号是从外部发送的。据采集卡执行A / D转换，并由外部电路调节，以通过CAN总线与ECU共享。行器主要通过独立开发的驱动模块控制12通电磁阀和回油泵，其中12通电磁阀由三个STMicroelectronics L9349电源开关电路驱动，而回油泵由三个STMicroelectronics L9349电源开关电路驱动。
个英飞凌芯片。现了公司的高位开关芯片BTS5090。ECU的具体接线和物理图如图2所示。CU通过CAN总线和输入捕获I / O接收目标信号，及时监控车辆的行驶状态真实并认识到驾驶员的意图，以便根据控制策略控制十二通电磁阀和回油泵的工作状态，并分配制动缸压力差动态制动以确保车辆稳定性，提高主动车辆安全性。车的驾驶条件主要由纵向速度，横向速度和偏航率决定。中，纵向速度和横向速度共同决定了汽车的偏航角，偏航率的积分可以得到汽车的偏航角，以及偏航角和重心偏航角是汽车的行驶方向角。着转向角的增加，轿厢的转弯半径减小，否则转弯半径增大，从而转弯角的大小决定了轿厢的静止状态。设车辆在水平道路上，无论纵向和横向坡度如何。了简化计算，请忽略空气阻力对车辆运动的影响。论车身的侧倾和俯仰运动如何。有考虑由悬架引起的车轮载荷的瞬时变化。个车轮具有相同的惯性，滚动半径和滚动阻力系数。ESP系统向不同的车轮施加不同的制动力以执行差速制动，这会导致车辆产生力耦合的横摆力矩，并帮助驾驶员控制车辆的行驶状况。时，在极端情况下，当车辆达到固定极限并且方向盘控制所产生的侧向力饱和时，这无法改变车辆的运动，则产生的横摆扭矩通过差速制动可以在恢复车辆稳定性方面起决定性作用。此，控制策略应该是通过ECU识别驾驶员的意图，并控制HCU在车辆即将不稳定时调节制动力，从而控制驾驶员的行为。
辆的行驶姿态。于可以通过陀螺仪测量偏航率，因此本文中基于偏航率的控制策略包括使用实际偏航率与汽车的理想偏航率之差Δr来测量零件超过了预定义的横摆率决策，其中预定义的阈值是当车辆在60 km / h的良好道路上行驶时，实际横摆率与标称横摆率之间的差Δyaw。0.08 [8]。Δr和前轮转向角δf用于确定车辆的转向特性，同时决定制动车轮。于偏航力矩的效率由于车辆行驶时每个车轮产生的偏航臂的不同而不同，因此该文献使用单轮控制方法来产生差分制动力。体策略如表1所示。车辆的制动压力超过一定值时，车轮打滑率会过高，从而会降低车轮的抓地力系数。轮的侧向力将减小，这将减小可用的偏航力的耦合力矩。此，当确定了要制动的车轮时，控制策略将控制HCU根据车轮打滑率调整制动缸压力。右前轮的制动条件为例，其控制策略如表2所示。文基于XPC Target开发平台在回路中建立了硬件测试平台。Matlab / Simulink软件编写的动态车辆模型和控制算法用于通过RTW生成实时代码，以执行离线仿真和硬件在环仿真的组合。界面中，可以轻松比较和分析离线仿真的结果以及循环中的硬件。文循环中的硬件系统包括以下元素：XPC目标实时仿真系统，信号处理系统，计算器，电源，液压控制单元。统连接和物理对象如图4和5所示。择了ISO3888-1双偏移测试条件作为仿真条件。速为33 m / s，选择路面作为附着系数为0.9的B级道路。佳曲率驱动器模型用于控制车辆的方向。入，形成一个闭环的人类车辆系统，以观察车辆模型和控制策略对车辆稳定性的影响。较带有和不带有ESP控制的仿真结果。图中，红线表示没有ESP控制的结果，黑线表示有ESP控制的结果。
真结果如图6-9所示。过分析图6中的行驶路径，可以看出，在ESP控制条件下，汽车基本上可以遵循预定的路径，并且基本上不能接触测试现场的路障。没有ESP控制的情况下，汽车会出现不稳定现象。行驶路径可以看出，汽车不仅会撞上路障，而且在以后的驾驶阶段甚至会失去转向稳定性。图7和图8的分析可以看出，在ESP控制条件下，驾驶员对方向盘的转向作用较小，弯道变化更平稳，这证明驾驶员可以更轻松地操纵方向盘。;在没有ESP控制的情况下，对于驾驶员来说，驾驶员对方向盘的贡献更大，并且在不同时间存在尖峰，这证明在实际操作中已经超出了驾驶员的控制能力。质心偏航角的角度评估车辆的方向稳定性，可以看出，在ESP的情况下，质心偏航角可以更好地响应方向盘的输入，并且由于没有ESP，由于在非线性区域车辆中行驶，汽车无法根据方向盘输入遵循预定的路径，并且容易失去方向稳定性。9显示了汽车的横向载荷传递速率，该速率定义为左右车轮载荷之差与两侧车轮载荷之和之比。静态过程中，如果比率为0，则车辆沿直线行驶而没有负载转移。着载荷传递的增加，横向载荷传递速率的绝对值也增加；如果比率为1，则表示有一侧。轮起飞时，恒温阀芯很容易掉头。驾驶过程中，一般认为0.85〜0.9是侧翻的临界值[10]。图9中可以看出，在ESP控制条件下，横向载荷传递率的绝对值基本上保持在小于0.6，并且在没有ESP的情况下达到0.9的警戒值，并且发生不稳定。于以上分析，我们可以看到，在极端情况下，ESP控制策略可以根据汽车的容量和稳定性有效地改善弹道。过在循环中构建硬件平台，测试了所开发的ESC系统各种功能的运行时间，并获得了表3。基于MC9S12XDP512微控制器的16位ECU测试结果相比，多任务启动时间从7 ms缩短为3.2 ms [7]，并检查了32位控制器的执行器命令时间。16位控制器。
时间相比，它明显缩短了，我们发现与使用16位控制器设计的系统相比，使用32位微控制器设计的控制系统的整体性能得到了显着改善。之，通过建立具有七个自由度的车辆模型并应用偏航率控制策略，在双偏移线模拟的条件下并基于外部模拟进行了模拟分析。它是基于32位微控制器MPC5604开发的。ESP控制单元与硬件结合，可以从离线仿真过渡到硬件仿真。真结果表明，所开发的控制策略可以在一定程度上提高车辆的行驶稳定性，因为控制策略的逻辑并不复杂，只有硬件必须足够快地响应才能执行。应的设置，使其具有一定的适用性。是，本文提出了以下差距和未来可以发展的领域。制策略可以考虑质心偏航角的估计，通过根据偏航率和质心偏航角调整控制策略的权重，可以提高行驶稳定性。善更好。大的处理能力还为扩展复杂的控制策略提供了空间。文选择的测试条件仅是双偏移条件，道路抓地力系数仅选择高抓地力条件。以结合使用路线识别算法来控制策略在不同的路况，不同的车速和几种测试条件下。可以结合对阶段计划的分析来考虑调整，以评估控制策略的有效性和鲁棒性。文档循环中的硬件平台尚未添加组件，例如制动盘和制动主缸。此，不能检查制动期间的液压调节的效果。后，应将制动系统组件添加到工作台上。
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