第
38
卷第
10
期
Vo
1.
38
NO.10
计算机工程
Computer
Engineering
2012
年
5
月
May 2012
·专栏·
中图分类号
N945
文章编号
1000-3428(2012)10
→
027
--0
4
文献标识码
A
基于
FlexRay
的线控转向系统设计
宋雪梓路敏袁银男王洪
2
张育华
2
(1.江苏大学计算机学院，江苏镇江
212013;
2.
恒驰科技有限公司，江苏镇江
212009)
摘要:机械控制难以满足目前汽车电子业对实时性和安全性的要求。为此，提出一个基于
Fle
xR
ay
总线的线控转向系统设计方案，给出
转向盘模块、执行器模块及通信网络的结构及软硬件实现方法。通过引入从电子控制单元，减轻主电子控制单元的负荷，从而更好地实现
转向控制。实验结果证明，该设计方案满足系统的实时性要求。
关键词
Fle
xR
ay
总线;线控转向;主从通信;电子控制单元;实时
Design
of
Steering-by-wire System
ßased
on FlexRay
SONG
Xue-hua
I,
LU
Min
I,
YUAN
Yin-nan
I,
WANG
Hong
2
,
ZHANG
Yu-hua
2
(1.
School ofComputer, Jiangsu
Universi
纱，
Zhenjiang 212013, China;
2.
Hents Technologies In
c.
, Zhenjiang 212009, China)
(Abstract)
Aiming at the problems
of
efficiency and
secur
町，
this paper proposes a design
of
steering-by-wire system baséd on FlexRay bus,
presents tbe composition
of
system which is the steering wheel module, the actuator module, connecting by the communications network, and gives
so
企飞lI
are
and hardware implementation metbods. With tbe help
of
the slave electronic control unit, tbe load
of
the main electronic control unit is
reduced, which can achieve better control
of
the steering. Experimental results show that the design can realize the real-time control
of
the steering-
by-wire system.
(Key
words)
FlexRay bus; steering-by-wire; master-slave communication; Electronic Control Unit(ECU); real time
DOI: 1 0
.3
969/j.issn.l 000-3428
.2
012.1 0.007
1
概述
安全性是目前汽车工业发展面临的三大问题之一。而汽
车的安全性又是与汽车电子信号的传输速率密切相关，及时、
准确的电信号传输可以有效提高汽车的安全性。随着汽车工
业的发展，线控转向方面的安全性日益受到关注。线控转向
系统能够减轻驾驶员的体力和脑力劳动、提高整车主动安全
性，有着广泛的应用前景，并己成为当前研究热点。
隧着社会的进步与技术的发展，工业生产装置日趋大型
化，使整个系统所面临的风险越来越高
[1]
。车载电子系统越
来越复杂，数据传输量也越来越大，现有的
LIN
、
CAN
总线
已经不能完全承载众多电子设备之间大容量、高速数据的通
信
[2]
。因此，寻求一种通信速率和通信安全性更高的车载总
线成为汽车电子业的迫切需求。对于转向控制而言，由于汽
车对实时性和安全性的要求日益提高，现有的机械控制将难
以满足这些要求，因此采用线控技术是未来必然的选择。本
文采用
9S12XEPI00
、
MFR4310
和
TJAI080
构建了基于
FlexRay
总线的转向节点控制系统，通过采用
FlexRay
总线
技术满足线控转向系统对安全性和稳定性的要求，同时实现
整车成本的优化。
2
线控转向系统
2.1
线撞转向系统结构
线控转向系统由转向盘模块、执行器模块以及通信网络
组成，见图
1
，其核心是主电子控制单元
(Electronic
Control
Unit
,
ECU)
和从
ECU
。主
ECU
在车载网络中控制多个模块，
在线控转向模块中，用于控制转向盘模块，采集转角传感器
信息和计算需要输出的车轮转角的大小，并发送给从
ECU
。
从
ECU
的设计目的是为了减轻主
ECU
的负荷，其用于控制
执行器模块，采集车速信号并反馈给主
ECU
。
1
一睐一
一盎
一白问
一拉啊
4
-T
一
信道
A
回
1
线控转向系统结构
转向盘模块的主要功能是利用转向盘控制器将驾驶员的
转向意图(转角)转换为数字信号传递给执行模块，同时接收
执行器模块的信息，并通过路感电机产生方向盘路感力矩，
给驾驶员提供路感。执行模块的主要功能是利用转向控制器
获取转向转角并控制转向电机完成驾驶员的转向意图，同时
检测执行模块的状态信息。通信网络是整个线控转向系统的
核心，负责连接转向盘模块与执行模块，决定了整个线控转
向系统的安全可靠性。
基金项目:科技部创新基金资助项目
(08C26213200538)
作者简介:宋雪桦
(1971
一)，女，副教授、博士，主研方向:嵌入式
系统设计;路敏，硕士;袁银男，教授、博士;王洪，学士;
张育华，教授、博士
收稿日期
2011-08-03
E-mail: clocktree@hotrnai
l.
com
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