基于汽車電子控制技術(shù)的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析

3.1結(jié)構(gòu)框架

在汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計中對于系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)鍵，從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)開展設(shè)計工作，在統(tǒng)攬全局的基礎(chǔ)上分析系統(tǒng)的局部細(xì)節(jié)，確保汽輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制功能可以有效地發(fā)揮作用。在4WS系統(tǒng)中承擔(dān)車輛狀態(tài)感知的傳感器以及對車輛運行信息進(jìn)行分析計算的ECU是關(guān)系到電子控制系統(tǒng)功能發(fā)揮的重點，這就需要在系統(tǒng)設(shè)計的過程中選用質(zhì)量可靠、性能過硬的單片機(jī)，并且在車輛儀表臺中設(shè)置合理、醒目的故障提示燈，保證在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時給駕駛員以清晰的提醒，避免在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時駕駛員在不知情的狀態(tài)下進(jìn)行不當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向操作。

4WS系統(tǒng)整合了4WS轉(zhuǎn)向模式以及傳統(tǒng)的2WS轉(zhuǎn)向模式，這兩種模式之間的兼容需要在系統(tǒng)設(shè)計時予以深度考慮，確保這兩種轉(zhuǎn)向模式可以根據(jù)路況順利切換，或者在4WS模式出現(xiàn)故障無法正常運行時2WS模式能夠接管車輛的轉(zhuǎn)向工作，保證車輛運行的安全性。因此，系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性是4WS系統(tǒng)設(shè)計的重點，而選用一個高性能、高質(zhì)量的控制核心又是此設(shè)計重點的關(guān)鍵。控制核心的高性能可以對獲取的信號進(jìn)行高效的處理，是系統(tǒng)性能保持在高水平，并且可以穩(wěn)定發(fā)揮控制作用。

3.2系統(tǒng)設(shè)計

3.2.1微處理器設(shè)計

在四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各個組成部分中，微處理器是其中的重點部分，微處理器的高性能對于4WS系統(tǒng)功能的發(fā)揮具有至關(guān)重要的作用。微處理器是ECU的核心部門，由于ECU是對車輛運行狀態(tài)進(jìn)行分析計算并產(chǎn)生控制的部件，因此微處理器在其中所承擔(dān)的正是對ECU接收到的信號的處理工作，由于汽車的組成部分眾多且運行狀態(tài)復(fù)雜，繁多的信號使得微處理器的信號處理工作量很大。信號處理的質(zhì)量和效率是4WS系統(tǒng)工作有效性的直接保證，因此微處理器設(shè)計的重點就在于高性能微處理器的選用和程序設(shè)計，在設(shè)計過程中為進(jìn)一步確保信號傳輸?shù)挠行?，可以采用A/D或者D/A轉(zhuǎn)換模式。

3.2.2電路設(shè)計

信號的調(diào)理是電路設(shè)計的重點，信號調(diào)理的有效性能夠保證電路符合系統(tǒng)信息處理的需求。再以ECU設(shè)計為重點的4WS系統(tǒng)設(shè)計中，輸入信號調(diào)理電路設(shè)計關(guān)乎到ECU設(shè)計的成敗，輸入信號調(diào)理電路設(shè)計中構(gòu)成電路低通濾波器的時外圍阻容原件和運算放大器。在電路設(shè)計中合理運用電極管實現(xiàn)對電路的過載保護(hù)，確保電路運行的穩(wěn)定性，利用電極管的過載保護(hù)可以在元器件因電壓或電流過大損壞并對電路產(chǎn)生破壞時，可以較為方便的解決問題修復(fù)電路。電路與其他系統(tǒng)之間的聯(lián)系也是電路設(shè)計關(guān)注的重點，微處理器的選用與電路設(shè)計之間的的關(guān)系是其中需要關(guān)注的重點，對這一關(guān)系的全面考慮和合理設(shè)計對于ECU與CPU之間聯(lián)動作用的發(fā)揮具有積極意義。

3.2.3抗干擾設(shè)計

4WS系統(tǒng)整體的電子元件眾多且車輛運行時的運行狀態(tài)復(fù)雜，系統(tǒng)工作時會受到元件之間或者外部環(huán)境中的電磁輻射以及車輛電源系統(tǒng)的波動的影響，造成信號傳輸混亂，影響系統(tǒng)的正常信號處理工作，導(dǎo)致程序失控，車輛運行發(fā)生危險。因此，抗干擾設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計中不可忽視的一項工作內(nèi)容。多級濾波技術(shù)可以應(yīng)用于抗干擾設(shè)計中，以多級濾波技術(shù)可以降低電磁輻射的影響并抵消電源波動產(chǎn)生的干擾，保證信息的處理秩序的穩(wěn)定，從而更好的確保程序運行穩(wěn)定可靠。