基于CAN总线的安全车距保持系统

图2安全车距保持系统CAN控制网络

（二）信号采集节点

车辆信号采集节点主要执行车辆信号采集功能。其软件部分主要包括脉冲信号采集、A/D信号采集、开关量采集、工程量转换和CAN通信。对于脉冲信号频率的计算，利用MC9S12DP256的增强型捕捉口通过对脉冲信号上升沿进行捕捉获取脉冲信号的周期，从而得到车轮和发动机的转速。

（三）雷达信号处理节点

雷达信号处理节点执行雷达信号处理功能。其软件部分主要包括雷达传感器CAN通信、有效目标信息提取和整车CAN通信。有效目标信息提取主要根据雷达探测到的前方所有目标物的相对距离和方向角信息对该目标是否位于自车车道内进行判断，从多个目标中选取出有效目标，并将该目标的相对距离和相对速度信息作为前方有效目标的信息。

（四）整车控制器节点

整车控制器节点执行整车控制器功能。硬件部分包括基于Micro Auto Box的控制器和基于笔记本PC机的人机交互界面，其中人机交互界面采用dSPACE公司的Control Desk软件进行设计，该软件包含笔记本与Micro Auto Box的计算机总线通信程序。

软件部分主要为车距保持系统控制算法，流程图如图3所示。其中安全距离模型采用时距模型，时距由驾驶员设定。

当前方有目标车辆时，以安全距离模型输出的安全车距为控制目标进行车距控制，控制算法采用LQ方法进行设计；当前方无目标时，以驾驶员设定的最高车速为目标进行车速控制，控制算法采用PI方法进行设计。车距控制和车速控制组成整车控制器的上位控制器，其输出为使被控车辆按期望目标行驶时所需要的期望加速度。下位控制器根据输入的期望加速度输出相应的油门开度和制动压力，使车辆以期望的加速度行驶。其主要包括车辆动力学逆模型（用以消除车辆传动系统的非线性）和PI加速度控制器（用以实现对期望加速度的跟踪控制）。

（五）辅助制动节点

辅助制动节点执行辅助制动功能。其硬件系统主要包括辅助制动控制器、驱动器、压力传感器和制动执行器。其中制动执行器主要包括压力源、压力调节和梭阀。软件部分主要包括信号采集、控制算法和CAN通信。其中的控制算法包括电机控制和电磁阀控制。电机控制是对电机的启停进行控制，当蓄能器压力低于4MPa时，启动电机直到蓄能器压力达到6MPa，然后关闭电机。

电磁阀控制主要通过脉宽调制方法对电磁阀的开启时间进行控制从而实现对制动压力的控制。当期望制动压力大于当前制动压力时，关闭回油阀，对进油阀进行控制；当期望制动压力小于当前压力时，关闭进油阀，对回油阀进行控制。控制电磁阀的脉冲信号频率为10Hz，脉冲信号占空比由期望制动压力与实际制动压力的误差通过比例环节产生。此外，当期望制动压力低于设定值时，则认为不需要进行辅助制动，此时辅助制动系统处于停止状态以减少能量消耗。