基于CAN总线的安全车距保持系统

（六）电子油门节点

电子油门节点执行电子油门功能。其硬件系统主要包括电子油门控制器、驱动器、节气门开度传感器和油门执行器。其中油门执行器为直流电机，通过它拖动发动机的节气门实现对发动机的控制。其软件部分主要包括信号采集、控制算法和CAN通信。对直流电机采用脉宽调制方法进行控制，脉冲信号频率为2kHz，脉冲信号占空比由期望油门开度与实际油门开度的误差通过比例积分环节产生。

四、系统集成和试验

集成前面设计的CAN网络以及各节点，便构成基于CAN纵向的安全车距保持系统，如图4所示。

图4 基于CAN总线的安全车距保持系统

在完成系统集成基础上，通过一系列试验对系统性能进行验证，试验过程中使用CAN总线分析工具Can Analyzer对网络情况进行监测，部分结果如图5所示。

图5安全车距保持系统试验结果

试验结果说明如下。

（1）试验过程中，在20ms通信周期下，CAN网络的负载率和错误率都在允许范围内，能够满足安全车距保持系统的实时性和可靠性的要求。

（2）从图5（a）和图5（b）可知，系统对安全车距具有良好的跟踪性能，稳态距离误差小于1m，稳态速度误差小于1km/h，该系统能够满足使用要求。

（3）由于物理结构限制，实际油门开度和制动压力有一个下限，分别为怠速油门开度和残留制动压力。为保证油门和制动顺利切换，油门开度和制动压力期望值的下限略低于物理下限，从而导致当期望油门开度和制动压力小于物理下限时，实际值便不能跟踪。这是为避免同时出现较大的油门开度和制动压力从而损坏传动轴，但并不会影响系统的性能。当期望值在允许范围内时，从图5（c）和图5（d）可知开发的辅助制动和电子油门系统对期望制动压力和油门开度具有较好的跟踪性能，能够满足系统对执行器的要求。

五、结论

（1）设计的CAN网络以及各部分硬件均能够正常工作，达到了预期设计目标。

（2）各部分的控制算法均能够较好地对相应的被控对象进行控制，具有较好的跟踪性能。

（3）安全车距保持系统能够实现车辆以驾驶员设定的安全车距跟随前车行驶，且系统的控制精度能够满足使用要求。

（4）以该系统为平台可集成其它的行车安全辅助系统，比如车道保持、起停系统、前向报警、车道偏离报警、视觉增强系统以及现有的一些车辆动力学控制系统等，从而实现人车路一体化的先进安全车辆控制系统，提高行车安全性。(end)