基于大学生方程式赛车整车控制器的开发

配有单 向 电容 器 ，电容器加 以滤波 。 由于７ ８ Ｍ Ｏ ９ Ｂ Ｄ Ｔ 更 耐 高压 ，经过７ ８ Ｍ Ｏ ９ Ｂ Ｄ Ｔ 稳压 后 ，７ ８ Ｍ Ｏ ５ Ｂ Ｄ Ｔ 可 以处 于一个相 对稳 定 的环境 。其 中５ Ｖ 稳 压 电路 如 图１ 所 示 ，图 ｌ 中ｌ ２ Ｖ 的电压来 自电车 的安全 回路 ，通 电时 经过单 向 电容ｃ ｌ 和
的必要条件。鉴于此 ，开发 可以满足方程式赛车规则的整
车控制器也尤为必要 。
本文 主要介 绍具有 激活 电池管理系 统 （ Ｂ Ｍ Ｓ ）、接 收 分析电子油 门的信号 ，与电池管理系统 （ Ｂ Ｍ Ｓ ）和 电机控制
Βιβλιοθήκη Baidu器进行通讯 ，同时判断制动信 号和 油门信 号再控制输 出转 矩输出等功能的一款满足方程式赛车规则的整车控制器。
因此针 对 车辆操 纵稳定性 的赛车整车控 制器的开发就 尤为重要 。 区别 于传统 的乘用车 的整 车控 制 器 ，大学生方程 式赛 车的整 车控制 器的功 用主要 是满足 车辆的动力性和操 纵稳定性 对其他性 能则相对 忽略 。 因此 大学生方程式赛 车的整 车控制 器相 对较 简单 ，其 中方程 式电动赛车的整 车控 制 器要 求满足能接收 电子油 门信 号 ，与 电机控 制器和 电池之 间进 行Ｃ Ａ Ｎ通讯 ，并进行相应 的控制 ，能 满足制动 可靠性 ，车辆行驶稳 定性 ，控制 的准确性 即可。
电路分 两级采 用 了三端稳 压管７ ８ Ｍ ０ ９ Ｂ Ｄ Ｔ 和７ ８ Ｍ Ｏ ５ Ｂ Ｄ Ｔ ，并
外还有较大差距 ，像 国外 以斯 图加特大学为代表 的一类大 学，由于这类大学 的电车用轮毂 电机驱动，因此他们开发 的整车控制器不仅仅单纯的控制转矩和转速 的输 出，还要 做 到电子差速 ，对整车控制器 的稳定性有更高的要求 ，而 且其技 术已经相 当成熟 。就 国内看来 目前仅有 上海交通大 学、同济大学、北京理工大 学等几所名校在开发双 电机 驱 动的整 车控制器 ，其他 的主要有两种形式 ，一种 是比较 简 单直接的通过电子油 门直接控制 电池放 电电流，进而控 制 电机控 制器从 而输 出转矩使赛车移动 ；另一种是同时可 以 与 电池、 电机控制器进行通 讯进而根据驾驶员意 图控制转 矩输 出的整车控制器 ，这种控制器相对来说控制水平更加 稳定，整车控制器需要具有运 行稳定 ，可靠 ，反应灵敏等 要求 ，其结构相对来 说复杂 ，是保证整车各部件正常工作
【 关键 词 】 方程式赛车 ；控 制器 ；Ｃ Ａ Ｎ通讯 ；稳定性
电池组降压供 电。整车控制器布置于方程式赛车前环附近，
引 言
中国大学生方程式汽 车大赛 （ 简称 “ 中国Ｆ Ｓ Ｃ ”）是
一
这样布置即可以减少 电池及电机控制器之间大 电流放 电产生
的 电磁干扰，又靠近角度传感器和Ｌ Ｃ Ｄ ，布线相对简单 。其
电容Ｃ ２ 滤掉 一部分 干扰谐波 ，经过 ７ ８ Ｍ ０ ９ Ｂ Ｄ Ｔ 后 电压 降为
９ ｖ ， 同样经 过后面 的两个 电容ｃ ３ 和ｃ ４ 又滤 掉一部分干扰 谐 波 ，再经 过７ ８ Ｍ Ｏ ５ Ｂ Ｄ Ｔ 之后 电压即 降为５ Ｖ ， 此时再经 电容ｃ ５ 滤波 即可得到相对稳定 的５ Ｖ 直流 电输 出。
１ 总体设计方案
整车控制器由主芯片，稳压模块 ，独立Ｃ Ａ Ｎ 控制模块， Ｃ Ａ Ｎ 收发模块 ，输 出控制模块等部分组成。由方程式赛车小
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图１稳压模块
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ ＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ・ 探 索 与观 察
基于大 学生方程式赛车整车控制器 的开发
合肥 工业大学机械 与汽车工程 学院 张 奎 吴其林 张爱武 黄啸林 李遵 义
【 摘要 】良好 的车辆的操纵稳定性是参赛赛 车能够在 大学生方程式汽车大赛 （ 简称 “ 中国Ｆ Ｓ Ｃ” ）中取得顺利的 关键 ，
工作过程可分为启动和控制运行两个阶段 ，其工作原理是当 整车控制器接收到启动按钮的信号，便开始鸣笛并同时激活 电池管理系统 （ Ｂ Ｍ ｓ ），整车控制器随时接收来 自电子油 门 和制动器 的信号 并加 以分析判 断来输 出转矩 。
项 由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参
加 的汽车设计与制造 比赛 。各参赛 车队按 照赛事规则和赛 车制造标准 ，在一年的时间 内自行 设计和制造 出一辆在加 速 、制动 、操控性等方面具有优 异表现 的小型单人座休 闲 赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节 的比赛 ［ 。
目前 我 国在 方程 式赛 车上 的整 车控 制器开 发上 与 国
２ 硬件设计
２ ． １ 稳压模块 由于 方程 式赛车 需要 以小 电池 作为 启动 电源 ，一般 小 电池 电压选在 １ ２ Ｖ ，但是整车控 制器的工作 电压 为５ Ｖ ， 这就 需要进 行降压 处理 ，同时为 了使整 车控 制器更 加稳 定 的工作也 需要设计 稳压和 滤波 电路 。本文 介绍 的稳压