基于FSAC赛事的整车线控底盘设计

张泽楷 张海涛 刘恩成 梁振昊 郝胤辰 范成杰*

(1.上海交通大学机械与动力工程学院， 2.上海交通大学学生创新中心， 3.上海交通大学赛车队 上海 200240)

0 引言

中国大学生方程式大赛自2017年加入了无人驾驶方程式赛项。无人驾驶赛车相较于传统油驱动赛车最大的不同除了供能方式之外，便是其控制方式不再限于有人驾驶，而相应地，线控底盘的诞生便为无人驾驶的发展奠定了基础。现阶段，主流无人驾驶车辆的线控底盘都已经精简了底盘的机械结构，更多地依赖电子控制，但是为了设计一辆符合FSAC赛事规则的无人驾驶方程式赛车，依旧需要设计机械传动的线控底盘。本文将从动力传动机构、线控转向、线控制动以及整车ECU控制四个方面来介绍整车的线控底盘设计。

1 动力传动

1.1 传动比优化与大链轮设计

采用OptimumLap和理论计算结合的方式，确定传动比。OptimumLap仿真需要的主要结构参数如表1所示。

表1 OptimumLap仿真主要结构参数

本文使用的轮胎是大陆23英寸热熔胎，其相关参数可以在官网上获得。动力参数方面，电机EMRAX-228的外特性曲线也可以通过官网获得[5]，并设置传动效率为95%。

需要优化参数是传动比。因为车辆设计为单极减速，在软件中只设置了一个挡位，并将传动比设置为1，而将终传比设置为需要优化的参数。将一圈高速避障作为仿真时间，希望通过改变传动比优化缩短单圈时间，得到图1所示单圈时间和传动比之间的依赖关系。

图1 单圈时间和传动比关系