由于電子差速器只是中央控制系統(tǒng)功能的一部分，為了提高整車控制系統(tǒng)的實時性與可靠性，同時便于系統(tǒng)進一步的擴展(例如電池管理系統(tǒng)、車燈管理系統(tǒng))，在控制器中采用了嵌入式實時操作系統(tǒng)。

實時操作是基于并行任務(進程)的思想，將應用分解成若干個獨立的任務，并將各任務要做的事、任務問的關系向實時多任務內核交代清楚，讓實時多任務內核去管理這些任務。

實驗系統(tǒng)中采用的ARTXl66實時內核是由Keil公司發(fā)布的，一個易于在英飛凌XCl6x系列微處理器上使用的多任務實時操作系統(tǒng)。它允許建立最多達 255個任務，任務間的切換主要通過Round-Robin循環(huán)的模式進行。這是一種準并行的方式，將CPU時間劃分成時間片，每個時間片內運行一個任務，由實時內核按照任務號依次將控制權傳遞給準備好的任務。由于時間片很短，所以看起來任務像是同時在運行。

如果Round-Robin循環(huán)模式被用戶禁用，則任務與任務間的切換必須通過調用os-tsK-pass()函數(shù)來完成，它將立刻切換到下一個準備好的任務。除此之外，還可以通過給任務分配不同的優(yōu)先級，按優(yōu)先級搶占調度的時序運行。

在ARTXl66實時內核中，任務或進程間的通信主要采用了以下4種方法：

①事件標記。它主要用于任務間的同步，每個任務分配有多達16個事件標記，任務的繼續(xù)(或喚醒)可以選擇等待所有的事件標記或是只等待其中的一個或幾個。事件標記也可以通過外部中斷程序進行設定，從而與外部事件進行同步。

②信號量。它是載有虛擬令牌的二進制信號量，用于解決多個任務占用公共資源的情況。在同一時間內，該令牌只能交給一個任務，避免了任務間的干擾。沒有令牌的任務將處于睡眠狀態(tài)，只有在得到令牌之后，該任務才會被喚醒。另外，為了防止進入錯誤狀態(tài)，可以為等待令牌設置一個時限。

③互斥鎖。它用于鎖定共同資源，只允許一個任務占用，其他任務是封鎖的，直到互斥鎖被釋放。

④郵箱。它主要用于任務之間信息的交換。

4 電子差速系統(tǒng)及其控制流程

電子差速系統(tǒng)是一種基于CAN總線的分布式四輪電子差速系統(tǒng)。它由1個中央控制器、4個電動輪控制器及CAN總線網(wǎng)絡3個部分組成。

該分布式系統(tǒng)的電子差速實時控制過程為：中央控制器通過A/D采樣獲得來自轉向傳感器的車輛轉向角度信號以及來自手柄轉把中的車速設定信號，經(jīng)過整車差速算法，分別獲得4個車輪當前各自應有的轉速，并將這一結果作為當前時刻對應車輪的轉速控制設定值，通過CAN總線發(fā)送給相應的電動輪控制器；4個車輪控制器以從CAN總線收到的轉速設定值為控制目標，使用電動轉速控制算法對各自的電動輪進行控制，使各個電動輪的實際轉速實時滿足整車差速算法的要求，進而實現(xiàn)電動車輛的平順轉向。

5 電子差速算法仿真平臺及實驗平臺設計

5.1 電子差速算法本體的仿真模型

圖2中，速度基準值模塊通過加速信號等確定Vref(Vref=ωr×r)。Vref為速度基準值，即轉向時前軸外側輪的轉速值。此輪為4個輪子中轉速最大的輪。比例模塊通過查表確定各個輪速與Vref的比例值，轉向模塊確定轉彎的方向。

5.2 電子差速算法仿真結果

在轉向、加速、剎車3種信號作用下，4個輪子的轉速如圖3所示，從中可以清楚地看出電子差速的效果。在時間為1時，由于減速，V1、V2、V3、V4同時減小，同時由于轉向發(fā)生變化，在電子差速作用下，V1、V3瞬時增大，而V2和V4瞬時減小，且變化數(shù)值不同。在3和4之間，4和5之間，8和9之間轉向也發(fā)生變化，電子差速起作用，V1、V3瞬時增大或減小，而V2和V4瞬時減小或增大，且變化數(shù)值不同。在5和7之間由于剎車，各輪速度為O。

5.3 電子差速算法實驗平臺的設計

該實物實驗系統(tǒng)的結構主要包括：1臺作為監(jiān)控設備的PC機及1輛自行構建的具有4個電動輪的低成本電動車實物模型。這兩個部分通過一個自制的簡易 CAN/USB網(wǎng)關相連，構成了整個系統(tǒng)的主體。