线控转向系统

摘要： 概述汽车线控技术(X-by-wire)起源于飞机的电传操纵系统,飞行员不再通过传统的机械回路或液压回路来控制飞机的飞行姿态,而是通过安装在操纵杆处的传感器检测飞行员施加在其上的力和位移,井将其转换为电信号,在电控单元中将信号进行处理,然后传递到执行机构,从而实现对飞机的控制。

摘要： 线控转向系统(Steer-by-Wire)可以根据不同的驾驶情景设计系统转向传动比,从而匹配更好的转向性能,用来提高车辆对驾驶员输入的响应速度,对汽车无人驾驶的实现起到重要的推动作用。为了实现方向盘对车辆前轮转角的实时控制,需要对转向电机的控制策略以及算法进行研究。该论文使用永磁同步电机作为转向电机,在电流环和速度环的基础上,增添位置环搭建电机的三闭环矢量控制,并用模糊控制补偿速度环的PI参数。位置环采用比例+速度前馈的复合控制,并对位置环的参数进行设计。最后在Simulink中搭建电机控制模型并进行仿真分析,验证控制策略以及算法优越性。

摘要： (接2022年第6期)六、SBW系统的路感反馈控制汽车转向系统主要有两大功能:一是操纵转向,驾驶员通过操纵转向盘来控制转向轮绕主销转动;二是反馈路感,将整车及轮胎的运动状态、受力情况通过转向盘反馈给驾驶员,即路感。前者驾驶员是输入,实现转向系统的角位移功能;后者是将路感反馈给驾驶员,实现力传递功能。二者结台,构成了汽车转向过程中的“人一车一路”的闭环控制。

摘要： 线控转向系统取消了转向机械连接,提高了转向系统设计的灵活性,被视为智能汽车的核心组件之一。同时,机械连接的缺失也导致其无法直接传递路面状态信息,即“路感”。路感是驾驶员获取路面信息与车辆状态信息的重要途径,对于提高驾驶安全具有重要作用。因此,线控转向系统必须进行路感反馈设计。同时,由于驾驶员之间的差异,单一的路感反馈难以满足不同驾驶员的需求,线控转向系统为路感反馈系统提供了更大的设计空间。本文旨在解决线控转向系统可调节路感反馈问题。根据线控转向系统的模型,参考传统电动助力转向系统路感产生机制,使用动力学分析与仿真验证相结合的方法,提取路感重要影响因素,并基于分析结果搭建了可调节路感反馈模型:由回正力矩估计器与助力力矩共同产生路感主力矩,以反馈路面信息;由摩擦力矩、阻尼力矩、惯性力矩、等效刚度力矩作为辅助调节力矩,调节转向手感。同时,为了实现对路感的针对性调节,结合前文所建立模型,设计了联合仿真试验,结合路感客观评价指标,获得了各评价指标与客观评价指标的影响关系,为路感调节提供了参考。

摘要： 针对搭载线控转向系统的智能驾驶车辆路径跟踪问题,基于汽车动力学仿真软件分析车辆转向特性,推导出横摆角速度对转向盘转角的稳态增益曲线,并获得了仿真稳态增益与理论稳态增益之间的修正系数,以此搭建单点预瞄模型和变角传动比线控转向系统模型.通过预瞄式横向运动控制与线控转向变角传动比控制相结合的方式,完成智能驾驶车辆路径跟踪控制策略的设计,并与搭载固定角传动比线控转向系统的智能驾驶车辆进行仿真对比验证.仿真结果表明,所设计的路径跟踪控制方法具有更高的跟踪精度和行驶稳定性.

摘要： 文章以建立的七自由度非线性车辆模型、线控转向模型、轮胎模型和转向阻力矩模型作为动力学研究基础,基于LabVIEW PXI开发了汽车线控转向(steer-by-wire,SBW)系统硬件在环试验台,其总体结构包括转向盘总成、转向执行总成、控制器、信息采集系统以及阻力模拟系统;通过LabVIEW中建立的数据传输模块将CarSim输出数据与传感器采集数据快速传递给控制器,实现对路感电机和阻尼模拟伺服电机的转矩控制.对转向盘和转向轮分别进行的路感模拟试验和负载模拟试验结果表明,转向盘转矩和转向轮负载力矩都能较好地模拟出车辆实际的变化情况,且力矩变化具有较好的一致性,通过转向盘能够间接感知前轮转向负载的变化情况.

摘要： 变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分.根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案.通过分析不同路感模拟的策略,考虑到"人-车-路"闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路信息的反馈,基于权重法进行转向路感的模拟.通过Carsim/Simulink仿真双移线和双纽线工况,结果表明该转向系统不但减轻了驾驶员操作负担,而且还兼顾了驾驶员的偏好,并且能够及时响应道路变化,提高了车辆的操纵稳定性和转向轻便性.

摘要： 针对传统汽车机械转向系统转向特性差的特点,利用线控转向系统传动比灵活变化的优点,提出以变传动比为基础的主动转向控制策略,以提高汽车的操纵稳定性.首先分析稳态工况的转向特性,通过固定转向增益值的方法,设计随车速变化的理想转向传动比,从而改善汽车的转向特性.同时,为了提高瞬态工况下汽车转向时的响应速度,增加横摆角速度反馈的控制环节,采用模糊PID控制的方法处理反馈信息,实时补偿前轮转角,实现主动转向.对各控制方法建立Simulink模型,并与CarSim中的整车模型联合仿真,结果表明,以变传动比为基础的主动转向控制策略可以改善汽车转向过程中横摆角速度和质心侧偏角的响应结果,提高汽车的操纵稳定性.

摘要： 线控转向(SBW)系统是发展无人驾驶模式的重要组成部分,针对线控转向系统路感电机输出的力矩如何能较好的跟踪传统转向系统目标力矩的问题,研究了转向盘转角和车速对路感力矩的影响.围绕路感电机展开,搭建了路感电机数学模型,分析了路感电机的动力特性.对电压传感器采集的电压信号采用中值滤波算法和最小二乘法做出对比处理,使路感电机进入相对稳压的状态;引入匹配路感电机的模糊PID和模糊免疫PID控制策略,并进行了仿真验证.验证结果证明免疫算法结合模糊PID控制器可以让路感模拟值更准确的跟踪目标力矩,而且具有较强的抗干扰性.表明了在正弦输入信号下,所设计的模糊免疫PID控制器模拟精度更高,帮助驾驶员获得理想的路感.

摘要： 对某自动驾驶客车线控转向系统,提出一种其响应性能的台架测试方案,并开展测试评价,结果符合设计要求.

摘要： 纯电动智能车辆的线控转向系统是实现车辆无人化及确保驾驶安全性的关键机构,针对在纯电动方程式赛车基础上增加线控转向机构改装成的具有无人驾驶功能的智能车辆,本文提出了线控转向机构的功能设计要求,并研发试验了一整套辅助转向操纵机构执行的技术方案.本文首先从线控底盘系统和先进驾驶辅助系统的角度分析了线控转向技术的发展背景及研究必要性,其次对纯电动智能车辆的线控转向系统进行机械结构及电气控制的设计,然后介绍了车辆的横向控制策略并基于MATLAB软件的Simulink模块对线控转向系统进行了动态建模和仿真分析,根据数据分析结果完成对纯电动方程式赛车银鲨n的改装,利用改装赛车灰鲨Ⅰ进行线控转向系统在无人驾驶模式下的动态试验.通过对赛车性能的仿真和试验,分析得到本套线控转向系统的理论与实际行驶轨迹吻合度高、误差小、性能理想,因此,纯电动智能车辆的线控转向系统可为无人驾驶的发展提供参考,并推动其发展.

摘要： 线控转向系统取消了方向盘与转向执行机构的机械连接.因此其需通过对转向执行电机及路感模拟电机的控制实现传统转向系统功能.针对以上问题,本文采用双向控制方法进行问题解决.对常用的双向控制结构进行透明性分析,确定了转矩驱动转角反馈型的双向控制结构.进行了控制策略的设计,并通过实车试验进行验证.试验结果表明,该系统能够快速稳定的实现转角与力矩状态的跟随,即系统具有良好的透明性与稳定性.

摘要： 为了克服传统转向系统中传动比固定,转向不够灵活安全的不足,研究线控转向系统基于可变传动比的主动转向控制策略.通过仿真分析了转向传动比对转向灵敏度和期望横摆角速度增益的影响,为传动比设计提供指导.以汽车操纵稳定性闭环方差最小为目标,利用遗传算法优化期望横摆角速度增益,计算得到随车速、方向盘转角变化的可变传动比曲面图.通过转向盘角阶跃输入工况和稳态回转试验工况的仿真验证表明,可变的传动比能够有效地提高汽车低速转向灵敏性和高速转向稳定性,改善汽车路径跟踪能力,减轻驾驶员负担,保障驾驶员转向安全.

摘要： 建立了线控转向系统的数学模型，基于AMEsiIl软件平台构建了线控转向系统的仿真模型，并探讨了线控转向电动机的控制算法。通过创建s函数实现AMEsim和Simulink的接口互连。联合仿真的结果表明了控制算法的正确性。

摘要： 针对取消了方向盘与转向器之间的机械连接后,线控转向系统存在的安全性和可靠性问题,提出了以软 件解析冗余为基础的线控转向系统传感器故障补偿方法。以现有的线控转向系统为基础,从最优控制角度出发，基于Riccati 型方程构建了线控转向系统主要传感器的最优软件解析故障补偿方法,并进行了传感器故障补偿的硬 件在环仿真。仿真结果表明,该方法能够实现传感器信号的补偿,可以满足线控转向系统的容错控制要求。

摘要： 汽车转向系统的基本性能是保证车辆在任何工况下转动转向盘时有较理想的操纵稳定性。随着汽车电子技术的不断发展和汽车系统的集成化，汽车转向系统从传统的液压助力转向系统(简称HPS系统)、电控液压动力转向系统(简称ECHPS系统)，发展到现在逐渐推广应用的电动液压动力转向系统(简称EHPS系统)。近年来，代表未来汽车转向技术发展方向并将在汽车转向领域占据主导地位的汽车线控转向系统(简称SBW系统)，也成为国外相关研究的热点。本文就汽车线控转向系统结构、工作原理、特点和关键技术进行研究。

摘要： 线控转向系统有别于普通车辆的机械转向机构,它是由转向电机、转向机构、转角和力矩传感器以及控制单元构成的复杂转向系统。系统性能受到参数的不确定性、未建模动态以及前轮回正力矩的影响。本文基于分数微积分理论的，根据转向系统鲁棒性的设计要求，提出一种新的PIλDμ控制策略，保证线控转向系统在所要求的频域范围具有鲁棒性。文中通过优化方法得到PIλDμ控制器的五个设计参数，并用Oustaloup算法对分数阶控制器进行仿真验证，结果表明该控制方法对提高转向系统性能的鲁棒性是有效的。

摘要： 本文以29自由度车辆动力学模型为平台,结合线控转向系统(Steer-by-Wire, SBW)理想转向传动比,提出了两种前轮线控转向的稳定性控制方案;研究了分别采用前馈控制方式和反馈控制方式的电控四轮转向控制,并与前轮线控转向和传统四轮转向系统进行了比较,通过仿真和模拟器试验验证了电控四轮转向系统能有效提高汽车的操纵稳定性。

摘要： 与传统的汽车转向系统不同，线控转向系统能够根据车况控制车轮转角，从而实现汽车的理想转向特性。本文根据线性二自由度汽车模型，推导了方向盘转角到前后轮转角的传递函数;建立了基于前后轮胎侧偏刚度变化的不确定性模型，进而将其稳定性问题转化为等价广义被控对象的H∞标准控制问题，通过求解相应的Riccati不等式得到基于状态反馈的鲁棒反馈控制器。仿真结果显示：前馈控制器可使系统达到理想的转向特性;鲁棒反馈控制器能够有效地抑制参数变化所带来的不确定性，使得系统在参数变化的情况下始终保持稳定。

摘要： 本发明涉及一种用于线控转向式转向系统(1)的运行方法，该线控转向式转向系统构造带有转向传动机构模块(10)、方向盘模块(20)和将转向传动机构模块和方向盘模块连接的总线(30)，在该运行方法中，探测转向传动机构模块(10)中的实际位置，并且在使用关联规则的情况下相对于转向传动机构模块(10)中的实际位置调控方向盘模块(20)中的理论位置。此外，本发明涉及一种用于线控转向式转向系统(1)的控制单元(12,22,40)、一种这样的线控转向式转向系统(1)以及一种构造带有线控转向式转向系统(1)的车辆(100)。

摘要： 本发明涉及一种用于机动车辆的线控转向式转向系统，其具有至少两个转向致动器、反馈致动器以及控制单元，所述至少两个转向致动器作用在转向轮上并且以根据驾驶员的转向要求的方式而被电子控制，其中，在正常情况下，每个可转向车轮与呈单轮转向系统形式的具有致动器的单个转向致动器相关联，并且通过致动器的输出轴的旋转，引起相应的可转向车轮绕枢转轴线的旋转，其中，提供可切换的离合器，可切换的离合器构造成使得可切换的离合器在正常情况下是打开的并且在停车的特殊情况下是闭合的，其中，离合器在闭合状态下将单轮转向系统彼此连接，使得驱动动力可以从一个单轮转向系统传递至另一单轮转向系统以使可转向车轮转动。

摘要： 本发明涉及一种用于线控转向式转向系统(1)的运行方法，该线控转向式转向系统构造带有转向传动机构模块(10)、方向盘模块(20)和将转向传动机构模块和方向盘模块连接的总线(30)，在该运行方法中，探测转向传动机构模块(10)中的实际位置，并且在使用关联规则的情况下相对于转向传动机构模块(10)中的实际位置调控方向盘模块(20)中的理论位置。此外，本发明涉及一种用于线控转向式转向系统(1)的控制单元(12,22,40)、一种这样的线控转向式转向系统(1)以及一种构造带有线控转向式转向系统(1)的车辆(100)。

摘要： 本发明涉及控制用于机动车辆的线控转向的转向系统(1)的方法，线控转向的转向系统(1)包括：可电控转向控制器(2)，可电控转向控制器(2)作用于转向轮并且检测转向轮的实际转向角(α)；反馈致动器，反馈致动器检测利用方向盘设置的目标转向角(β)；以及致动单元(4)，致动单元(4)根据目标转向角(β)和实际转向角(α)、使用受限扭矩请求信号(PTreq)来致动转向控制器(2)；其中，所述方法包括以下步骤：使用致动单元(4)的位置控制器(5)、至少基于目标转向角(β)和实际转向角(α)来确定扭矩请求信号(Treq)；在致动单元(4)的信号限制装置(6)中限制扭矩请求信号(Treq)，使得由受限扭矩请求信号(PTreq)请求的扭矩被限制于允许扭矩范围；以及将受限扭矩请求信号(PTreq)传送至转向控制器(2)。其中，信号限制装置(6)借助于参考控制器、至少基于目标转向角(α)和实际转向角(β)来确定参考扭矩信号，并且根据与参考扭矩信号的可选最大偏差来限定允许扭矩范围。

摘要： 本发明公开了一种用于车辆的线控转向转向系统，包括方向盘致动器，所述方向盘致动器用于使所述车辆的方向盘移动并且检测所述车辆的方向盘的移动。此外，所述线控转向转向系统具有车桥致动器，用于使所述车辆的车桥的车轮移动并且检测所述车辆的车桥的车轮的移动，其中，所述车桥致动器包括车桥电动马达和车桥控制单元，并且连接至所述车辆的车桥。另外，所述线控转向转向系统(10)包括等效电路，所述等效电路被设计成测量由所述方向盘电动马达感应的电流，并且根据所述感应电流来给所述车桥控制单元(30)提供至少一个测量值，以用于控制所述车桥电动马达。本发明还了一种用于操作这种线控转向转向系统的方法。

摘要： 本发明涉及一种用于机动车(1)的线控转向系统(2)，具有至少两个在线控转向系统(2)的正常运行时彼此独立地可转向的车轮(3，4)；至少两个转向促动器(6，7)，其分别与可转向的车轮(3，4)中的一个相关联并且设计为用于调节各自的可转向的车轮(3，4)的转向角；和至少一个在信号技术上与转向促动器(6，7)连接的转向电子器件(8)，其设计为用于基于转向指令单独地控制转向促动器(6，7)。为了提高具有这种线控转向系统(2)的机动车(1)的驾驶安全，利用本发明建议，转向电子器件(8)设计为用于检测转向促动器(6，7)其的一个是否故障，并且在检测到表征线控转向系统(2)的紧急运行的转向促动器(6，7)的故障时，利用其直接性与在正常运行时的转向比的直接性不同的转向比来控制至少一个另外的转向促动器(6，7)。

摘要： 本发明涉及一种线控转向系统(1)和用于运行线控转向系统(1)的方法，线控转向系统包括转向把手(2)、用于检测驾驶员意愿的传感器、转向控制器(6)、功率电子装置(7)、电气伺服马达(8)、经由伺服马达(8)可运动的齿条(9)和用于根据齿条位置在转向把手(2)处产生反馈力矩(MFF)的执行器(5)，其中，转向控制器(6)构造成从基于传感器的数据所测定的驾驶员意愿基于反馈力矩(MFF)减去至少一部分。

摘要： 本发明公开了一种线控转向限位装置，基于该线控转向限位装置本发明还提供了一种线控转向系统以及一种线控转向式机动车。在线控转向限位装置中，本发明在转向轴套筒上设置有限位部件，限位部件可以将转向轴的旋转运动转换成自身的直线运动，限位部件在限位空间内运动，其受限位盘的限位，在限位部件限位后能够限制转向轴的转动。限位部件的移动距离与转向轴的旋转角度成正比，通过对限位部件的移动距离限定，就能够实现转向轴旋转角度的限定。本发明能够实现线控转向系统中方向盘旋转角度的限定。本发明结构简单，方向盘旋转角的限定精准、可调，本发明通过对线控转向系统进行机械结构优化，极大程度地提高了汽车驾驶的安全性。

摘要： 本发明提供了一种线控转向系统转向柱限位装置以及一种安装有线控转向系统转向柱限位装置的线控转向型汽车，在本发明中，该线控转向系统转向柱限位装置包括有联动齿轮以及限位齿轮，联动齿轮能够随方向盘转向柱轴联动，限位齿轮上具有止步齿，联动齿轮与限位齿轮啮合，当旋转至止步齿时，限位齿轮卡住实现对方向盘转向柱轴的转动止步。通过对联动齿轮以及限位齿轮的结构设计，主要是齿轮间传动比的设计，能够实现方向盘的旋转限位，本发明彻底解决了线控转向系统方向盘容易出现转角超量程而存在的转向系统运行可靠性较低的问题。

摘要： 本发明涉及一种用于车辆的线控转向系统、一种用于运行线控转向系统的方法以及一种具有线控转向系统的车辆，其中，线控转向系统具有转向输入设备、反馈执行器装置、能与至少一个可转向车轮连接的转向装置、控制装置和反馈执行器监控装置，所述转向装置具有转向执行器装置，其中，所述线控转向系统还具有同步监控装置，所述同步监控装置构造并且设置用于，在所述线控转向系统的至少一个运行状态中确定在所述转向输入设备的当前位置与所述转向执行器装置的和/或所述至少一个可转向车轮的当前位置之间的同步偏差，并且控制装置(50)还构造和设置成，在线控转向系统的至少一个运行状态中还根据由同步监控装置所求取的同步偏差来操控转向执行器装置。