汽车线控转向硬件在环实验台研究现状

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1、汽车线控转向硬件在环实验台研究现状综述摘要：概述了国内外线控转向实验台发展现状，描述了线控转向实验台相关重要组成部分，分析了国内外相关高校的实验台设计方案优缺点，最后简述了本单位自主研发线控转向实验台设计思路及主要功能。关键词：线控转向；实验台；发展现状；设计方案转向系统作为“人-车”交换界面，其性能好坏直接影响汽车的操纵稳定性、驾驶舒适性及行驶安全性。线控转向作为转向技术发展的必然阶段，特征表现为：通过电信号传递控制取代了方向盘与转向执行机构间的机械部分，以获得更稳定、更安全、更舒适、更智能的转向系统。线控转向硬件在环实验台作为介于虚拟软件仿真和实物实验之间的重要实验方式，在获得

2、高仿真度的同时，还可以灵活的进行一些实际中不可能或不易进行的实验，如故障模拟、故障诊断、软件测试及紧急状况处理等。通过相对更安全的台架实验，可以测试得到线控转向系统的各项参数及主要性能指标，进而对线控转向控制算法进行设计和改进，提高系统可靠性。线控转向实验台需要满足下述功能：1）SBW系统驾驶员路感特性研究；2）SBW系统控制策略研究；3）系统中相关电机控制策略及算法验证；4）系统故障诊断策略研究与验证；5）模拟动画实时显示；6）模拟不同工况下的阻力。线控转向实验台不仅要为线控转向研究提供复杂的模拟、检验、调整以及验证平台，述需为实验人员提供真实的驾驶体验，以实现“人-车-路”的实

3、时闭环仿真平台。1国内外现状随着计算机技术的发展，线控转向及线控转向实验台逐渐成为当今汽车行业与科研机构研究的热点。由于四方国家针对线控转向的理论研究及概念机研发起步较早，故在线控转向实验台的研究领域也较为深入，目前已取得了一定实用性成果。1.1亚洲各国SBW实验台发展与现状韩国汉阳大学⑴线控转向实验台主要由液压阻力模拟系统、实时控制器、线控转向系统等部件组成。通过电机实现路感模拟和转向操纵功能；液压系统用来模拟转向阻力；通过信号发牛器模拟输入，反映车辆运行状态下的各类信号；利用数字信号处理器处理和分析各种输入信号，对系统进行实吋控制；最终通过主控制计算机控制整个系统，分析各种反馈

4、信息及向各驱动器发送执行指令，保证系统正常运行。此外，韩国Kwangju科技学院?开发了用于EPS和SBW系统开发的硬件在环实验台，通过气缸模拟转向阻力。日本岩下（IEI）公司彳设计开发的SBW系统硬件在环试验台。作为早期的线控系统硬件在环试验台，极富特色。该实验台不仅在结构上考虑了人机工程学，保证结构合理、可靠，还最大限度还原了驾驶员的驾驶环境；同时大量采用现代测量技术，使得实验台响应快、精度高，而且可以实时显示，直观明了。1・2欧美企业的SBW实验台发展与现状为了满足产品设计和质量验证的要求，欧美多家著名汽车厂商及零部件公司也设计生产了满足个性化需求的电控转向实验台，并投入使用

5、。其中BMW公司采用了由IABG公司为其设计开发的电控转向硬件在环实验台性该试验台采用dSPACE公司的Simulator等实时仿真工具，利用TPG公司的整车动力学仿真软件CarsMakcr/lIIL；该试验台具有很强的通用性，可用于开发BMW公司屮所有级别车型的转向系统；区别于传统实验台该实验台增设故障注入试验以及定工况无人连续测验功能提高实验安全性。IPG公司也开发了一套先进的电控转向系统硬件在环试验台7,为了模拟不同路面环境不同试验工况下的转向阻力，该实验台采用了双直线电机模拟转向阻力。该设备不仅可以用于开发转向系统，还可以对转向系统进行系统或部件的机械特性进行测试，如转向系

6、统的转动摩擦力矩，转向系统刚度、阻力曲线等，并可对转向系统进行疲劳性测试。ABD公司开发的SSTM（SteeringSystemTestMachine）系列转向系统测试试验台"由电脑控制,可对转向系统进行力矩及位移输入，通过准静态和动态试验对转向系统性能进行主观和客观评价。另外，奔驰、Daimler.ZF（采埃孚）等公司也成功研制出高性能的线控转向实验台，这些实验台在结构和测试方面都各具特色，根据现场实际操作情况及人机工程学针对实验台的结构进行设计，大量采用计算机测控技术进行相关测试工作，保证了测试精度高、检测速度快等要求，检测结果可实时显示。1.3国内SBW实验台发展与现状近年来

7、国内不少汽车企业及科研机构开始针对转向实验台的设计与开发，由于起步较晚，与国外仍存在差距，一定程度上制约了线控技术及其他转向技术的发展。但是，现阶段个別高校为验证所提出的线控转向控制算法及开发线控转向系统性能，设计研发了一批硬件在环转向试验台，但实验台的开发人多集中在高校屮9。其屮清华大学季学武教授的团队设计开发了电动阻力转向系统性能实验台，该实验台不仅能对EPS转向系统传感器进行标定，述可对其转向性能进行台架测试。测试结果对于EPS系统设计开发、传感器及控制器元件的