汽车线控转向系统研究综述

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1、★设计·试验·研究★汽车线控转向系统研究综述安徽省蚌埠市解放军汽车管理学院朱华【摘要】介绍了线控转向系统的工作原理和主要特点，分析了线控转向系统的传感器技术、总线技术、动力电源、容错控制技术等关键技术，最后阐述了线控转向系统的国内外研究现状，展望了其研究发展趋势。关键词：汽车线控转向系统综述转向性能是汽车的重要性能之一，直接影响到汽车的操纵稳定性和主动安全性。对保证车辆的安全行驶、减少交通事故、保护驾驶员的人身安全乏：以及改善驾驶员的工作条件起着重要作用。随着喜现代汽车技术的迅速发展，汽车转向系统已从纯机械式转向系统、液压助力转向系统(H

2、PS)、电控：、转向电机I汽车速度■加速度一前轮转向模块～』液压助力转向系统(EHPS)、电动助力转向系统横摆角速度传感器(EPS)，发展到利用现代电子和控制术的线控转向图1线控转向系统结构示意图系统(SBW)。转向盘模块包括方向盘、方向盘转角传感器、方SBW(Steering-By-Wire)系统是继EPS后发展向盘转矩传感器、路感电机。转向盘模块通过测量起来的新一代转向系统，它完全摆脱了传统机械方向盘转角将驾驶员的转向意图转换成数字信号，转向系统的设计理念，取消了方向盘和转向轮之并传递给主控制器，主控制器对采集的信号进行分间的机械连接

3、，由电机驱动转向系统控制汽车的析处理，判别汽车的运动状态，向前轮转向模块发送转向，减少了路面的冲击，降低了噪声，消除了碰指令，通过转向电机控制器控制转向轮转动，实现转撞时方向柱对驾驶员的伤害，增大了驾驶员腿部向。同时，主控制器向路感电机发送转矩信号，产生活动空间，提高了驾驶舒适度，是汽车转向系统的转向盘回正力矩，以提供给驾驶员相应的路感。重大革新。前轮转向模块包括前轮转角传感器、转向电机、转向电机控制器和前轮转向组件等。前轮转向模块1线控转向系统的结构与工作原理的功能是接受主控制器的命令，控制转向电机实现SBW的工作原理是当转向盘转动时，

4、转向传感要求的前轮转角，完成驾驶员的转向意图。并将测器和转向角传感器将测量到的驾驶员转矩和转向盘得的前轮转角信号反馈给主控制器。的转角转变成电信号送给主控制器，主控制器对信主控制器模块对采集的信号分析处理，判别汽号进行分析处理后将控制信号传递给转向电机，转车的运动状态，向路感电机和前轮转向电机发送命向电机输出转向所需的扭矩，带动车轮转向，从而实令，控制两个电机协调工作，以实现车辆的转向和驾现驾驶员的转向意图Llj。驶员路感的模拟。主控制器还可以对驾驶员的操作SBW系统由转向盘模块、前轮转向模块和主控指令进行识别，判定在当前状态下驾驶员的转

5、向操制器以及故障诊断与容错控制模块、电源等组成，其作是否合理。当系统检测到驾驶员的转向操作不合结构如图1所示。理，系统指令出现错误或汽车处于非稳定状态时，主·14·矿用汽车2012年第1期★设计·试验·研究★控制器能及时屏蔽错误指令，并以合理的方式自动控制效果紧紧依赖于传感器的信息采集和反馈精驾驶车辆，使汽车尽快恢复到稳定状态。另外，当线度，因而传感器性能直接影响整个线控系统的性能。控转向系统出现故障时，主控制器能及时、准确采取研制可靠性高、成本低、高精度、集成化的传感器成措施进行补救，使驾驶员有效控制车辆。为线控系统的关键问题之一。故障

6、诊断与容错控制模块是在线控转向系统有3．2容错控制技术故障时，为了确保转向系统的基本转向功能而设计线控转向系统发展过程中最大的困扰是安全性的备用模块，它包括一系列的监控和实施算法，针对和可靠性问题，为解决这一问题就必须采用容错控不同的故障形式和故障等级做出相应的处理，以求制技术。容错控制技术方法包括硬件冗余方法和解最大限度地保持汽车转向系统的安全性能，保证汽析冗余方法两种。硬件冗余方法是通过对系统重要车的正常行驶。部件及易发生故障部件进行备份，以提高系统的容错性能。冗余是容错控制的基础，一旦某个部件出2线控转向系统的性能特点现问题，则可以

7、利用冗余关系，用其它部件代替故障(1)改善了操纵稳定性。改善了传统汽车所不部件，以消除故障；解析冗余方法主要是通过设计控能解决的汽车转向过程中转向力和转向响应时间的制器的软件来提高整个系统的冗余度，进而改善整矛盾，使得转向系统和转向盘同步工作，控制更加灵个系统的容错性能。敏；具有变传动比特点的SBW系统，克服了传统的3．3总线技术转向角传动比固定所带来的转向特性随汽车行驶姿目前存在着多种汽车总线标准，一些高速实时态的不同而变化的缺点[2]。传输特性的总线标准和协议将得到应用。这一类总(2)提高了舒适性。由于取消了传统的机械连线标准主要有时

8、间触发协议(TTP)、Byteflight和接，地面的不平和转向轮的不平衡等扰动不会传递FlexRay。TTP是一个应用于分布式实时控制系统到方向盘上，从而减轻了驾驶员的疲劳。而转向柱的完整的