汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計研究綜述

3 技術(shù)關(guān)鍵與應(yīng)用前景

實現(xiàn)汽車線控轉(zhuǎn)向節(jié)能設(shè)計理論和方法研究需要解決以下關(guān)鍵技術(shù)：
（1）路感預(yù)測與模擬控制策略節(jié)能設(shè)計研究
如何產(chǎn)生駕駛員能夠感知到汽車的實際駕駛狀況和道路狀況，是實現(xiàn)解決線控轉(zhuǎn)向的技術(shù)關(guān)鍵所在。基于節(jié)能設(shè)計的路感模擬控制策略及路感電機(jī)控制算法，在保證方向盤路感性能要求的條件下，實現(xiàn)路感模擬系統(tǒng)更低的能量消耗。
（2）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及控制策略節(jié)能設(shè)計方法研究
電驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究，其核心技術(shù)為控制策略的設(shè)計。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略重點研究理想可變傳動比和控制策略的節(jié)能設(shè)計、驅(qū)動電機(jī)力矩動態(tài)波動的節(jié)能控制策略和算法，更好的道路感知策略和控制道路干擾和傳感器噪聲控制策略等方面進(jìn)一步優(yōu)化和提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性。在期望橫擺角速度增益和側(cè)向加速度增益不變的情況下研究傳動比的設(shè)置，通過綜合控制可以解決上述問題。
（3）轉(zhuǎn)向控制與轉(zhuǎn)向動態(tài)穩(wěn)定性研究
轉(zhuǎn)向動態(tài)穩(wěn)定性包括轉(zhuǎn)向電機(jī)動態(tài)穩(wěn)定性和汽車轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性兩個方面?；诮Y(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計，研究出理想的轉(zhuǎn)向器變傳動比，這樣在轉(zhuǎn)向盤小轉(zhuǎn)角時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要靈敏為主要目標(biāo)，反之在轉(zhuǎn)向盤大轉(zhuǎn)角時以“輕”為主要目標(biāo)。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動機(jī)具有彈簧阻尼的效果, 可以減少路面的不平整對轉(zhuǎn)向盤的沖擊力以及車輪不平衡引起的震動，這樣的效果就減少了駕駛員的“路感”。使用模擬路感的節(jié)能控制策略以及模擬路感的電機(jī)震動控制技術(shù)，能夠有效地解決電機(jī)動態(tài)穩(wěn)定性這一問題。理想狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向傳動比隨方向盤轉(zhuǎn)角及車速變化而變化，采用理想轉(zhuǎn)向傳動比的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)向傳動比要比采用固定傳動比的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要小，這樣能夠減少前輪轉(zhuǎn)角穩(wěn)定性控制下方向盤的轉(zhuǎn)角輸入，同時減輕駕駛員的體力負(fù)荷；當(dāng)車輛進(jìn)行并線、變道操作時，使用轉(zhuǎn)向理想傳動比的方式會使轉(zhuǎn)向更好的靈敏性，其能夠更加及時地感知到轉(zhuǎn)向響應(yīng)，有效的避免轉(zhuǎn)向延誤造成的換道過急，提高汽車轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。
（4）節(jié)能設(shè)計理論和方法研究及系統(tǒng)能耗分析
線控轉(zhuǎn)向節(jié)能設(shè)計研究當(dāng)前還主要集中在節(jié)能控制理論和方法研究，節(jié)能控制策略設(shè)計，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性方面。SBW系統(tǒng)電功率消耗大，結(jié)合SBW系統(tǒng)能量消耗特點，設(shè)計合理的節(jié)能策略是一個關(guān)鍵的技術(shù)問題。目前，這方面的研究還很少，因此，在此方面開展探索性研究對實現(xiàn)整車節(jié)能降耗是非常必要和必須的。
4 結(jié)束語
汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)符合環(huán)保、節(jié)能和安全的汽車技術(shù)發(fā)展方向，是系統(tǒng)科學(xué)、控制理論與機(jī)械、力學(xué)、電子與能源等學(xué)科領(lǐng)域的交叉研究，是國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)——汽車產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵技術(shù)問題的基礎(chǔ)性研究，是機(jī)械結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)動力學(xué)與汽車智能化線控類技術(shù)的一個分支，具有良好的應(yīng)用前景。