线控转向系统通过导线传递控制信号,取消了传统转向系统的机械连接,是未来汽车转向的发展趋势。研究线控转向系统的稳定性条件及整车操纵稳定性相关问题,对于线控转向系统参数设计具有重要意义。其难点在于如何对线控转向系统的稳定性进行评估,进一步研究其对整车操纵稳定性的影响。针对所选取的线控转向系统利用Lyapunov稳定性理论求解出系统稳定性条件。然后,将车辆动力学仿真软件Carsim与matlab/simulink结合构建了带有线控转向系统的整车模型。最后,在系统各部分取值合理稳定的前提下,分析了整车操纵稳定与线控转向系统关键参数的关系。仿真结果表明,线控转向系统对整车操纵稳定性影响明显,可通过改变线控转向系统参数提高车辆操纵稳定性。

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。

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。

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。