| 成都盘沣科技有限公司 2015-08-19 08:41:15 作者:liaina 来源:成都盘沣科技 文字大小:[大][中][小] |
主动前轮转向动力学控制，横摆角速度的控制：在一般的驾驶操作中，驾驶员要同时完成两个任务：
(1)路径跟随；
(2)车辆姿态的保持。路径跟随由于涉及到路线的选择和跟随等复杂问题，汽车车身网络系统研发工程师介绍说：目前还无法由控制器完全取代驾驶员。相反，因为外界扰动对车辆姿态的影响常常很突然，车辆姿态的控制对驾驶员而言，特别是对新手来说，就比较困难。而这样的控制由控制器却完全可以实现。由于涉及到车辆的姿态控制的动力学参数主要是横摆角速度，因而对横摆角速度的控制也成为主动前轮转向控制最重要的方面。
对横摆角速度的控制，常见的方法有3种：
(1)横摆角速度反馈控制；
(2)鲁棒单向解耦横摆角速度控制；
(3)基于扰动观察器的横摆角速度控制。
横摆角速度反馈控制的基本思路是利用理想横摆角速度Yest和实际横摆角速度Y之差进行反馈控制。宝马的主动转向系统运用的是横摆角速度反馈控制的方法，其控制器为PI控制。横摆角速度反馈控制不但使横摆角速度响应的带宽增大，而且使横摆角速度阻尼增大，尤其是在车速较高时改善了车辆的操纵稳定性。但也同时存在着降低横摆角速度和侧向加速度的增益，进而使驾驶员中低速时操纵困难。针对上述问题，一般采用定增益形式的横摆角速度反馈控制进行改进，该控制方法可保持车辆横摆角速度增益在反馈控制时不变。
主动前轮转向系统的工作原理：目前可用于乘用车的主动转向系统主要有两种形式：一种是以宝马和ZF公司联合开发的AFS系统为代表的机械式主动转向系统，通过行星齿轮机械结构增加一个输入自由度从而实现附加转向，目前已装配于宝马5系的轿车上，以及韩国的MANDO、美国的TRW、日本的JTEKT公司也有类似产品；另一种是线控转向系统(SWB)，利用控制器综合驾驶员转向角输入和当时的车辆状态来决定转向电机的输出电流，最终驱动前轮转动。该系统在许多概念车和实验室研究中已广泛采用，如通用公司的Sequel燃料电池概念车就采用了线控转向技术。
线控转向和机械式主动转向系统最大的区别体现在当系统发生故障时，机械式主动转向系统仍能通过转向盘与车轮间的机械连接确保其转向性能，而线控转向必须通过系统主要零件的冗余设计来保证车辆的安全性。由于上述安全性和可靠性的原因，目前法律上还不允许将线控转向系统直接装备车辆。
机械式主动转向系统：面以宝马的AFS系统为例，介绍机械式主动转向系统的结构和工作原理。该系统主要由三大子系统组成：液压助力齿轮齿条动力转向系统、变传动比执行系统和电控系统。
该系统除传统的转向机械构件外，主要包括两大核心部件：一是一套双行星齿轮机构，通过叠加转向实现变传动比功能；二是Sewtronic液力伺服转向系统，用于实现转向助力功能。在驾驶过程中，驾驶员输入的力矩和转角共同传递给扭杆，其中的力矩输入由液力伺服机构根据车速和转向角度进行助力控制，而角输入则通过由伺服电机驱动的双行星齿轮机构与控制器输出的附加转角进行角叠加，经过叠加后的总转向角才是传递给齿轮齿条转向机构的最终转角。其中，控制器输出的转角是根据各个传感器的信号，包括车轮转速、转向角度、偏转率、横向加速度经综合计算得到的。由于宝马主动转向系统不仅能够对转向力矩进行调节，而且还可以对转向角度进行调整，因而可以使转向输入与当前的车速达到最佳匹配。 |
|
|
|
