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汽车线控转向系统稳定性控制研究

摘要：线控转向系统作为未来汽车发展的新技术之一，其稳定性将直接影响到

汽车行驶安全程度和驾驶品质。因此，研究线控转向系统的工作稳定性对其工程

化应用和推广具有重要现实意义。本文针对汽车线控转向系统稳定性控制开展研

究。

关键词：线控转向系统；工作原理；关键技术

中图分类号：U463文献标识码：A

引言

由于线控转向系统的工作稳定性直接影响着汽车驾驶的安全和舒适性，为了

保证线控转向系统的稳定性能够满足驾驶要求，提出了采用波变量方法对线控转

向系统进行稳定性控制。

1、线控转向系统的优势

改善了操纵稳定性1.1

有效实施方向系统与方向盘之间的同步，提高了驾驶员对汽车控制的敏感性，

有效改善了现有汽车转向过程中的方向力和时间之间的矛盾，并大大改善了现有

方向角取决于汽车行驶状态的许多缺点。

提高了舒适性1.2

取消传统机械连接的汽车转向系统，在运行过程中由于地面不均匀性和旋转

轮不平衡等原因导致的抖动传递到方向盘，有效提高驾驶员的舒适度，取消方向

柱，从而使驾驶员的腿部活动空间更加自由。

改善了1.3路感

由于方向盘与方向盘之间没有机械连接，因此驾驶员的道路感受主要通过控

制器控制方向盘上的道路检测电动机模拟来形成。在这种情况下，驾驶员可以更

加真实地感受到车辆中路面的感觉。

节1.4能环保

使用电动机运行电动机，取消现有机器和液压装置，这种防御措施有效防止

液压油溢出和废弃油管造成的环境污染。此外，汽车转向系统只能在转换时运行，

因此可以有效提高传输效率，并使燃油更经济、更环保。

2、线控转向系统的基本结构与工作原理

线控转向系统的2.1基本结构

所谓汽车转向系统实际上是一个全新的转向系统。主要利用方向盘、主控制

器、3个车轮方向盘模块和重要的辅助系统(如自动故障保护系统和电源)进行配置。

如图1所示。

汽车转向(1)轮的装配主要由一系列零件结构组成，例如.方向盘、方向盘转盘、方向盘转

盘马达和火炬传感器。其工作模式主要是方向盘总成将驾驶人的转向意图转变为数字信号，

将其传递给主控制器，然后有一个控制前轮方向行为的命令。(2)在线制导系统中，主控制器

用于采集驾驶员发送的信号，正确分析采集到的信号，控制信号至车辆控制器、发动机前轮

等。发送并通过驾驶员的实际操作控制车辆。(3)汽车前轮转向模块，主要是利用转向电机、

控制器、转向器以及转向机组等部件所构成的。主要目的是实现驾驶员的旋转方向，按照汽

车主人接到的指示控制旋转电机，完成车辆前轮的旋转运动。我们必须确保汽车在不同速度

下的反应尽可能一致和准确。

线控转向系统的工作原理2.2

将方向盘传感器接收的方向信息发送到电子控制系统后，计算机将对相关信息命令执行

控制操作，最终向车辆的转向系统发出相应命令以完成车辆转向操作是汽车转向系统的整个

工作过程。此外，电子控制子系统还控制电阻传感器发出的信息命令，从而控制传递到方向

盘系统模拟道路感应的部件。如图2所示的具体工作原理。

3、线控转向执行控制策略

转向执行控制3.1

该开关接收上级控制命令，通过电机或液压系统的跟踪控制确保控制的正确性。PID控制

管线的设计使液压系统流向系统的下液压缸，控制精度高于传统液压旋转方向。PID控制器

是使用前轮转角的误差作为输入变量构造的。在控制转速差异设计参数时，考虑到转向系统

的不确定性，设计了自适应电机进给的转速控制器。采用模糊控制设计电机，使PID控制器

模糊，从而增加电机控制的滑差。电机控制方向上的电流传感器被拆除，高频注入控制中，

闭环控制由电机电流控制。在无人驾驶车辆控制的基础上，开发了一种跟踪横向角速度的算

法，该算法线性控制车辆反馈，实现了目标车辆的遥控。由于导向系统配备了相位驱动关节

转速和驱动触摸屏控制，因此采用了双向控制的思想，既可检测双向控制道路的转矩旋转又

可检测车轮旋转。变频调速柜旋转方向的主要功能反馈信号-位置差和差-位置反馈方向控制

和两个集成的双向控制器，用于增加回路控制。

线控转向执行3.2容错控制

线控转向系统被动容错方案主要意味着备份设备在系统出现故障时采用额外的设备，以

避免丢失转换到常规机械转向轴备份和执行器备份的能力。英国飞行器q50使用安装离合器

的转向轴备份，在联机控制系统出现故障时执行转向到离合器接头功能的典型手动容错方案