浅谈基于线控转向系统的智能驾驶技术发展趋势

随着汽车智能化的发展,汽车底盘正由传统底盘向线控底盘过渡。为了追求更高的执行精度、更快的响应速度及更好的安全性,智能驾驶汽车要求底盘系统能够尽可能取消执行机构间的机械连接,用电信号来传递指令。其中,线控转向是线控底盘中控制横向运动的核心部件,是汽车高阶智能驾驶的重要执行机构。文章介绍了转向系统发展历程,讨论了线控转向技术难点和优势。分析了国内外几种典型无人车的转向系统和应用特点。阐述了汽车智能化是未来发展趋势,线控转向系统是高阶智能汽车的核心执行机构之一,并对基于线控转向系统的智能驾驶技术进行了展望。     

发展中的现代汽车转向系统

转向系统是汽车底盘的重要组成部分,转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性,它对于确保车辆的行驶安全、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要作用。随着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（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS）,     

汽车电动助力转向控制系统研究

节能、舒适、廉价是汽车消费者对汽车的基本要求,也是是现代汽车技术追求的主要目标,集中体现了现代汽车工业的发展方向。汽车转向系统的性能在节能、环保及舒适方面具有非常重要的作用。传统的助力转向系统己不能满足其发展的要求。随着汽车技术的发展与电子技术的不断进步,电动助力转向系统已经成为汽车助力转向系统发展的一种趋势。     

电动转向和主动转向的发展趋势

转向系统的电子化为先进安全汽车、辅助驾驶系统和自主驾驶车辆提供了友好的人机界面和有效的转向执行机构,是汽车集成控制系统与智能汽车的重要组成部分。     

浅谈转向技术的发展

随着汽车车速的提高，对汽车行车的主动安全性、转向舒适性和转向精度的要求也就越来越高。本文介绍了现代转向技术的最新发展，普提高汽车行吮的主动安全和被动安全性，今后的转向器不但应具有变传动比，而且传动比还应随车而变化。在结构上提出了几种改进方案。     

应用新技术的转向盘

转向盘（Steering Weel)由于是在驾驶汽车时离驾驶员位置最近、双手操纵最方便的部件，所以转向盘除了具备操纵汽车转向的基本功能外，现在越来越多的新技术应用于转向盘，使之具有越来越多的其他功能，提高了驾驶的舒适性和乐趣。如：     

基于模糊PD控制的电动助力转向系统建模及仿真分析

汽车电动助力转向系统的基本功能是利用电机产生助力力矩帮助转向。与传统的转向系统相比该系统结构简单，灵活性大，能较好地满足汽车转向性能的要求；在操纵舒适性、安全性、节能等方面也充分显示了其优越性。本文对汽车电动助力转向系统的结构及其动力特性分析，建立数学模型，设计了一种自适应模糊PD控制系统。并进行了仿真研究。仿真结果表明，基于模糊PD控制的EPS比传统PD控制具有更好的助力特性和抗干扰能力。     

基于模糊PD控制的电动助力转向系统建模及仿真分析

汽车电动助力转向系统的基本功能是利用电机产生助力力矩帮助转向。与传统的转向系统相比该系统结构简单，灵活性大，能较好地满足汽车转向性能的要求；在操纵舒适性、安全性、节能等方面也充分显示了其优越性。本文对汽车电动助力转向系统的结构及其动力特性分析，建立数学模型，设计了一种自适应模糊PD控制系统。并进行了仿真研究。仿真结果表明，基于模糊PD控制的EPS比传统PD控制具有更好的助力特性和抗干扰能力。     

编者的话

汽车技术的不断升级,将带给人们更出色的驾驶体验。比如各种助力转向技术,HPS（液压助力转向）、EPHS（电液助力转向）和EPS（电动助力转向）,在驾驶辅助中扮演了重要角色。世界主要的转向技术供应商正致力于推出更先进的系统,以增强安全性、驾驶舒适性和车辆稳定性,并进一步实现节能减排。     

乘用车电控转向系统的发展趋势

本文介绍了乘用车电控转向系统的发展概况。转向系统是汽车上驾驶者与其紧密接触的操控装置,其发展应考虑人因工程和驾驶安全两个方面。转向系统电控化是汽车技术发展对转向系统提出的必然要求,也是提高驾驶舒适性和安全性的基本途径。按照电控转向系统的发展历程,本文综述了电动助力转向系统、前轮主动转向系统、前轮线控转向系统以及后轮线控转向系统的结构及工作原理、关键技术以及进一步发展所面临的挑战;从结构简洁、布置方便、修正驾驶者过渡操作等方面来看,线控转向系统是电控转向系统的发展趋势。     

汽车高速方向盘摆振问题整改

解决摆振问题可提高驾驶的安全性和舒适性,文章探讨了某车型在高速时方向盘发生摆振问题的解决办法,通过改变相关件振动频率及阻尼特性来验证摆振问题。最后通过调整下摆臂衬套和转向系统相关零部件参数解决了此车的高速摆振问题,结果表明摆振的原因为系统共振所引起,通过吸收及改善此车况下的系统振动便可解决此类共振问题。     

汽车动力转向系统可变助力特性的设计

通过理论分析、数值仿真和经验统计等方法,对可变助力转向系统的助力特性进行研究,提出一种基于驾驶员路感的可变助力转向特性设计方法,并对其进行整车仿真试验.结果表明:所得到的可变助力特性,不仅能满足低速行驶转向时的轻便性要求,而且可保证在高速行驶转向时有合适的路感和必要的稳定感.     

丰田汽车电子控制动力转向系统的使用与检修

电子控制动力转向系统可根据车速或发动机的转速自动调节转向动力的放大倍率,实现高速行驶时转动转向盘的力自动增大,低速行驶时则转动转向盘的力自动减小,提高整车的操纵稳定性和行车安全性。本文在介绍丰田(TOYOTA)汽车电子控制转向系统组成、原理的基础上,着重讨论其正确的使用和检修方法。     

浅谈智能驾驶对转向系统的发展影响

随着汽车及零部件行业的飞速发展,助力转向系统技术也得到了飞速发展和更新换代,从最初的机械助力转向,到液压助力转向,再到电动助力转向系统。尤其是随着当前汽车行业智能驾驶和车联网的发展,电动助力转向系统的高级功能开发和技术进一步提速,通过冗余设计从而来支持整车自动驾驶技术。     

制动与转向协调动作的车辆避撞控制研究（双语出版）

为了弥补现有汽车避撞控制策略以及碰撞风险评价指标单一的不足，提出转向和制动协调的主动避撞控制系统。首先规划了五次多项式换道路径，在对其理论分析的基础上得到转向临界避撞距离和与目标车道车辆的安全距离约束。其次，考虑道路附着系数和系统延迟的影响，基于制动过程给出制动临界避撞距离，并以纵向行驶安全系数ξ和碰撞时间倒数T^-1_TC划分安全行驶区域，利用驾驶人实车跟车数据标定稳态跟随/定速巡航区域的阈值。随后，通过转向/制动临界避撞距离的对比给出2种避撞方式的安全收益范围。最后搭建Simulink/CarSim联合仿真模型，并对其进行不同初始条件下的避撞仿真试验。研究结果表明：转向操作在制动距离不足时仍是有效的；当主车高速近距离接近静止前车时，主车可以顺利采取转向换道动作，而常规ACC系统在2.5 s处的车间相对距离为-0.76 m，事实上已经发生了碰撞；当相邻车道前车与主车纵向间距不满足换道安全距离约束时，避撞控制系统进入紧急制动模式，最大制动减速度达到-0.8g（g为重力加速度），实际最小车间距为5.1 m；通过转向和制动的协调动作，充分发挥了车辆的避撞潜力；ξ和T^-1_TC指标的融合，可以更好地评估碰撞风险并实现不同控制模式的转换，在保证行车安全的同时可避免过分制动给乘客造成的紧张感。     

基于SIMULINK的汽车高速行驶姿态的影响因素分析

基于MATLAB/SIMULINK,以3自由度汽车非线性动力学模型为基础,建立仿真模型对汽车行驶姿态进行仿真研究,并且模拟了汽车在极限行驶工况下的行驶姿态,较低的行驶速度,适当增加侧倾转向系数可以提高汽车的操纵稳定性。前正/后负车轮外倾角可以保证汽车在高速转向/制动时保持一定的恢复横摆力矩,提高行驶安全性。改变侧倾阻尼系数对高速转向的操纵性影响不大而对行驶的平顺性有较大影响。     

宝马主动转向技术概述

回顾了车辆转向系统的发展历程。指出,相比于线控转向,主动转向技术是今后发展的主要趋势。详细介绍了主动转向系统的结构和组成,以及核心部件双行星齿轮机构的工作原理及工作模式。叙述了该系统变传动比、稳定车辆等功能的实现原理,并指出通过与其他动力学控制系统一起实现底盘一体化集成控制将是主动转向技术未来的发展方向。     

汽车电子转向技术发展与展望

汽车电子转向系统是一种全新概念的转向系统，其取消了转向盘和转向车之间的机械连接，通过软件协调它们之间的运动关系，可以实现一系列传统转向系统无法实现的特殊功能。它可以实现传动比的任意设置，并对随车速变化的参数进行补偿。并且可以和ABS、汽车动力学控制、防碰撞、单个车轮转向、轨道跟踪、自动侧向导航等功能相结合，实现对汽车的整体控制。综述了国外汽车电子转向技术的研究现状，介绍了电子转向系统的结构及性能特点，阐述了电子转向系统的关键技术、主要问题及解决方法，并展望了电子转向系统的发展趋势。     

汽车线控转向系统的关键技术及发展前景

线控转向（ Steer-By-Wire,SBW）系统,指通过通讯网络连接各部件的控制系统,取消了传统的机械式转向装置,转向器与转向柱间无机械连接。该系统转动效率高,响应时间快,降低车辆底盘开发成本,改善车辆驾驶特性,并且利于环境的保护,在一定程度上提高了车辆的操纵稳定性、汽车碰撞安全性和整车主动安全性等。主要研究了汽车线控转向系统的关键技术,对线控转向技术的发展进行了前景的展望。