基于助力轉向控制的汽車響應提升

?

基于助力轉向控制的汽車響應提升

防抱死系統、牽引力控制系統和電控動力系統的發展使得通過控制橫擺力矩來提升汽車穩定性成為可能。采用以轉向盤轉角為輸入的前饋控制優化策略，改善車輛響應的同時減小了車身側偏角，旨在提升車輛對駕駛員的輸入響應。將控制策略在14自由度模型上進行仿真，分析車輛響應和操控性能。

應用簡化的橫擺動力學模型（式1）進行助力轉向控制算法的開發和理論分析。在該模型中，忽略車輪載荷轉移和懸架系統影響，采用線性輪胎模型（側向力和側偏角成正比）估算側向力。簡化模型如圖1所示。

模型數學表達式：

改善了車輛對轉向盤輸入的響應，降低了慣性力矩的影響。提出的控制方法在變線和避免碰撞方面很有意義。汽車操控性通過測量車輛側偏角獲得。在基于橫擺力矩的控制算法中，控制力矩和轉向盤轉動的角速度成比例關系，可提高車輛的響應速度。

通過仿真對控制算法進行了驗證。為測試傳感器誤差對橫擺角速度的影響，將步長為0.1s，信號與噪聲振幅比為10的白噪聲輸入至轉向盤輸入端。仿真試驗結果表明，開發的控制系統在車輛線性行駛區域具有良好的控制效果，對傳感器精度的要求低于現有穩定性控制系統對車速傳感器和轉向盤轉角傳感器精度的要求。

Prashanth Kr. Vaddi. SAE 2014-01-0109.

編譯：白洪濤