汽车线控转向系统节能设计研究综述

3 技术关键与应用前景

实现汽车线控转向节能设计理论和方法研究需要解决以下关键技术：
（1）路感预测与模拟控制策略节能设计研究
如何产生驾驶员能够感知到汽车的实际驾驶状况和道路状况，是实现解决线控转向的技术关键所在。基于节能设计的路感模拟控制策略及路感电机控制算法，在保证方向盘路感性能要求的条件下，实现路感模拟系统更低的能量消耗。
（2）转向机构及控制策略节能设计方法研究
电驱动转向系统的研究，其核心技术为控制策略的设计。线控转向系统控制策略重点研究理想可变传动比和控制策略的节能设计、驱动电机力矩动态波动的节能控制策略和算法，更好的道路感知策略和控制道路干扰和传感器噪声控制策略等方面进一步优化和提高转向系统的动态性能和稳定性。在期望横摆角速度增益和侧向加速度增益不变的情况下研究传动比的设置，通过综合控制可以解决上述问题。
（3）转向控制与转向动态稳定性研究
转向动态稳定性包括转向电机动态稳定性和汽车转向稳定性两个方面。基于结构的节能设计，研究出理想的转向器变传动比，这样在转向盘小转角时转向系统需要灵敏为主要目标，反之在转向盘大转角时以“轻”为主要目标。线控转向系统的电动机具有弹簧阻尼的效果, 可以减少路面的不平整对转向盘的冲击力以及车轮不平衡引起的震动，这样的效果就减少了驾驶员的“路感”。使用模拟路感的节能控制策略以及模拟路感的电机震动控制技术，能够有效地解决电机动态稳定性这一问题。理想状态下，转向传动比随方向盘转角及车速变化而变化，采用理想转向传动比的线控转向系统，其转向传动比要比采用固定传动比的线控转向系统的要小，这样能够减少前轮转角稳定性控制下方向盘的转角输入，同时减轻驾驶员的体力负荷；当车辆进行并线、变道操作时，使用转向理想传动比的方式会使转向更好的灵敏性，其能够更加及时地感知到转向响应，有效的避免转向延误造成的换道过急，提高汽车转向的稳定性。
（4）节能设计理论和方法研究及系统能耗分析
线控转向节能设计研究当前还主要集中在节能控制理论和方法研究，节能控制策略设计，提高系统稳定性和可靠性方面。SBW系统电功率消耗大，结合SBW系统能量消耗特点，设计合理的节能策略是一个关键的技术问题。目前，这方面的研究还很少，因此，在此方面开展探索性研究对实现整车节能降耗是非常必要和必须的。
4 结束语
汽车线控转向系统符合环保、节能和安全的汽车技术发展方向，是系统科学、控制理论与机械、力学、电子与能源等学科领域的交叉研究，是国民经济支柱产业——汽车产业中关键技术问题的基础性研究，是机械结构和系统动力学与汽车智能化线控类技术的一个分支，具有良好的应用前景。