基于线控转向的路感仿真模拟应用*

魏 波，徐 颖

(深圳大学 机电与控制工程学院，广东 深圳 518060)

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随着汽车电控技术的进步和消费者对汽车驾驶性能的关注越来越多，线控转向(Steering By Wire，简称SBW)应运而生，现已经成为汽车转向系统的发展方向[1]。与传统的电动助力和液压助力转向相比，线控转向取消了传统转向系统中方向盘与转向车轮之间的机械连接，可以不受系统机械结构限制自由设计转向角传动比，解决了传统纯机械转向系统在“轻便”与“灵敏”上的矛盾，从而提高了汽车的操纵稳定性和舒适性。但是，这也导致地面信息无法直接反馈给驾驶员，给行车安全带来极大隐患，所以路感模拟显得尤为重要[2-3]。路感是驾驶员转动方向盘时感受到的方向盘反作用力，这个力与整车和轮胎的受力、运动状况有关，良好的路感是驾驶汽车不可缺少的反馈信息。

SBW系统中，路感由方向盘模块中的路感模拟执行电动机输出力矩模拟生成。目前路感模拟方法主要分为以下三种：①传感器测量法，通过传感器测量转向齿条受力并将其作为路感模拟的参数反馈给驾驶员；②经验参数拟合法[4]，通过分析汽车的状态变量如车速、侧向加速度、方向盘转角等对路感的影响，利用这些参数拟合得到路感力矩的经验函数关系式；③转向系统动力学建模法[5-6]，采用车辆动力学模型结合整车、轮胎力等参数计算路感反馈力矩。直接计算法虽然简单，但难以保证模拟精度。本文利用稀土型永磁直流电机输出的扭矩与输入的电流具有良好线性度的特点，设计电机控制板电路，通过控制输入路感电机的电流控制输出扭矩来模拟路感。……