基于助力转向控制的汽车响应提升



基于助力转向控制的汽车响应提升

防抱死系统、牵引力控制系统和电控动力系统的发展使得通过控制横摆力矩来提升汽车稳定性成为可能。采用以转向盘转角为输入的前馈控制优化策略，改善车辆响应的同时减小了车身侧偏角，旨在提升车辆对驾驶员的输入响应。将控制策略在14自由度模型上进行仿真，分析车辆响应和操控性能。

应用简化的横摆动力学模型（式1）进行助力转向控制算法的开发和理论分析。在该模型中，忽略车轮载荷转移和悬架系统影响，采用线性轮胎模型（侧向力和侧偏角成正比）估算侧向力。简化模型如图1所示。

模型数学表达式：

改善了车辆对转向盘输入的响应，降低了惯性力矩的影响。提出的控制方法在变线和避免碰撞方面很有意义。汽车操控性通过测量车辆侧偏角获得。在基于横摆力矩的控制算法中，控制力矩和转向盘转动的角速度成比例关系，可提高车辆的响应速度。

通过仿真对控制算法进行了验证。为测试传感器误差对横摆角速度的影响，将步长为0.1s，信号与噪声振幅比为10的白噪声输入至转向盘输入端。仿真试验结果表明，开发的控制系统在车辆线性行驶区域具有良好的控制效果，对传感器精度的要求低于现有稳定性控制系统对车速传感器和转向盘转角传感器精度的要求。

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

编译：白洪涛