汽车线控技术系列6----线控转向的力反馈系统.pptxVIP

2-3线控转向的力反馈系统根据力反馈作用原理的不同，线控转向系统提供转向盘阻力矩的执行机构有基于电机提供力反馈、基于磁流变液提供力反馈、操纵杆、基于液压作用等多种结构形式。1)基于电机的线控转向系统路感反馈装置下图显示了力反馈执行机构采用电机的线控转向系统结构简图。电机可采用无刷直流电机。转向轴的一端与转向盘连接，另一端与电机的蜗杆传动减速器中的轮连接。蜗杆与电机输出轴连接。主控制单元发送转向盘反馈力矩目标值到力反电机的驱动电路，控制电机的输出力矩，调节路感的大小，主控制单元综合左、右横拉杆力信号，进行力矩值查表，产生目标转向盘反馈力矩值输出到转向盘执行机构。

2-3线控转向的力反馈系统1一转向柱;2一力反电机;3一电机转角传感器;4一力反馈电机照动电路:5一主控制单元;6一转向电机驱动电路;7一转向电机转角传感器;8一转向电机:9一丝杠传动;10一车速传感器;11一蜗杆传动减速器

2-3线控转向的力反馈系统1一转向盘执行机构:2一转向盘转矩传感器;3一转向盘转角传感器;4一转向盘力反馈总成;5一车速传感器;6一车速信号;7ー前轮转角目标值;8一车轮转向单元;9一左横拉杆力信号:10一右横拉杆力信号1ー主控制单元;12一力矩目标值;13一转向盘力矩信号:14ー转向盘转角信号:15一左横拉杆力传感器16一右横拉杆力传感器;17一车轮转角传感器

2-3线控转向的力反馈系统2)基于磁流变液的可调路感反馈装置利用磁流变液具有“液”、“固”态瞬间转换的可逆性和可控性对阻尼力实施控制，能量消耗较低、结构简单、成本低廉、可靠性高。低成本磁流变液的测试与讨论结果显示，磁流变液能够满足力反馈安全可靠的需要。如图所示，基于磁流变液的新型转向盘触感反馈装置，包括磁流变液、线圈、转子、控制器等。转向盘通过转向轴与磁流变液触感反馈装置连接。壳里充满磁流变液，转子对磁流变液的机械阻力和黏度敏感。可采用遗传算法进行磁流变液阻尼器阻尼力与位移和速度的非线性模型参数识别。基于磁流变液的可调路感反馈装置工作原理见图。控制单元接收转向盘转矩或位置等传感器的信号，控制线圈中的电流变化，进而控制产生的磁场，磁流变液的黏度随磁场变化而变化。增加磁流变液的黏度时，转子自由旋转的阻力增加，驾驶员通过转向盘感受到转动阻力的变化。

2-3线控转向的力反馈系统1一转子;2一线圈;3一磁流变液;4一转子5一壳;6一转向轴;7一转向柱罩;8一叶片

2-3线控转向的力反馈系统3)采用操纵杆的新型转向盘力反馈装置线控系统可替代现有的转向盘、踏板而开发新型的人机界面，例如操纵杆，其优点主要体现在三方面:第一，改进人机工程学和驾驶室的设计。驶员只需抓住操纵杆而不必再将一双手放在转向盘上、双脚于踏板上。仪表和控制器等也有了更灵活的布置空间，使90％以上的驾驶员对仪表和道路有较好视野。第二，增强被动安全性。没有了转向盘、转向管柱、踏板等在汽车发生碰撞时会进入乘员空间的部件，驾驶员安全缓冲空间更大。第三，操纵杆上面设有加速、制动、转向等按钮，便于有身体障碍的人士驾驶车辆驾驶员通过操纵杆力输人向线控系统ECU发送力信号，实现驾驶时同时转向制动或加速的作用。操纵手柄可以在支撑座上自由转动，在操纵杆底面的前、后、左、右四个位置处采集力的信号，力的大小通过膜片弹簧的形变体现出来，通过应变片的测量得出此时驾驶员施加的力，系统ECU计算得到驾驶员所需要的转向、加速或者制动等驾驶意图。

2-3线控转向的力反馈系统采用操纵杆形式，驾驶汽车就像玩游戏一样轻松。通用的线控燃料电池概念车Hy-wire(2002年)上安装了SKF为其设计的线控转向系统。由图可见，传统汽车上的转向柱与转向盘被一个彩色的小屏幕和两个手柄代替。加速时司机只需转动手柄，减速时则只需位于同一手柄上的刹车制动器，转向时只需上下滑动手柄即可。转向时，驾驶员只需向左/右推操纵杆，施加一个横向力。操纵杆的偏转程度向驾驶员提供转向轮的实际位置信息。加速时，向前推操纵杆，加速快慢与施加的推力成正比;制动时，向后拉操纵杆，制动强度与施加的拉力成正比。但这种新颖的操纵杆目前只在概念车上采用。

2-3线控转向的力反馈系统