[01528958]基于磁流变液的线控转向力反馈系统关键技术研究

目前,国外汽车技术发展的一个重要方向是采用线控技术。在传统的汽车中,驾驶员通过方向盘、刹车踏板、油门踏板、换挡机构等来操纵汽车,而这些操纵机构与最终的执行机构之间一般是通过机械、液压等机构进行联系的。与此不同的是,在采用线控技术的汽车中,方向盘、刹车踏板、加速踏板等与其对应的执行机构并没有直接的机械连接,而是采用电气联系：驾驶员操纵方向盘、刹车踏板、加速踏板等所产生的指令首先被转换为电信号、然后经由电缆传递到控制单元、控制单元根据收到的驾驶员指令和车辆运行状态按照一定的算法产生控制指令并经信号电缆送到执行机构、最终由执行机构控制车辆按指令要求运行。 线控转向系统一般包括方向盘总成、转向执行机构总成和主控制器（ECU）。方向盘总成将驾驶员的转向意图（即方向盘转角）转换成主控制器可以接受的数字信号,同时产生回正力矩,提供路感;转向执行总成执行主控制器的命令,控制转向轮的转动,实现转向意图。 国内对线控转向系统力反馈的研究主要集中在一些高校,着重于控制算法等理论研究,即仍处于起步阶段。武汉理工大学利用电磁施力器作为方向盘力反馈执行机构,设计了模糊PID混合控制器;后来又采用电机作为方向盘力反馈执行机构,设计了由模糊算法和PID算法控制力反馈电机的方案,进行了路感模拟和变传动比转向的研究。吉林大学研发了小型固定式车辆模拟器,可为驾驶员提供逼真的驾驶环境,其它国内外对此也有不少研究。 磁流变液作为一种在磁场作用下可进行固液转化的新型智能材料,在机械工程的控制领域应用相当广泛。本项目利用磁流变阻尼研究汽车线控转向系统中的力反馈系统的关键技术。在传统的汽车中,作用于转向轮上的转向阻力矩会经由机械传动到方向盘上,使驾驶员产生手感（或称之为“路感”）。路感实际上是反馈给驾驶员的车辆运行状态信息和路面信息,驾驶员可据其调整驾驶操作。经验和研究都表明路感对于驾驶的重要性。然而,在采用线控转向技术的车辆中,方向盘与转向机构之间没有机械连接（而是采用电气联系）,所以直接的路感传递是不可能的。为此,线控转向系统要提供一套机构来根据车辆运行状态等来模拟路感（或称之为“力反馈”）。 力反馈系统是汽车线控转向系统不可或缺的部分,其研究具有理论和应用意义。