主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型和控制器的設(shè)計(jì)與評(píng)估

主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是BMW公司開發(fā)的用于乘用車的新轉(zhuǎn)向技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電子控制轉(zhuǎn)角和駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的疊加，優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接還存在，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

開發(fā)了主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向模型和控制器，以確保汽車的響應(yīng)符合駕駛員的意圖，同時(shí)防止汽車進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)。主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向可以通過干預(yù)前輪轉(zhuǎn)角改善汽車的響應(yīng)。提出的主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向模型基于4個(gè)部分，每個(gè)子系統(tǒng)都可以用一系列的微分方程來表示。該模型可以通過改變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比模擬轉(zhuǎn)向助力功能。同時(shí)，根據(jù)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向模型開發(fā)了滑模控制算法，提高了車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)的穩(wěn)定性，使得橫擺角速度與參考值保持一致。

此外，提出了基于該模型的集成動(dòng)態(tài)控制算法，該方法用來驗(yàn)證集成制動(dòng)系統(tǒng)后主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向的性能，其包含了主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向和后輪的直接橫擺力矩控制。模型和控制器在不同駕駛條件下進(jìn)行了測(cè)試，包括濕的柏油路面、雨雪覆蓋的路面、不同附著系數(shù)的路面。

試驗(yàn)結(jié)果表明，主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)良好的助力轉(zhuǎn)向功能，在運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性方面也有良好的表現(xiàn)；控制器的控制效果也令人滿意，在不同附著系數(shù)的路面上車輛能夠保持直線行駛。

Jeonghoon Song.SAE 2014-01-2000.

編譯：白洪濤