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线传操控系统在智能驾驶中的应用
2020-11-16 21:44:56· 来源：ATC汽车底盘 作者：吴晓东
智能驾驶车辆功能实现的核心组成汽车转向系统的发展缺点燃油经济性差转向特性调整烦琐转向系统与发动机相连， 当发动机熄火时不能提供 助力电动助力转向（EPS）
智能驾驶车辆功能实现的核心组成
汽车转向系统的发展
缺点
- 燃油经济性差
- 转向特性调整烦琐
- 转向系统与发动机相连， 当发动机熄火时不能提供 助力
电动助力转向（EPS）
优点
- 只在转向时电机才提供助力 ，可降低燃油消耗
- 转向助力由软件调整，能够 兼顾低速时转向轻便性和高 速时的操纵稳定性
- 结构紧凑，质量轻便 缺点
- 无法实现主动转向
线控转向（SBW）
优点
- 灵活传动比。
- 提高汽车操作的稳定性。
- 提高驾驶安全性。
- 节省资源便于维修。
- 满足了汽车电子转向技术的需求。
- 有利于系统集成控制。
大部门智能驾驶功能都直接和转向技术相关
自适应巡航（ACC）
自动紧急制动（AEB）
车道偏离预警（LDW）
车道保持辅助（LKA）
自动泊车辅助（APS）
自动换道辅助（LCA）
智能驾驶中的典型应用
提升驾驶安全性
智能驾驶中的人机交互控制问题
- 智能车辆的驾驶安全性
- 智能驾驶中的人机交互控制问题--安全
- 人马共驾原理--人机共驾理论
关键问题：驾驶员和机器驶机理的差异性和冲突,需要研究驾驶员行为模 式的个性化物理表征，形成基于驾驶权分配机制的人机共驾交互理论
案例：基于行驶安全空间裕度的智能超车换道控制 通过变道域面积评估选择最佳换道切入空间，结合当前行驶姿态和目标 .
行驶姿态以及动力学限制，基于QP二次规划完成换道控制的横向和纵向路径规 划。结合对车辆未来行为能力的预估分析，实现最优的路径跟随控制。
智能车辆的驾驶舒适性
可变传动比技术：
• 实现低速转向轻便和高速转向稳定的可变传动比技术
•实现跟随驾驶员意图的车辆稳定性控制技术
线控系统的动力学可变传递特性
发挥线控系统的物理解耦优势，实现转向特性的可变传递设计
可变传动比指标设计方法
由各单项指标的加权平均可得总优化函数J ：
个性化的路感模拟设计方法
智能车辆的驾驶个性化
引入基于车辆操控稳定性指标进行更深入的客观评价分析，获得不同路感参数 设置和驾驶操纵特性的映射关系。
SBW系统模型及核心算法
线控转向系统研究目前还没有统一的成熟方案，通过文献调研分析 相关研究的核心是算法的设计：
• 正向--转角传递跟随控制
• 逆向--力感回馈模拟控制
线控转向指令跟随算法案例
要求转向轮迅速响应驾驶员的转向意图，解决在复杂未知路面、信号传递延 时等情况下如何保持转向实时性、精确性。
线控转向路感反馈算法案例
线控系统没有机械连接，需要通过电机模拟实际的路感反馈给驾驶员，遥操 作过程中路面反力的在线观测一直是研究的难点
系统模型设计方案
方向盘模块系统动力学模型
转向执行系统动力学模型
总结和展望
- By-wire线控系统的物理解耦优势提供更广阔的智能驾驶 操控可能，如何设计定义操控传递参数来优化车辆行驶 动力学特性具有巨大意义。
- 驾驶人和智能系统之间的协同共驾涉及行驶安全和驾驶舒适性，线控系统可以作为人机交互的重要桥梁。
- 为了更加高级的智能驾驶系统需要转向系统和制动系统的协调工作，转向和制动行业会出现兼并重组
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