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无传感器式交流电动助力转向系统直接转矩控制郑太雄;周花;古宏鸣【摘要】永磁同步电动机驱动的电动助力转向系统已成为发展方向,为适应交流电动机特点,基于模糊规则的助力-回正特性,采用扩展卡尔曼滤波估算定子磁链与位置,利用直接转矩控制算法对助力电动机进行控制,以提高电动机响应速度与精度.参照国标对该系统的转向轻便性与回正性能进行了仿真,结果表明提出的系统在电动机助力后转向效果明显,方向盘平均操作转矩减小45％,转向轮回正时间缩短了50％.台架试验结果显示,系统动态响应快,能够很好地完成助力控制目标.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2014(045)003【总页数】6页(P7-12)【关键词】电动助力转向;永磁同步电动机;直接转矩控制;助力-回正控制;扩展卡尔曼滤波【作者】郑太雄;周花;古宏鸣【作者单位】重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究中心,重庆400065;重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究中心,重庆400065;重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究中心,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】U463.44+4引言电动助力转向（EPS）系统是汽车助力转向系统的发展方向［1－3］，而助力电动机及其控制是EPS系统中关键技术之一。
永磁同步电动机（PMSM）以其效率高、体积小、温升低等优势缩短了EPS系统从小型轿车到中大型客车应用的发展周期［4－5］，克服了直流电动机寿命短、功率密度低、换向损耗等缺点，是高性能EPS系统的发展趋势［6］。
基于PMSM的EPS系统研究在国外比较成熟［7－9］。
国内EPS系统基本还是以直流电动机为主，将PMSM作为助力电动机仅限于学术研究。
冯英本等［10］提出将 PMSM作为 EPS系统助力电动机，探讨了采用脉动高频信号注入法观测电动机转子位置的可行性以及对转矩脉动的影响。
以上研究或存在繁琐的坐标变换和磁场定向问题，或存在设计过于复杂导致可操作性不强等问题，并且系统助力特性也都借用直流电动机广泛采用的直线型、折线型和曲线型3种助力曲线，这些助力特性不能满足交流电动机驱动的EPS系统的要求。
1齿轮齿条式转向器简介1.1齿轮齿条式转向系转向系是通过对左、右转向之间的合理匹配来保证汽车能沿着理想的轨迹运动的机构，它由转向操纵机构转向器和专项传动机构组成。
齿轮齿条机械转向器是将司机对转向盘的转动变为或齿条沿转向车轴轴向的移动，并按照一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。
机械转向器与动力系统相结合，构成动力转向系统。
高级轿车和中兴载货汽车为了使转向轻便，多采用这种动力转向系统。
采用液力式动力转向时，由于液体的阻尼作用，吸收了路面上的冲击载荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。
1.2转向系设计要求通常，对转向系的主要要求是:(1)保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便;(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑;(3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小;(4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态;(5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员；(6) 转向器和专项传动机构因摩擦产生间隙时，应能调整而消除之。
2转向系主要性能参数2.1转向器的效率功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号η+表示，η+=(P1—P2)／Pl；反之称为逆效率，用符号η-表示，η-=(P3—P2)／P3。
式中，P2为转向器中的摩擦功率；P3为作用在转向摇臂轴上的功率。
为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。
为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。
为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求此逆效率尽可能低。
2.1.1转向器正效率η+影响转向器正效率的因素有：转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。
(1)转向器类型、结构特点与效率在前述四种转向器中，齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率比较高，而蜗杆指销式特别是固定销和蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。
一种新型线控转向路感模拟器的设计作者：文/ 张博郑良剑牛占占来源：《时代汽车》 2020年第13期张博郑良剑牛占占联创电子有限公司上海市201206摘要：随着国家2020 战略和新基建政策的落地，针对智能驾驶的投入和普及越来越高，线控转向成为量产的研究热点，而法规规定不能取消中间轴和方向盘，那么路感模拟成为很长时间的过渡方案，笔者通过研究目前路感模拟器的几种传动结构方式和控制算法，提出了自己的新型线控转向路感模拟器及其算法，并针对性的做了样机和算法台架试验认证，为在整车上匹配验证打下了坚实的基础。
关键词：线控转向路感模拟器算法结构Design of a New Type of Wire-steering Road Feel SimulatorZhang Bo，Zheng Liangjian，NiuZhanzhanAbstract： With the implementation of the national 2020 strategy and new infrastructure policies, investment and popularization of intelligent drivingare getting higher and higher, and wire-controlled steering has become a research hotspot for mass production.Regulations require that theintermediate shaft and steering wheel cannot be cancelled. Wire-controlled steering has become a long-term transition plan. By studying severaltransmission structure methods and control algorithms of the current road feel simulator, the paper has proposed its own new type of wire steeringthe whole vehicle.Key words：steer-by-wire, road feel, simulator, algorithm, structure1 前言线控技术最初是在飞机控制系统上出现，1972 年NASA 推出应用，对比传统的机械和液压系统，线控系统在飞机的性能反方面表现的更为出色。
多轴转向车辆转向轴设计摘要：多轴转向车辆转向机构是车辆转向时实现内、外轮理想转角关系的核心部件。
多轴转向车辆在低速时前后轮转角方向相反，使汽车具有更好的机动性，多轴转向车辆承载能力强，转弯半径小，在转向时能够改善汽车对转向盘输入的动态响应特性，一定程度上改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态响应型指标，越来越受市场欢迎。
关键词：多轴车辆；转向轴；转向机构Multi-axle steering vehicle steering shaft designAbstract:Multi-axle steering vehicle steering mechanism is vehicle steering implementations, ocean shipping, the ideal Angle relationship of core parts. Multi-axle steering vehicle in front and rear wheels steering Angle at low speed in the opposite direction, that car has better mobility and multi-axle steering vehicle carrying capacity is strong, small turning radius, in turn can improve the motor dynamic response of steering wheel input, to some extent improve the transient response of the yawing angular velocity and lateral acceleration type indicator, more and more popular with the market.Key Words:Multi-axis vehicle; Steering shaft; Steering mechanism1 引言近代随着世界经济的不断的蓬勃发展，大吨位的重型车辆不断的出现。
麦弗逊悬架回正⼒矩计算.回正⼒矩计算By calyz2004整理采⽤麦弗逊结构的独⽴悬架,前转向轮的回正⼒矩主要由侧偏⼒、主销内倾和纵向⼒提供。
现分述如下:1. 侧偏⼒产⽣回正⼒矩侧偏⼒产⽣回正⼒矩的⼒臂来⾃两个⽅⾯。
⼀是主销后倾产⽣的主销后倾拖矩;另⼀是轮胎侧偏特性产⽣的⽓胎拖距。
计算轮胎侧偏⼒的轮胎模型有多种,⽽由Fiala 轮胎模型计算侧偏⼒较为准确且参数较容易获得。
因此,选⽤该轮胎模型且考虑前轮定位参数影响,使⽤该侧偏⼒修正模型,得出:γµφφφγk F F z y ++?= 27131(32 (1式中 y F 是车轮的侧偏⼒; z F 是轮胎垂直载荷; µ是滑动摩擦系数; γk 是轮胎外倾刚度; γ是车轮外倾⾓; φ的量纲是侧偏⾓, µθφz F k tan =, k 是轮胎侧偏刚度, θ是轮胎侧偏⾓,在⼩侧偏⾓时0064. 0 5. 4(0267. 0+?=L θ,其中 L 是轴距。
具有主销后倾的车轮总拖距为:6t c R l ξξξα=+=+ (2式中:ξ是轮胎的总拖距; t ξ是⽓胎拖距; c ξ是主销后倾拖距; α是前轮主销后倾⾓; R 是轮胎静⼒半径; l 是轮胎接地印迹的长度。
关于轮胎接地印迹长度的计算本⽂选⽤Komandi 的轮胎印迹长度计算式,即:l =, 0.8510.70.450.6(0.5 CQ G b D pΔ=式中:D 是前轮名义外径; Δ是前桥垂直载荷下径向变形量; b 是轮胎宽度; C 和Q 是系数(C 是轮胎设计参数,斜交胎 =1.15,⼦午胎=1.5; 0.00150.42Q b =+ ; 1G 是前桥垂直载荷; p 是轮胎⽓压。
该公式参数易获取且计算较准确。
左右轮侧偏⼒产⽣的总回正⼒矩为:12cos y M F ξα= (3由于5α°<, cos 1α≈,将式(1 (2代⼊式(3得:12(6 y M F R l α=+ (42. 主销内倾产⽣回正⼒矩由于前轮主销内倾,前轮偏转时使前轮有抬⾼的倾向,使前桥产⽣位能⽽由其产⽣回正⼒矩。
某载货车转向回正性差的分析及优化刘聪;李海蛟【摘要】文章根据某载货车转向回正性试验测试结果,对转向回正性差的问题进行了问题原因的分析,在诸多因素中找出了前桥阻滞力矩大、主销后倾角小两个主要问题原因,制定针对性的优化设计方案.问题整改完成后进一步进行试验验证,验证结果达到了满意的效果.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)015【总页数】3页(P22-24)【关键词】转向回正性;原因分析;设计优化【作者】刘聪;李海蛟【作者单位】安徽江淮汽车集团有限公司技术中心,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团有限公司技术中心,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U462.1CLC NO.:U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-22-03随着汽车技术进一步的发展，对汽车的操纵稳定性也相应的提出了更高的要求，操纵稳定性是在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下、汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向半径给定的方向行驶，且遇到外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定性行驶的能力。
转向回正性是操纵稳定性中重要的指标，关系到驾驶人员驾驶舒适性、方便性、安全性等，国家有明确的相关标准对其进行要求和评价。
在实际汽车产品开发过程中，我们会常遇到转向回正性不好的问题。
本文结合谋载货车转向回正性测试结果，针对回正性差的问题进行了详细分析，罗列出诸多的因素，采用排除法确认导致问题的主要因素，制定出设计优化方案，进一步通过试验验证，对试验结果进行总结评价，最终达到理想的试验结果。
某载货车基本参数如表1所示，该车按照汽车操纵稳定性回正试验标准GB/T6323进行转向回正性试验，试验结果评价标准QC/T480，推荐要求得分≥60分。
在调试时，主观评价显示转向盘回正慢，回正角度小，必须时刻操纵转向盘，属于不能接受范围。
试验结果如表2所示，该车转向回正性实验总得分为43.5，不满足标准要求。
