轿房车线控转向系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，随着电子和控制技术的不断发展，制动防抱死系统abs、牵引力控制系统tcs、电子稳定性控制系统esc以及主动悬架系统ass等底盘电控系统已经在汽车上得到了广泛应用，这些电控系统的应用使汽车的操纵稳定性、主动安全性和驾驶舒适性等性能都得到了较大提高。在电控转向系统方面，主动前轮转向系统afs、主动后轮转向系统ars和四轮转向系统4ws的应用，改善了汽车转向角传递特性和转向响应特性，提高了汽车的操纵稳定性。液压助力转向系统hps、电动液压助力转向系统ehps和电动助力转向系统eps在汽车上的应用，改善了汽车转向力传递特性，有效地降低了驾驶员的转向负担。

然而目前转向系统却仍处于机械连接阶段，导致汽车的转向特性随车速、方向盘转角以及路面附着条件的变化呈强非线性时变特性。为了控制汽车沿驾驶员期望的路径行驶，驾驶员必须时刻调节自身的特性，这增加了驾驶员的精神和体力负担，特别是非职业驾驶员往往难以适应。当遇到复杂工况（如对开路面、侧向风和低附着路面等）时，驾驶员将很难控制汽车，容易发生交通事故。因此，各国研究学者都在不断研究新的转向技术，以期解决上述问题，线控转向系统(steering-by-wire system，sbw)应运而生^[1]。

国外对sbw系统的研究开始于20世纪50年代，但是由于当时电子和计算机技术的限制，只是进行了初步的研究，渐渐地在九十年代中期美国delphi公司成功开发出sbw系统原型样机，并与意大利菲亚特公司合作进行了实车sbw系统匹配试验研究；德国zf公司在成功开发eps系统的基础上也对sbw系统进行了研究，目前已经有sbw系统产品上市等等^[2]。不难发现国外各大汽车制造商和零部件生产厂商，都已开发出匹配有sbw系统的概念车或sbw系统原型样机。鉴于国外汽车制造商对sbw系统的重视，许多大学和科研院所等也开展了对sbw系统的研究，取得了许多研究成果。美国斯坦福大学paul yih等通过建立状态观测器实现了对汽车质心侧偏角的估计，设计了基于状态反馈的闭环控制策略，通过sbw系统主动控制前轮转角，校正汽车的运动状态，提高汽车的操纵稳定性和主动安全性；日本东京大学的motoki shino等设计了基于车速和方向盘转角的前馈补偿器以及汽车横摆角速度的反馈补偿器等等^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计创新设计的轿房车，目前市场上没有，是全新的车型，轿房车定义为：平常作为轿车使用，出去旅行是可以变形成房车，简称轿房车，类似轿跑车。本次设计的原型车为2004款本田cr-v，在此基础上，对其转向系统进行改造，由原来的机械液压助力转向系统，改造成为线控转向系统(sbw)。主要设计内容包括：

（1）分析国内外线控转向系统结构型式；线控转向的结构一般是分为前轮线控和四轮独立线控，本文将采取前轮线控结构。汽车线控转向系统的硬件结构分成了转向盘模块与前轮转向执行模块两个部分，而sbw控制系统将接替原来转向传动轴的功能，以及自动防故障系统和电源等辅助系统组成。

（2）确定线控转向系统设计方案；在2004款本田cr-v的基础上对该转向系统进行重新设计,首先设计传统的线控转向系统，基于传统的线控系统，在传动过程中加一个离合器控制的机械连接，当线控系统出现问题，离合器结合转向系统成为eps转向系统（路感电机此时成为助力电机）；当线控系统没有出现问题，离合器处于分开状态，由线控转向系统控制转向。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 郑宏宇.汽车线控转向路感模拟与主动转向控制策略研究[d].吉林大学, 2009.

[2] 杨胜兵.线控转向系统控制策略研究[d].武汉理工大学, 2008.

[3] 陈家瑞.汽车构造[m].北京:机械工业出版社.2000.