线控转向系统是智能驾驶的核心底盘组件之一,实现了模块化结构,具有系统参数可调的特点,提高了车辆动力学系统设计的灵活性。然而,线控转向系统的转向盘模块和转向执行模块之间移除了机械连接,车轮和路面接触产生的路感信息无法直接反馈给驾驶员,影响驾驶员的转向感觉和车辆安全性,是限制其广泛应用的一个重要原因,因此需要对转向路感进行模拟,且由于驾驶员存在个体差异及状态波动,单一的路感反馈模式难以保证满足不同驾驶员的需求。针对上述存在的问题,本文依托于国家自然科学基金项目“基于驾驶员特性的新型线控转向系统控制机理和评价方法研究”(项目编号:51575223),在准确辨识驾驶员转向行为特性的基础上,确定不同类别驾驶员偏好的转向增益。通过调节路感反馈力矩模型参数和转向增益,设计符合驾驶员个性化需求的可调节路感反馈控制策略,不仅能产生类似传统转向系统的路感反馈,也实现了线控转向系统路感反馈与不同特性驾驶员的相适应,充分发挥了线控转向系统的性能优势,主要工作内容如下:(1)线控转向系统动力学建模及路感控制策略设计本文首先对路感产生机理和线控转向系统工作原理、性能特点进行分析,设计了用于可调节路感反馈研究的转向路感特性客观评价方法,建立了转向盘模块和转向执行模块的动力学模型。其次,将线控转向系统的路感反馈力矩分为主力矩和调节力矩两部分,调节力矩对主力矩起补偿调节作用,构建路感反馈力矩模型。(2)路感控制策略参数确定及模型验证确定路感反馈力矩模型中的各个调节参数并实现对路感电机输出力矩的有效控制,使电机实际输出力矩能准确跟随目标力矩。然后对路感控制策略进行仿真验证,试验结果表明通过改变模型调节参数,可以较好地实现对路感反馈力矩的调节作用,具有良好的路感性能,同时分析了调节参数变化时对各个路感评价指标的影响。(3)驾驶员转向行为特性辨识不同特性驾驶员对路感性能的需求不同,因此通过驾驶模拟器中心区转向试验获取反映驾驶员特性的数据,对试验数据统计分析提取回正性、中心转向感觉和最大转向盘转矩作为表征路感特性的特征参数,应用模糊C均值算法对驾驶员转向行为特性进行聚类分析,基于聚类结果采用BP神经网络建立驾驶员转向行为特性辨识模型,为设计符合驾驶员特性的路感反馈力矩算法提供了基本依据。(4)符合驾驶员特性的可调节路感控制策略设计及验证根据不同类别驾驶员之间路感特性的差异值,确定对应类别驾驶员的转向增益,然后基于转向增益对路感反馈力矩模型的调节力矩进行相应的调整,设计了符合驾驶员特性的可调节路感反馈控制策略。为验证所提出方法的有效性,在不同转向工况下对模型进行了硬件在环试验验证。结果表明,基于本文方法开发的线控转向系统可调节路感反馈控制策略能够实现对驾驶员转向操纵过程的匹配,路感性能不仅与驾驶员特性相符合,而且可以满足同一驾驶员的不同路感需求,提高了驾驶员的驾乘体验。