主動轉向系統

主动转向系统

转向辅助
主动转向系统提供适时的转向辅助。它可以根据车速调整转向比和转向力,从而使转弯更为灵活、驻车更为容易、高速行驶时更为稳定。在低速行驶时,主动转向系统可以在每次转向操作时让转向轮的转向幅度增大。主动转向系统最大的特点,就是依据驾驶条件,自动调节车辆转向传动比,从而增加或减小前轮的转向角度。在低速时,电动机的作用与驾驶者转动转向盘的方向一致,转向传动比增大,可以减少驾驶者对转向力的需求。在高速时,电动机的运转方向与驾驶者转动转向盘方向相反,这减少了前轮的转向角度,转向传动比减小,转向稳定性提高。[1]
  • 中文名:主动转向系统
  • 外文名:
  • 动力来源:
  • 类型:汽车技术
  • 作用:车速调整转向传动
  • 意义:减少转向角度

简历

研制背景

既能在直道上高速行使,又能在急弯上展现猫一般矫捷的身手,这是汽车工程师在设计转向系统时梦寐以求的境界。自从汽车发明以来,驾驶转向的传动装置通常都是固定的。换句话说,不论是在市区窄小的街道缓行或是高速公路上奔驰,方向盘与前轮的转向角度比始终一成不变。因而这也是工程师们面临的一个比较困难的选择:如果采用直接转向,驾驶者在过急弯时就不需要大幅转动方向盘,但是在高速行驶时,方向盘细微的动作都将会影响到行驶稳定性;反过来说,转向系统越是间接,车辆在高速公路上的行驶稳定性就越高,但是必须牺牲过弯时的操控性。所以,传统的转向系统都必须在安全性与舒适性之间做出权衡。

研制成功

系统可以确保,车辆在任何速度下都能提供理想的转向操控,并同时兼顾最大的驾驶乐趣、灵活性及安全性,这在汽车史上还是首次。

影响

主动式转向系统大大加强了行车安全性。驾驶者在连续过弯时仍能保持理想坐姿,且几乎不需要移动双手,只要透过方向盘上触手可及的多功能开关及SMG换档手柄即可完成操控。这项设计同时还提供了停车的方便性,只要轻转两圈方向盘就可以将车子轻松地停进停车格里。

主动式转向系统令汽车在高速公路上的行驶亦更加轻松。这是因为该系统能够降低高速下的转向灵敏度,而由外在因素所造成的方向盘震动,比如行驶在崎岖路面上,对方向稳定性的影响也更轻微。"在高速转弯时,转向变得更简单、更平顺。"即使面对突发的转向动作,例如躲避前方突然出现的障碍物,系统动作依然很平顺自然。此外,搭配原有的转向动力伺服系统,转向扭矩会配合车速提供更多的动力,以避免方向盘失控。

传统的转向系统不论车速快慢,都采用18:1的固定传动比率,这表示方向盘转向18度,车轮转动1度。而主动式转向系统的比率则在一定的范围内,从静止状态的10:1到高速时的20:1。也就是说,当方向盘转动半圈(180度)时,车速若低,车轮就转动18度,车速若高,则车轮只转动不足9度。

详细介绍 

主动式转向系统的控制组件与引擎的电子零件、动态稳定控制系统(DSC)和两只偏航率传感器相联相通。依据这些系统提供的信息,它以平均每秒100次的运算速度,提供最实时、最理想的转向角度。系统通过测量转向角度,可以掌握驾驶者的意图。动态稳定控制系统依据车轮转动的圈数可以计算出车速,而偏航率传感器则可随时监控车辆垂直轴的稳定性。对于是否行驶在理想线路上或是有偏离路线的趋势,主动式转向系统始终都能明察秋毫。

当发生特别紧急的情况时,例如闪避,所有的汽车都会自然地发生转向过度的现象。主动式转向系统在一开始就能察觉,并于毫秒之内相应地调整转向角度。也就是说,系统能在驾乘者不知不觉中自动地反转转向系统来平衡车身,从而提高了行车安全性。而如果主动式转向系统自身不足以让车辆维持稳定的前进路线时,动态稳定控制系统将及时介入,降低引擎马力或对个别车轮施以刹车。

在纯粹的线控转向系统中,转向由电子信号控制,方向盘与车轮之间并没有直接的机械结构相联。配备了主动式转向系统,即使系统发生故障,仍然能进行转向动作,只不过其转向角度无法增加或减少。"所有的信息分别在两台计算机中以不同方式进行分析,只有两台的结果相同时指令才被接受,如果结果出现矛盾,系统就会自行关闭。"

作用原理与机构 

在主动或叠加转向系统中,可以将驾驶人施加于转向盘的角度增大或减小。

在这样的系统中,首先需要一个液压的或电动的伺服转向系统作为基础,在转向传动路线中,将转向盘与伺服转向器转向齿轮之间的转向柱断开。在断开位置,加入一个转向角执行器作为电子调节装置,它由电动机和减速机构组成,按照车辆状态与驾驶人无关地对转向进行调节,使驾驶人输入的转向角增大或减小。由于这种叠加的转向角,这种系统也称为叠加转向系统。

如果当前的状态不需要转角叠加,电动机就会保持静止,转向柱断开处的角差单元就会按照刚性连接工作,如同没有断开的转向柱一样。如果电动驱动装置发生故障或关闭,就会产生同样的作用。

一个完全的基础伺服转向器的功能可以直接作用到车轮,也仍然是借助执行器令人满意的回归到纯机械层面的能力,而与基础伺服转向系统无关。由此人们就将其电子调节链的安全性称为“失效-安全”或“失效-静默”。

主动转向-角差单元的工业化可以通过不同方式实现。按照车辆结构、构造状况、功能范围和预算,可以将执行器集成于基础伺服转向器中,也可以将其作为独立的模块安装在仪表板之后的转向柱区域内。

在转向器中集成的结构形式经常会引起确定的结构难题,然而它可以提供明确的功能、重量以及碰撞时的安全性方面的优点。在转向柱区域内安装的独立模块不会在碰撞测试中得到高的分数,相对来讲采用相似的电动机与转向器形式也更贵和更重,然而它可以为多样性的车辆结构系列提供更高的灵活性。

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