汽車線控轉向系統(技術)的工作原理、組成和功能介紹

汽車線控轉向技術取消了傳統方向盤與方向盤之間的機械連接，擺脫了傳統轉向系統的局限性。線控轉向技術可以通過數據總線傳輸信號，并從轉向控制系統獲得反饋指令。由于取消了轉向柱等機械連接，線控轉向技術可以大大提高汽車的安全行駛性能，防止交通事故中轉向柱對駕駛員的傷害。此外，該技術可以在轉彎或停車時減小方向盤的轉動角度，獲得更好的直行駕駛體驗。在駕駛過程中，通過仿真生成駕駛員的道路體驗，方向盤提供的信息更加準確，能夠有效反饋駕駛路況。汽車線控轉向系統的結構和基本原理。汽車線控轉向系統的結構汽車線控轉向系統由方向盤總成、轉向執行器總成和主控制器(ECU)三個主要部分，以及自動故障處理系統、電源等輔助系統組成，如圖1所示。圖1汽車線控轉向系統的結構方向盤總成的主要作用是將駕駛員的轉向意圖(通過測量方向盤角度)轉換成數字信號，并傳送給主控制器；同時接收來自主控制器的扭矩信號，產生方向盤定位扭矩，為駕駛員提供相應的路感信息。方向盤組件包括方向盤、方向盤角度傳感器、扭矩傳感器和方向盤定位扭矩電機。轉向執行器總成的作用是接受主控制器的命令，通過轉向電機控制器控制方向盤轉動，實現駕駛員的轉向意圖。轉向致動器組件包括前輪角度傳感器、轉向致動器馬達、轉向馬達控制器和前輪轉向組件。主控制器(ECU)的作用是對采集的信號進行分析處理，判斷車輛的運動狀態，向方向盤扶正器和轉向電機發出指令，控制兩個電機的工作，保證車輛在各種工況下的理想響應，從而減輕駕駛員對車輛轉向特性隨車速變化的補償任務，減輕駕駛員的負擔。同時，控制器還可以識別駕駛員的操作指令，判斷駕駛員在當前狀態下的轉向操作是否合理。當汽車處于不穩定狀態或駕駛員發出錯誤指令時，線控轉向系統會屏蔽駕駛員的錯誤轉向操作，自動控制穩定性，使汽車盡快恢復穩定狀態。自動故障處理系統是線控轉向系統的重要模塊。包括一系列的監控和執行算法，根據不同的故障形式和故障等級做出相應的處理，最大限度的保持汽車的正常運行。作為應用最廣泛的汽車之一，汽車的安全性是首要考慮的問題，也是所有研究的基礎，因此自動故障檢測和自動處理是線控轉向系統最重要的組成部分之一。它采用了嚴格的故障檢測和處理邏輯，大大提高了汽車的安全性能。供電系統負責控制器、兩個執行電機等車載電器的供電任務，其中僅前輪轉角的執行電機最大功率就達到500 ~ 800 W，車上其他電子設備供電負擔較重。因此，電源的性能對于保證電網在重負荷下的穩定運行至關重要。2.線控轉向的原理。汽車轉向系統是決定汽車主動安全性的關鍵總成。傳統的汽車轉向系統是一個機械系統，汽車的轉向運動是由駕駛員操縱方向盤，通過轉向器和一系列連桿傳遞給方向盤來實現的。汽車線控轉向系統取消了方向盤與方向盤之間的機械連接，完全依靠電能實現轉向

傳感器用于檢測駕駛員的轉向數據，然后通過數據總線將信號傳輸到車輛上的ECU，并從轉向控制系統得到反饋指令。轉向控制系統還從轉向控制機構獲得駕駛員的轉向命令，并從轉向系統獲得車輪狀況。從而引導整個轉向系統的運動。轉向系統控制車輪轉向所需的角度，并將車輪角度和扭矩反饋給系統的其余部分，如轉向控制機構，使駕駛員獲得路感，轉向控制系統根據不同情況控制路感。圖2線控轉向系統II的工作原理。汽車線控轉向系統的特點。提高汽車的安全性能。拆除轉向柱等機械連接，徹底避免碰撞事故中轉向柱對駕駛員的傷害；智能ECU根據汽車的行駛狀態判斷駕駛員的操作是否合理，并做出相應的調整；它能自動控制汽車在極限工況下的穩定性。當系統中的電子元件出現故障時，由于冗余和容錯技術，系統仍然可以實現其最基本的轉向功能。2.改善駕駛特性，增強機動性。基于車速、牽引力控制等相關參數的轉向比(方向盤轉角與車輪轉角的比值)是不斷變化的。低速行駛時，轉向比低，轉彎或停車時可減小方向盤轉角；高速行駛時，轉向比變大，獲得更好的直線行駛條件。3.提高駕駛員的路感。由于方向盤與方向盤之間的元機械連接，駕駛員的路感是通過仿真產生的?？梢詮男盘栔刑岢鲎钅芊从称噷嶋H行駛狀態和路況的信息，作為方向盤定位力矩的控制變量，使方向盤只能向駕駛員提供有用的信息，從而為駕駛員提供更真實的“路感”。4.提高汽車的舒適性。因為取消了機械結構連接，地面的不平和方向盤的不平衡不會傳遞到轉向軸上。從而減輕駕駛員的疲勞，并明顯增加駕駛員腿部的活動空間和汽車底盤的空間。5.個性化設置?？梢愿鶕{駛員的要求設定轉向傳動比和方向盤反饋扭矩，以滿足不同駕駛員的要求，適應不同的駕駛環境。與轉向相關的駕駛行為可以通過軟件設置和實現。