電液主動轉向器液壓助力轉向系統(tǒng) (畢業(yè)設計)

1、電液主動轉向器液壓助力轉向系統(tǒng)畢業(yè)設計（論文）任務書學院：車輛與能源學院 系級教學單位： 交通運輸 學號學生姓名專 業(yè)班 級題目題目名稱電液主動轉向器液壓助力轉向系統(tǒng)題目性質1.理工類：工程設計 （ ）；工程技術實驗研究型（ ）；理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）2.管理類（ ）；3.外語類（ ）；4.藝術類（ ）題目類型1.畢業(yè)設計（ ） 2.論文（ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實際（ ）自選題目（ ） 主要內容設計一個液壓助力轉向系統(tǒng)畫出三維圖及二維圖基本要求設計圖紙要求三張A0以上；設計說明書和英文文獻翻譯符合要求參考資料汽車工程手冊設計篇M.北京:人民交通出版社.朱海

2、.電動助力轉向匹配分析及性能評價研究碩士論文.吉林:吉林大學,2004.張昌華.電動助力轉向系統(tǒng)的研究與設計碩士論文.武漢:武漢理工大學,2004.周 次第 1 4 周第 58 周第912 周第1316周第1617周應完成的內容調查研究，收集資料，翻譯外文資料了解主動前輪轉向機構的結構，初步設計轉向機構的選型和參數(shù)計算，并學習CATIA軟件的具體應用詳細設計行星齒輪轉向機構，畫出三維圖完善設計和計算，撰寫論文進行答辯摘要摘要轉向系統(tǒng)是控制汽車行駛路線和方向的重要裝置，其性能直接影響到汽車的操縱性能和穩(wěn)定性能。主動前輪轉向通過電機根據(jù)車速和行駛工況改變轉向傳動比。電動液壓助力轉向系統(tǒng)采用電動機驅

3、動液壓助力系統(tǒng)油泵，具有能夠根據(jù)汽車行駛工況實現(xiàn)助力程度自動控制、改善轉向手感、節(jié)約能量消耗、安裝布置方便等優(yōu)點。在國內外部分汽車上開始使用。本文回顧了車輛轉向系統(tǒng)的發(fā)展歷程。指出，相比線性控制轉向，主動轉向技術會成為今后發(fā)展的趨勢。我們以寶馬轎車上選裝的主動轉向系統(tǒng)為例，詳細介紹了主動轉向系統(tǒng)的結構和組成、雙行星齒輪機構工作原理及工作模式，以及該系統(tǒng)可傳動穩(wěn)定功能實現(xiàn)的原理和系統(tǒng)安全設計性設計。并指出通過與其他動力學控制系統(tǒng)一起實現(xiàn)底盤一體化集成控制將是主動轉向技術未來的發(fā)展方向。關鍵詞主動轉向；液壓助力轉向系統(tǒng)；可變轉向傳動比I 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文）AbstractSteerin

4、g system is an important for lane changing control of wheeled vehicles. Its performance influences vehicle steer ability and stability directly. Active front steering varies the steering ratio electronically in direct relation to the speed and road conditions. Under normal road conditions at low and

5、 medium speeds, the steering becomes more direct, requiring less steering effort of the driver, increasing the cars agility and drivability. The Electro-Hydraulic Power Steering system is designed to use hydraulic power steering pump which is forced by electric motor with advantage of attaining auto

6、matic controlling of assistance degree according to the steering operation, improving hand feeling, saving energy consumption, installing and so on. It has been used in some cars domestic and aboard.Retrospect the development course of vehicle steering system. Contrast to line control steering, the

7、active steering technology is the main trend in the future. As an example, the structure and working modes of active front (AFS) system and its double planetary gear mechanism of a BMW car are presented. The implementation of variable gear ratio and vehicle stability control as well as system safety

8、 design are discussed in detail. It is pointed out that using the system, together with other dynamics control systems to realize integrated chassis control is the development trend of AFS technology in the future.Keywords Electro-Hydraulic Power Steering(EHPS); Active front steering; Variable steer

9、ing ratioIII目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.2 國內外文獻綜述11.2.1 國外研究現(xiàn)狀11.2.2 國內研究現(xiàn)狀31.3 本文研究意義61.4 主要研究內容61.5 本章小結7第2章 動力轉向和主動轉向的發(fā)展史82.1 汽車動力轉向系統(tǒng)的發(fā)展82.1.1 液壓助力轉向系統(tǒng)82.1.2 電動助力轉向系統(tǒng)82.1.3 電控液壓助力轉向系統(tǒng)92.1.4 線控轉向系統(tǒng)122.2 汽車主動轉向系統(tǒng)132.2.1 主動轉向分類142.2.2 主動轉向控制技術142.3 汽車主動轉向系統(tǒng)支持技術152.3.1 車輛動力學152.3.2 控制理論在車輛主動轉向

10、系統(tǒng)中的應用162.4 本章小結18第3章 主動前輪轉向結構的設計方案193.1 轉向系統(tǒng)原理193.2 液壓助力系統(tǒng)原理223.3 行星齒輪的主動前輪轉向機構233.4 本章小結26第4章 轉向系統(tǒng)動力學計算274.1 轉向盤與扭桿動力學模型274.2 轉閥動態(tài)數(shù)學模型274.3 轉閥節(jié)流面積變化數(shù)學模型284.4 液壓動力缸的流量連續(xù)性方程294.5 圖形說明314.6 本章小結32結論34參考文獻35致謝37附錄1 開題報告38附錄2 文獻綜述42附錄3 中文翻譯45附錄4 英文文獻49III第1章 緒論第1章 緒論1.1 課題背景從1886年第一輛汽車誕生至今已經(jīng)100多年了，汽車這一

11、被稱為“改變世界的機器”，早已從價格昂貴的奢侈品變成了現(xiàn)代社會不可或缺的重要交通工具之一。目前汽車的發(fā)展方向是安全、節(jié)能和環(huán)保，作為汽車主動安全的轉向系統(tǒng)隨著科學技術的進步從簡單的純機械式轉向系統(tǒng)1（Manual Steering，MS）、液壓助力轉向系統(tǒng)（Hydraulic Power Steering，HPS）、電動助力轉向系統(tǒng)（Electric Power Steering，EPS）的發(fā)展過程。目前，主動轉向器（Active Steering，AS）、四輪轉向系統(tǒng)（Four Wheel Steering，4WS）等新技術正在成為汽車電子零部件企業(yè)、整車企業(yè)、高校和研究機構的研究熱點。轉向

12、系統(tǒng)的電子化為先進安全汽車（Advanced Safety Vehicle，ASV）、輔助駕駛系統(tǒng)（Driver Assistance System，DAS）和自主駕駛車輛（Autonomous Driving Vehicle）提供了良好的執(zhí)行機構，是汽車集成控制系統(tǒng)與智能汽車的重要組成部分。1.2 國內外文獻綜述1.2.1 國外研究現(xiàn)狀1寶馬主動前輪轉向系統(tǒng)寶馬主動前輪轉向系統(tǒng)除轉向機構外，主要包括兩大核心部件：一是一套雙行星齒輪機構，通過疊加轉向實現(xiàn)變傳動比功能；二是電子伺服助力轉向系統(tǒng)（Servotronic Power Steering System），用于實現(xiàn)轉向助力功能，如圖1-1

13、、圖1-2所示。該結構中，轉向軸一端通過與輸入太陽輪相聯(lián)，輸入太陽輪一側與雙行星齒輪的一側相聯(lián)，雙行星齒輪的另一側與輸出太陽輪相聯(lián)，實現(xiàn)駕駛員施加的轉矩向轉向器提供轉矩。行星齒輪架外側為渦輪，與電機上的蝸桿相聯(lián)，通過控制電機的轉速和方向控制行星架的轉速和轉動方向，實現(xiàn)轉向盤與轉向機之間的可變傳動比控制。最終從輸出軸傳出的角度是由駕駛員轉向盤角度疊加電機的附加角度而成。電機不工作時，由于渦輪蝸桿的自鎖，行星架被固定，此時轉向盤與輸出太陽輪間的傳動比由雙行星齒輪機構的傳動比決定。通常一般轎車傳動比為16:1和18:1之間，而寶馬的主動前輪轉向系統(tǒng)的傳動比可以在10:1至18:1間連續(xù)變化，其傳動比

14、與車輛速度的關系曲線如圖4所示。同時，系統(tǒng)中的電子液力伺服機構根據(jù)車速和轉向角進行助力控制。因此，與常規(guī)轉向系統(tǒng)的顯著區(qū)別是寶馬主動前輪轉向系統(tǒng)不僅能夠對轉向力矩進行調節(jié)，而且可以對轉向角度進行控制，使其與車輛行駛車速達到良好的匹配。圖1-1 結構圖 圖1-2 可變傳動比2德爾福主動前輪轉向系統(tǒng)德爾福的主動前輪轉向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)液壓轉向系統(tǒng)基礎上進行了改進，在轉向管柱內集成一個小行星齒輪箱，電機控制行星齒輪箱，增加或減小前輪轉向角度。轉向助力的大小則通過單獨控制的模塊控制。通過這兩個部分協(xié)調控制前輪轉角和轉矩適應道路調節(jié)和駕駛員轉向意圖的要求。德爾福系統(tǒng)能有效改善車輛穩(wěn)定控制并采用理想的可變轉向

15、傳動比，同時可以較好地獲得來自路面的轉向阻力、轉向回位性能和轉向路感等，圖1-3為德爾福主動轉向系統(tǒng)圖。3光洋精工主動轉向系統(tǒng)日本光洋精工在2005年5月18日20日于日本橫濱Pacifico會展中心舉辦的“2005年人與車科技展”上，展出了正在開發(fā)的主動轉向裝置“差動裝置型主動轉向系統(tǒng)”。其結構類似于寶馬采用的德國ZF Lenksysteme公司開發(fā)的裝置，使用多個行星齒輪裝置，改變輪胎的后傾角。配置在豎軸中間，與主動轉向裝置之外的油壓動力方向盤等助力裝置配合使用。圖1-3 德爾福主動轉向系統(tǒng)與ZF公司方式最大的區(qū)別在于通過追加第2個馬達，消除了操縱時的不適應感。通常情況下使用配置在豎軸上的

16、“差動馬達”，調整后傾角，但此時會作為扭矩而給司機帶來不適應感。為了消除這種現(xiàn)象，通過追加“反作用力馬達”，可避免將扭矩傳給司機。另外，ZF公司方式需要3個行星齒輪裝置，而光洋方式則減小到了2個，因此能夠降低20%的成本。此外，通過改進控制方法，還提高了操縱性。對于具體的應用計劃和對象車型，光洋精工的現(xiàn)場工作人員表示“尚在探討”。光洋主動轉向系統(tǒng)如圖1-4。圖1-4 光洋主動轉向系統(tǒng)1.2.2 國內研究現(xiàn)狀主動轉向作為一項汽車主動安全技術具有很大的潛在市場需求，國內的相關研究主要集中在高校，尚處于控制技術的理論研究和實驗室原理樣機的開發(fā)階段。目前，吉林大學、同濟大學、北京理工大學、江蘇大學、上

17、海交通大學和北京航空航天大學等高校開展了車輛主動轉向系統(tǒng)方面的研究。吉林大學對于汽車線控轉向控制進行較為深入的研究1-2。在分析裝載機路感特性的基礎上，提出控制策略，設計了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡整定的自適應PID控制器3，實現(xiàn)了PID參數(shù)的在線調整；利用Riccati方程對汽車線控轉向傳感器故障進行了重構研究，同時利用雙自適應Kalman濾波對線控轉向傳感器進行故障診斷4-5，并進行了容錯控制。如圖1-5為吉林大學線控轉向試驗臺。圖1-5 吉林大學線控轉向試驗臺同濟大學對于車輛主動轉向進行了較為深入的研究6-7，利用魯棒控制理論設計了主動前輪轉向控制器的反饋和前饋部分，針對大側向風干擾和雙移線操

18、縱進行了仿真實驗。針對電動助力轉向系統(tǒng)的車輛低速回正性差，而高速時又容易出現(xiàn)回正超調的現(xiàn)象，提出了一種新型的回正和主動阻尼控制策略8，該控制策略能夠改善車輛低速時的回正性，抑制車輛中高速時的回正超調現(xiàn)象，并且在施加了回正與主動阻尼控制后，駕駛員的操縱手感沒有受到不良的影響。同時同濟大學2004年開發(fā)了線控轉向系統(tǒng)用于4 WD電動車“春暉三號”。北京理工大學在線控轉向對操作性能的影響與控制策略方面進行了理論研究9-11。建立了線控轉向系統(tǒng)的整車二自由度模型，對固定轉向靈敏度和橫擺角速度反饋型主動轉向控制策略進行了性能分析。采用提出的主動轉向控制策略時穩(wěn)態(tài)質心側偏角大大降低，開環(huán)總方差大大降低，提

19、高了車輛操縱穩(wěn)定性。江蘇大學提出了基于穩(wěn)態(tài)增益的主動轉向系統(tǒng)可變傳動比模型，通過分析轉動前輪轉向系統(tǒng)雙行星齒輪機構的原理，根據(jù)前輪轉角和合成機理，分別建立了方向盤轉角和疊加轉角的運動學模型，通過比較單、雙行星齒輪機構輸出軸與輸入軸的轉速差，推導出基于雙行星齒輪機構的電機轉角隨方向盤轉角及傳動比的變化關系；為了改善汽車的動態(tài)轉向特性及其在高速直線行駛時的抗干擾能力，以車速為輸入變量，參考車輛系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)增益的變化范圍，構建了可變傳動比計算模型。上海交通大學針對電動前輪主動轉向控制系統(tǒng)進行了較為深入的研究12-13，將系統(tǒng)解耦為EPS執(zhí)行器和AFS執(zhí)行器，分別進行控制研究。EPS執(zhí)行器實現(xiàn)轉向盤轉向力

20、矩的控制，AFS執(zhí)行器實現(xiàn)可變傳動比控制和車輪穩(wěn)定性控制。根據(jù)控制系統(tǒng)的不同特點，對EPS執(zhí)行器進行抵抗傳感器噪聲和外部干擾輸入的標準魯棒控制器設計；對于AFS執(zhí)行器針對車輛行駛中側偏剛度的攝動和外界側向風干擾，進行混合LQR/的魯棒最優(yōu)控制器設計，以提高主動前輪轉向控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能、魯棒性能和抗干擾性能。圖1-6 上海交通大學主動轉向試驗臺1.3 本文研究意義安全、節(jié)能與環(huán)保是21世紀汽車發(fā)展的三大主題，而整個交通系統(tǒng)包括車-路-人三個部分，根據(jù)相關研究表明，其中人的因素是最主要的。由于人的性格、年齡、性別等方面的差異，使人的因素成為最難控制的因素。運用現(xiàn)代的科學技術，研制和開發(fā)車輛主動轉

21、向系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)可實現(xiàn)變傳動比控制、抗干擾控制等功能，將大大降低駕駛員勞動強度和提高車輛主動安全性能，減少道路交通事故發(fā)生的可能，保護人民的生命安全和降低財產(chǎn)損失。同時開發(fā)性能可靠、價格合理的車輛主動轉向系統(tǒng)也會帶來可觀的經(jīng)濟效益，2009年我國已經(jīng)超過美國成為全球第一大汽車生產(chǎn)國和汽車消費國，而且隨著我國國民收入的增長，消費者對于車輛的安全性能也提出了更高的需求，成熟的車輛主動轉向系統(tǒng)將成為車輛購買時的選配之一，其市場前景極為廣闊。但是由于技術和成本等諸方面的原因，目前主動轉向系統(tǒng)只在少數(shù)世界著名品牌高端車上應用，國內自主品牌至今尚未應用，因此開發(fā)性能可靠，價格較低的車輛主動轉向系統(tǒng)不但可

22、以打破國外公司的技術壟斷，還可以降低整個系統(tǒng)的成本，使該系統(tǒng)安裝于我國自主品牌的高端車上，加速該系統(tǒng)的普及。車輛系統(tǒng)是一個集電子、計算機、機械等各種高新技術于一體的復雜系統(tǒng)，進行全方位的研究一般情況下存在實際困難。受經(jīng)濟和科研條件限制，我國車輛整體研究要落后于世界先進水平。但這并不意味著我國在該領域將會永遠無所作為，一直跟在發(fā)達國家后面邯鄲學步。結合我國國情（經(jīng)濟條件、工業(yè)條件、科研條件等），在某一方面或某些方面，進行深入、細致的研究，將為我國車輛主動轉向方面的研究提供有價值的理論和技術支持，為今后的發(fā)展及實際應用打下堅實的基礎。1.4 主要研究內容查閱電液主動轉向系統(tǒng)的相關資料，運用所學的專

23、業(yè)知識，了解寶馬主動轉向器的結構及其工作原理。學習catia軟件，對電液主動轉向器液壓助力轉向機構進行設計，并用卡尺測得各零部件尺寸，畫出三維立體圖。使得車輛在高低速時都能夠行駛更加靈活、敏捷，同時提高汽車行駛穩(wěn)定性。擬解決的主要問題：1深入了解寶馬電液主動轉向器液壓助力轉向機構的結構及其工作原理。2完成電液主動轉向器液壓助力轉向機構的設計。3完成電液主動轉向器液壓助力轉向機構各零部件尺寸測量。4運行catia軟件，完成寶馬主動轉向器液壓助力轉向機構的三維立體圖。1.5 本章小結了解了汽車轉向系統(tǒng)的主要性，其中電液助力轉向系統(tǒng)為先進的電動助力轉向系統(tǒng)發(fā)展的過渡產(chǎn)品，在現(xiàn)階段仍相當具有優(yōu)勢，并且

24、還將繼續(xù)得到改進和發(fā)展。并且，明確本次畢設的目的，希望此次研究能夠給之后的研究者提供幫助。57第2章 動力轉向和主動轉向的發(fā)展史第2章 動力轉向和主動轉向的發(fā)展史2.1 汽車動力轉向系統(tǒng)的發(fā)展2.1.1 液壓助力轉向系統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的機械轉向系統(tǒng)基礎上增加液壓系統(tǒng)，發(fā)動機帶動轉向油泵工作，轉向控制閥控制油液流動的方向和油液大小，提供轉向助力，減小駕駛員作用在轉向盤的轉矩，降低駕駛員的勞動強度。通常情況下，車輛轉向所需的轉矩是由發(fā)動機通過驅動油泵所提供。液壓助力轉向存在以下缺點14：（1）液壓助力轉向系統(tǒng)在汽車行駛時需要消耗一定的能量，增加了液壓油泵、液壓缸、油管和一些輔助裝置，增加

25、的汽車行駛時的油耗，其燃油經(jīng)濟性較差，一般轎車每行駛一百公里需要多消耗0.3-0.4升的燃料。（2）助力特性不能隨著車輛速度的變化進行自動調節(jié)，無法兼顧車輛低速轉向的輕便性和高速轉向的轉向路感。（3）轉向回正性差。液壓助力轉向系統(tǒng)在回正過程中，不可避免存在閥芯和閥套之間的殘余角，即轉向盤回到中間位置時助力壓差不能立即減少為零，形成阻礙回正的阻力矩，影響車輛轉向的回正特性。2.1.2 電動助力轉向系統(tǒng)電動助力轉向系統(tǒng)15-16是一種直接依靠電機提供輔助轉向力矩的動力轉向系統(tǒng)，如圖2-1所示，主要由傳感器、助力電機、減速機構、驅動器和控制單元等關鍵要素組成。不同類型電動助力轉向系統(tǒng)的基本原理是相同

26、的：當駕駛員操縱方向盤時，裝置轉向軸上的傳感器實時測量轉向軸的轉矩值，并將轉矩信號和車輛狀態(tài)信息送入控制單元，根據(jù)不同工況實施不同的轉向控制策略，由控制器輸出轉向控制信息，控制電機輸出適當?shù)碾姶呸D矩和電機旋轉方向，由減速系統(tǒng)進行減速增牛后施加在車輛的轉向軸上，實現(xiàn)車輛助力轉向。與傳統(tǒng)的動力轉向系統(tǒng)相比，電動助力轉向具有以下特點：（1）電動助力轉向系統(tǒng)能夠在不同車速下給車輛提供最佳的轉向助力，其助力特性的設計根據(jù)車輛行駛速度的不同和駕駛員施加的轉向轉矩情況控制轉向系統(tǒng)的助力情況，可以兼顧車輛在低速行駛時的轉向輕便性及車輛高速行駛時的轉向穩(wěn)定性，保證駕駛員獲得良好的路感，從而改善車輛的操縱穩(wěn)定性；

27、（2）電動助力轉向系統(tǒng)具有較好的燃油經(jīng)濟性。與液壓助力轉向相比，其轉向助力電機這有在車輛轉向時實施助力功能，減少了燃料消耗；（3）助力轉向系統(tǒng)的能量來自于車載蓄電池，與發(fā)動機無關，即使車輛發(fā)動機出現(xiàn)熄火或故障的情況下也能提供轉向助力；（4）電動助力轉向系統(tǒng)沒有油泵、液壓油等零件，零件數(shù)比液壓助力轉向大為減小，易于設計和安裝。轉向力矩方向盤齒條傳感器信號控制單元電機控制車輛狀態(tài)齒輪減速機構車輪電機圖2-1 電動助力轉向系統(tǒng)原理圖2.1.3 電控液壓助力轉向系統(tǒng)電控液壓助力轉向（Electronically Controlled Hydraulic Power Steering，ECHPS）是在液

28、壓助力轉向系統(tǒng)的基礎上增加電控裝置構成的。與液壓助力轉向系統(tǒng)相比，系統(tǒng)增加了液壓反應裝置和液流分配閥，而加設的電控系統(tǒng)包括動力轉向ECU、電磁閥和車速傳感器等。電控液壓助力轉向系統(tǒng)利用電控單元根據(jù)車輛速度調節(jié)作用在方向盤上的助力，通過控制轉向控制閥閥芯和閥套的開啟程度，調節(jié)液壓助力系統(tǒng)助力的大小，從而實現(xiàn)輔助轉向力矩隨著車輛行駛速度變化而變化。根據(jù)控制方式不同又可分為流量控制式、壓力控制式、反力控制式和閥特性控制式等多種形式。但即使是最新的產(chǎn)品也無法根除液壓助力系統(tǒng)在布置、安裝、密封性、操控性、能量消耗等固有缺陷。不過由于其技術較為成熟，可以實現(xiàn)整車電控系統(tǒng)一體化，以此作為傳統(tǒng)液壓動力轉向系統(tǒng)

29、向先進轉向系統(tǒng)發(fā)展的過度產(chǎn)品，在現(xiàn)階段仍具有相當優(yōu)勢，并且還將繼續(xù)得到改進和發(fā)展。常規(guī)電控液壓助力轉向技術雖然實現(xiàn)了助力特性的改變，提高了高速時的轉向路感，但是其存在以下缺點：（1）助力液壓泵由發(fā)動機驅動，在車輛行駛的整個階段流量恒定，造成大量的能源消耗，降低了車輛的燃油經(jīng)濟性；（2）系統(tǒng)成本高，主要應用于高級轎車；（3）由于電磁閥精度高，其對液壓油的品質和過濾條件要求高，維護成本較高。自1953年通用汽車公司在凱迪拉克和別克轎車上首次批量使用液壓動力轉向系統(tǒng)以來，液壓動力轉向系統(tǒng)給汽車的發(fā)展帶來了巨大的變化，使駕駛員的轉向操縱力大大降低，轉向的靈敏性得到了提高。隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展，動力轉向系

30、統(tǒng)在體積、價格和所消耗的功率等方面都取得了驚人的進步。在20世紀80年代后期，又開發(fā)了變減速比、電控液壓動力轉向系統(tǒng)。但是動力轉向系統(tǒng)的技術革新都是基于液壓動力轉向系統(tǒng)的，無法消除HPS系統(tǒng)在布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面的缺陷。直到1988年日本鈴木公司首次開發(fā)出一種全新的電子控制式電動助力轉向系統(tǒng)，才真正擺脫了液壓動力轉向系統(tǒng)的束縛。 此后，電動助力轉向技術得到迅速發(fā)展，其應用范圍已經(jīng)從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司，美國的Delphi公司，英國的Lueas公司，德國的ZF公司，都研制出了各自的EPS。如大發(fā)汽車

31、公司在其Mira車上裝備了EPS，三菱汽車公司在其Minica車上裝備了EPS，本田汽車公司在Accord車上裝備了EPS。Delphi公司已經(jīng)為大眾的Polo、菲亞特Punto開發(fā)出EPS。本田還在其AcuraNXS賽車上裝備了EPS。EPS的助力形式也從低速范圍助力型向全速范圍助力型發(fā)展，并且其控制形式與功能也進一步加強。日本早期開發(fā)的EPS僅僅在低速和停車時提供助力，高速時EPS將停止工作。新一代的EPS則不僅在低速和停車時提供助力，而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(wěn)定性。如日本鈴木公司裝備在WagonR+車上的EPS是一個負載-路面-車速感應型助力轉向系統(tǒng)8。由Delphi公司為Funt

32、e車開發(fā)的EPS為全范圍助力型，并且設置了兩個開關，其中一個用于郊區(qū)，另一個用于市區(qū)和停車。當車速大于70 km/h后，這兩種開關設置的程序則是一樣的，以保證汽車在高速時有合適的路感，這樣即使汽車行駛到高速公路時駕駛員忘記切換開關也不會發(fā)生危險。市區(qū)型開關還與油門有關，使得在踩油門加速和松油門減速時，轉向更平滑。隨著電子技術的發(fā)展，EPS技術日趨完善，并且其成本大幅度降低，為此其應用范圍將越來越大9-13。早在20世紀60年代末，德國Kasselmann等試圖將轉向盤與轉向車輪之間通過導線連接（即電子轉向系統(tǒng)），但由于當時電子和控制技術的制約，電子轉向系統(tǒng)一直無法在實車上實現(xiàn)。奔馳公司于199

33、0年開始了前輪電子轉向系統(tǒng)的深入研發(fā)，并將其開發(fā)的電子轉向系統(tǒng)應用于概念車F400Carving上。世界其他各大汽車廠家、研發(fā)機構（包括Daimler-Chrysler、寶馬、ZF、DELPHI、TRW等）以及日本的光洋（Koyo）精工技術研究所、日本國立大學、本田汽車公司等也先后對汽車電子轉向系統(tǒng)做了深入研究。目前許多汽車公司開發(fā)了自己的電子轉向系統(tǒng)，一些國際著名汽車生產(chǎn)商已在其概念車上安裝了該系統(tǒng)。日本Koyo技術研究所根據(jù)他們自己的研究試驗結果，利用電子轉向系統(tǒng)進行主動控制的汽車，在摩擦系數(shù)很小的堅實雪地上進行蛇行、移線、側向風試驗中基本按照預定的軌跡行駛，比傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)在路線跟蹤性能上

34、有較大的提高。在對開路面上進行制動試驗也能基本保證汽車的直線行駛，制動距離也大大縮短。日本大學和本田汽車公司在汽車電子轉向系統(tǒng)方面也做了一些理論工作和模擬器試驗研究。他們從人車閉環(huán)系統(tǒng)特性出發(fā)，設計了理想的轉向系統(tǒng)傳動比，使汽車的穩(wěn)態(tài)增益不隨車速變化，并重點研究了駕駛員角控制特性和力控制特性對汽車主動安全性的影響。寶馬汽車公司概念車BMWZ22，應用了SBWS和BBW（Brake-By-Wire）技術，轉向盤的轉動范圍減少到了160，使緊急轉向時駕駛員的忙碌程度得到很大程度的降低。目前由于汽車供電系統(tǒng)的因素，轉向電動機難以提供較大功率，現(xiàn)階段電子轉向系統(tǒng)的研究以及近期的應用對象主要針對轎車。要

35、在重型載貨汽車上應用，還必須采用液壓執(zhí)行機構。隨著蓄電池技術的發(fā)展和42 V電子設備在汽車上的應用，全電子轉向系統(tǒng)將應用到中型和重型車上。目前，42 V電源已經(jīng)在一些概念車上得到應用，通用的“自主魔力”和Bertone的“FILO”都采用了42 V電源。國內動力轉向器目前還處于機械液壓動力轉向階段，對于電動助力轉向系統(tǒng)，清華大學、北京理工大學、華南理工大學等高校開展了系統(tǒng)結構方案設計和系統(tǒng)建模及動力分析等研究，但目前還沒有實用的電動助力轉向系統(tǒng)和電子轉向系統(tǒng)。2.1.4 線控轉向系統(tǒng)線控轉向系統(tǒng)（Steer by Wire，SBW）取消轉向盤與轉向輪之間的機械連接，駕駛員轉向操作與轉向輪之間通

36、過信號及控制器進行連接。駕駛員轉向操作僅僅是向車輛輸入駕駛意圖，控制器根據(jù)駕駛員意圖、車輛狀態(tài)和路面狀況確定合理的前輪轉角，實現(xiàn)轉向系統(tǒng)的智能控制，提高車輛的穩(wěn)定性，降低駕駛員的勞動強度。一般而言，線控轉向系統(tǒng)由轉向盤總成、轉向執(zhí)行總成和主控制器（ECU）三個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結構如圖2-2所示。轉向盤總成包括：轉向盤、轉向盤轉角傳感器、力矩傳感器、轉向盤回正力矩電機。轉向盤總成的主要功能是將駕駛員的轉向意圖通過傳感器測量轉換為電信號并傳遞給主控制器；同時接受控制器傳遞來的力矩信號，產(chǎn)生轉向盤回正力矩，以提供駕駛員相應的路感。轉向執(zhí)行總成包括前輪轉角傳感器、轉

37、向執(zhí)行電機、轉向電機控制器和前輪轉向組件等。總成的功能是接受主控制器的命令，通過轉向電機控制器控制轉向車輪轉動，實現(xiàn)駕駛員轉向意圖。主控制器對采集的信號進行分析處理，根據(jù)車輛動力學理論分析車輛運動狀態(tài)，利用控制算法結合車輛狀態(tài)做出決策，向轉向盤回正力矩電機和轉向電機發(fā)出控制指令，控制兩個電機的轉速、轉矩，保證車輛在各種工況下都具有理想的動態(tài)響應特性，以減少駕駛員對車輛轉向特性隨車速變化進行的補償控制任務，減輕駕駛員負擔。同時控制器還可以對駕駛員的操作進行判別。當汽車處于非穩(wěn)定狀態(tài)或駕駛員發(fā)出錯誤指令時，線控轉向系統(tǒng)將會把駕駛員錯誤的轉向意圖進行屏蔽，通過自動進行穩(wěn)定控制，使汽車盡快地恢復穩(wěn)定狀

38、態(tài)。轉向盤總成齒輪齒條轉向器回正力矩電機故障離合器轉向執(zhí)行電機轉向橋機構總成控制器故障處理控制器車輛速度、加速度、橫擺角速度傳感器圖2-2 線控轉向系統(tǒng)結構示意圖2.2 汽車主動轉向系統(tǒng)主動轉向技術是隨著智能車輛的產(chǎn)生而產(chǎn)生的，早期的智能車輛主要用在特定場所的自動行駛車輛上，如自動引導車（AGV）等17。這些車輛采用地下埋線、激光和機器視覺獲取車輛在道路上的行駛姿態(tài)，通過主動轉向系統(tǒng)進行導航控制。上個世紀80年代以來，隨著科學技術的發(fā)展，特別是計算機技術、信息技術、人工智能、電子技術的突飛猛進，為主動轉向在技術上的實現(xiàn)提供了保障，主動轉向系統(tǒng)具備了實現(xiàn)的物質基礎，并進行了較為深入、系統(tǒng)、大規(guī)模

39、研究階段。近十幾年來，主動轉向開始應用于普通的車輛上。目前用于乘用車的主動轉向系統(tǒng)其基本原理是通過控制器控制執(zhí)行機構，在駕駛員轉角命令的基礎上附加一個獨立的轉角，從而實現(xiàn)車輛性能的改善。主動轉向可實現(xiàn)如下功能：（1）低速轉向輕便，高速轉向穩(wěn)定；（2）轉向系統(tǒng)動態(tài)響應快；（3）在危險工況下實現(xiàn)車輛穩(wěn)定性的控制。在特定的情況下，主動轉向系統(tǒng)可以實現(xiàn)對車輛的完全控制，如豐田在其生產(chǎn)的PRIUS中采用的自動泊車技術。在整個泊車過程中，駕駛員只需制動車輛，而不需要對車輛前輪轉角進行控制。2.2.1 主動轉向分類目前，應用于乘用車的主動轉向系統(tǒng)主要有兩種型式，一是寶馬公司和ZF公司聯(lián)合開發(fā)的AFS系統(tǒng)，該

40、系統(tǒng)為機械式主動轉向系統(tǒng)，通過行星齒輪機械機構增加一個輸入自由度實現(xiàn)附加轉向，該系統(tǒng)已裝配于寶馬5系的轎車上。另一種是電控可變傳動比轉向系統(tǒng)，韓國的MANDO(AFS)、日本的JTEKT公司以開發(fā)出相關產(chǎn)品。機械式主動系統(tǒng)和電控式主動轉向系統(tǒng)與線程轉向系統(tǒng)的最大區(qū)別是當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，機械或電控式主動轉向仍能通過轉向盤與車輪間的機械連接確保其轉向性能，而線控轉向必須通過系統(tǒng)主要部件的冗余設計保證車輛的安全性。2.2.2 主動轉向控制技術（1）可變轉向傳動比可變轉向傳動比是指車輛在行駛過程中，通過主動轉向使轉向傳動比隨車速變化，從而改善車輛操縱性能的控制技術18。在低速工況下，轉向傳動比較小，可

41、以使駕駛員用較小的轉向盤操縱就可以實現(xiàn)對車輛的操控，是低速駕駛快捷。在高速工況下，轉向傳動比較大，駕駛員能夠更加穩(wěn)定地操控車輛，根據(jù)車輛動力學可知，車輛在高速行駛時其橫向穩(wěn)定性受前輪轉角變化的影響非常大，即使前輪有一個微小的轉角也會使車輛產(chǎn)生一個較大的橫向移動，采用較大的轉向傳動比可以有效降低車輛高速時轉向的靈敏度，從而克服此類問題。（2）車輛穩(wěn)定性控制在許多工況下，車輛在受到外界的變化或干擾會直接影響車輛駕駛的穩(wěn)定性，甚至可能導致車輛失控。例如在車輛受到側向陣風作用時，由于側向風導致車輛受到側向力，而此側向力是通過輪胎變形提供側向力與之平衡，那么即使在前輪轉角未改變時，車輛的航跡角也會發(fā)生改

42、變。如果側向風作用在車身合力未作用在車輛質心處，那么車輛將受到橫擺轉矩，改變車輛的橫擺角速度，影響車輛的動力學特性。通過主動轉向系統(tǒng)主動控制車輛的前輪轉角，以前輪轉角作為系統(tǒng)輸入，影響車輛質心側傾角和橫擺角速度狀態(tài)，提高車輛操縱穩(wěn)定性19-21。有報告表明，駕駛員輔助系統(tǒng)可以幫助駕駛員對車輛進行穩(wěn)定控制，從而避免40%的交通事故22。而且輔助系統(tǒng)可以降低駕駛員疲勞，補償駕駛員的人為誤差和駕駛員的反應時間。在危機情況下，主動轉向系統(tǒng)會修正駕駛員操控的車輪位置，從而車輛能比在由駕駛員自行控制時更快捷、高效地穩(wěn)定行駛。因此主動前輪轉向可以提供緊急情況下的駕駛安全性和車輛穩(wěn)定性。（3）直接橫擺力矩補償

43、控制與穩(wěn)定性控制功能類似，主動轉向系統(tǒng)還能提供橫擺力矩補償功能，以提高在對開路面上車輛的制動穩(wěn)定性。在該工況下，由于左右輪上下不等的制動力會產(chǎn)生繞車輛質心的橫擺力矩，使得車輛發(fā)生制動跑偏現(xiàn)象。傳統(tǒng)的車輛穩(wěn)定性控制（如ESP、VSC）通過調節(jié)4個車輪上的制動力來使得左右車輪的制動力盡量相等，但是以減小制動減速度、增加制動距離為代價。而主動轉向系統(tǒng)根據(jù)制動壓力等信號計算出所需補償?shù)臋M擺力矩并通過調整相應的前輪轉向角實現(xiàn)方向調節(jié)。在這一過程中，駕駛員無須對轉向盤進行修正，減輕了駕駛員的工作負擔，保證了制動時車輛方向穩(wěn)定性，減小制動距離，與傳統(tǒng)ABS/ESP相比可使制動距離最多減少15%。2.3 汽車

44、主動轉向系統(tǒng)支持技術2.3.1 車輛動力學汽車系統(tǒng)動力學是研究人-車系統(tǒng)中，人和車輛作用的相互匹配問題。為此首先要研究人車系統(tǒng)的模型問題，只有正確建立人車系統(tǒng)模型，才能有效地，正確地進行系統(tǒng)分析。汽車系統(tǒng)動力學的研究內容歸納為以下四點：1路面特性分析、環(huán)境分析及環(huán)境與路面對汽車的作用；2汽車系統(tǒng)及其部件的運動學和動力學，汽車內各子系統(tǒng)的相互作用；3汽車系統(tǒng)最佳控制和最佳使用；4車輛人系統(tǒng)的相互匹配和模型研究，駕駛員模型，以使車輛的工程技術設計適合于人的使用，從而使人機系統(tǒng)對工作效率最高。長期以來，人們一直在很大程度上習慣按縱向、垂直和橫向分別獨立研究車輛動力學問題?？v向動力學研究車輛直線運動及

45、其控制問題，主要是車輛沿前進方向的受力與其運動的關系。按車輛工況可分為驅動動力學和制動動力學兩大部分；行駛動力學是與車輛行駛有關的主要性能及參數(shù)，在有限的懸架工作空間內，設計人員必須為駕駛員和乘客提供良好的乘坐舒適性、良好的車身姿態(tài)，以及對車輪動載荷的合理控制；操縱動力學在車輛動力學研究中內容最為豐富，主要研究車輛側向運動、橫擺運動、轉向特性和駕駛員模型等。對于車輛主動轉向而言，主要是根據(jù)實際需求建立不同自由度的車輛建立車輛動力學模型。對于控制器設計通常在滿足需要的前提下通常采用階次較低的模型，主要基于兩方面的考慮，一方面是隨著車輛模型階次的增加，其模型將從線性模型變?yōu)榉蔷€性模型，目前模型線性

46、系統(tǒng)理論完備，而非線性系統(tǒng)理論相對而言還處于研究的過程中；另一方面是隨著車輛模型階次的增加，所需待測的系統(tǒng)狀態(tài)增多，而系統(tǒng)狀態(tài)通常采用傳感器直接測量，這樣將增加車輛主動轉向系統(tǒng)的成本，制約其產(chǎn)業(yè)化。對于整個系統(tǒng)仿真時，車輛模型應該選用模型階次較高的模型。因為在整車仿真時應建立較為準確的車輛模型，隨著模型階次的增加，數(shù)學模型將更加接近真實車輛的動力學狀態(tài)，仿真結果將更加準確。同時，該模型只是用于車輛動力學仿真，不是用于控制器設計，其模型非線性對仿真沒有影響。而各種車輛狀態(tài)在仿真環(huán)境中可以直接獲取，不會增加整個系統(tǒng)的成本。2.3.2 控制理論在車輛主動轉向系統(tǒng)中的應用為實現(xiàn)車輛主動轉向控制，性能優(yōu)

47、良的控制器是車輛主動轉向必不可少的部分，所以控制理論在車輛主動轉向系統(tǒng)上的應用十分重要。車輛本身是一個十分復雜的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，它具有時變、強耦合和非線性的動力學特征，由于測量和建模的不精確，再加上負載的變化以及外部擾動的影響，實際上無法得到車輛精確、完整的模型；對于車輛轉向系統(tǒng)而言，如各旋轉副的阻尼、輪胎回正力矩等也存在大量的不確定性，同時如果將整個轉向系統(tǒng)建立一個控制模型，模型將存在非線性和可控性等問題，為此面對車輛大量不確定性因素的存在，利用控制理論設計高品質的車輛狀態(tài)獲取方法必須綜合考慮各種不確定性因素的影響。因此，研究車輛主動轉向系統(tǒng)具有十分重要的理論和實踐意義。首先經(jīng)典控制

48、理論應用于車輛主動轉向控制。寶馬穩(wěn)定性控制采用了模型跟蹤的控制策略。首先通過車輛線性二自由度動力學模型本根據(jù)當前駕駛員轉向角及車速計算得到期望的橫擺角速度，當獲得了期望橫擺角速度后，對理想與實際橫擺角速度偏差進行PI控制，得到附加轉向角并控制伺服電機進行輸出。在50年代蓬勃興起的航天技術的推動下，控制理論在1960年前后開始了從經(jīng)典階段到現(xiàn)代階段的過渡，其重要標志之一是卡爾曼系統(tǒng)地把狀態(tài)空間法引入到系統(tǒng)與控制理論中。狀態(tài)空間法23可同時適用于單輸入單輸出和多輸入多輸出系統(tǒng)、線性定常系統(tǒng)和線性時變系統(tǒng)，奠定了現(xiàn)代控制理論。最具代表性的是最優(yōu)控制，就是在一定的具體條件下，在完成所要求的具體控制任務

49、時，系統(tǒng)的某些性能指標最佳。根據(jù)系統(tǒng)的不同用途，可提出各種不同的性能指標，所謂最優(yōu)是以選定的性能指標最優(yōu)為依據(jù)的。最優(yōu)控制系統(tǒng)設計，在于選擇最優(yōu)控制律，以便使該性能指標達到極值(極大或極小)。魯棒控制中的代表控制理論24經(jīng)過近20年的發(fā)展，不僅在線性控制系統(tǒng)得到了充分的研究，對非線性時變系統(tǒng)的研究成果也不斷涌現(xiàn)，成為分析和設計不確定性系統(tǒng)的強有力的工具?？刂?，一般首先采用反饋線性化方法將非線性被控對象線性化，比如通過非線性狀態(tài)前饋將非線性部分抵消，得到一個線性的簡化模型(通常是時域內的)，然后按線性控制設計方法(一般先化為標準控制問題)設計反饋控制器，使得閉環(huán)系統(tǒng)對不確定界內的任意攝動具有魯棒

50、穩(wěn)定性?？刂破鞯那笕∫话銡w為對Riccati方程的求解。典型的機器人線性控制見于文獻，將建模誤差以及負載變化的不確定因素等價地表示為模型參數(shù)的攝動，通過非線性補償?shù)玫揭粋€簡單的帶有不確定性攝動部分的線性狀態(tài)方程，然后運用標準設計問題的狀態(tài)反饋方法求得控制器，使得閉環(huán)系統(tǒng)具有所要求的魯棒穩(wěn)定性。對于車輛主動轉向系統(tǒng)控制輸入較多，如寶馬電液主動轉向系統(tǒng)的控制輸入包括駕駛員輸入的方向盤轉矩、轉角和角速度，輪胎回正轉矩，轉向系統(tǒng)ECO中的節(jié)流閥，直流無刷電機。很顯然系統(tǒng)是多輸入系統(tǒng)，利用控制理論協(xié)調各種控制輸入關系，實現(xiàn)變傳動比控制、輪胎回正控制、主動轉向控制是車輛主動轉向應用的前提條件。2.4 本章

51、小結詳細地講述了轉向系統(tǒng)的發(fā)展過程和分類，對自己的研究可以準確定位，系統(tǒng)地進一步認識了轉向系統(tǒng)，對后面的研究奠定了良好的基礎。豐富的發(fā)展史也說明轉向系統(tǒng)對于汽車整體有著非常重要的地位，可以肯定轉向系統(tǒng)還將繼續(xù)得到大力發(fā)展。第3章 主動前輪轉向結構的設計方案第3章 主動前輪轉向結構的設計方案3.1 轉向系統(tǒng)原理液壓助力轉向系統(tǒng)主要由機械部分和液壓助力裝置兩部分組成，機械部分由轉向傳動副、轉向搖臂、縱拉桿總成、轉向節(jié)臂、轉向主銷、轉向節(jié)主銷套、轉向節(jié)壓力軸承及轉向節(jié)等組成。液壓助力裝置部分由液壓助力器、儲油箱、轉向油泵及管路等組成。液壓助力轉向按液流形式分為常流式和常壓式兩種，按分配閥的形式又可分

52、為滑閥式和轉閥式兩種。助力轉向系統(tǒng)主要由油泵、控制閥、螺桿螺母式轉向器及助力缸等組成。有過駕車經(jīng)驗的人都知道，駕駛者在轉彎的過程中，需要根據(jù)路面的彎度變化、車速變化等因素，不斷通過轉動方向盤來調整轉向輪的角度，維持駕駛者希望達到的駕駛軌跡。而傳統(tǒng)的轉向操縱機構由方向盤、轉向軸、轉向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器，由于轉向系統(tǒng)只有固定的傳動比，存在著一定的弊病。如果傳動比較大，則車輛低速下轉向比較輕便，但在高速下轉向過于靈敏，轉向穩(wěn)定性差，缺乏路感，容易發(fā)生事故。而相反，如果傳動比較小，車輛在高速下顯得比較穩(wěn)重，低速下轉向就比較吃力?；谶@種情況，不論是在市區(qū)窄小的街

53、道緩行或是高速公路上奔馳，方向盤與前輪的轉向角度比始終一成不變。因而這也是工程師們面臨的一個比較困難的選擇：如果采用直接轉向，駕駛者在過急彎時就不需要大幅轉動方向盤，但是在高速行駛時，方向盤細微的動作都將會影響到行駛穩(wěn)定性；反過來說，轉向系統(tǒng)越是間接，車輛在高速公路上的行駛穩(wěn)定性就越高，但是必須犧牲過彎時的操控性。所以，傳統(tǒng)的轉向系統(tǒng)都必須在安全性與舒適性之間做出權衡。但是設計師們也想出了種種辦法來盡量增強操控穩(wěn)定性，來減小這種弊端。方法上主要采用由制動和驅動部件協(xié)助駕駛員來完成。如直接橫擺力矩控制（DYC）和電子穩(wěn)定性控制（ESP），DYC通過采用額外的橫擺力矩來產(chǎn)生，來抵消該力矩；ESP則

54、通過減少制動力達到力矩的平衡，來提高車輛的穩(wěn)定性，即在穩(wěn)定性和制動距離之間折中，為提高汽車的穩(wěn)定性而增加汽車的有效制動距離。但是，主動轉向可以在不影響制動力和驅動力的情況下，對轉向輪施加一定的偏轉，提高汽車的操控穩(wěn)定性。那么，所謂的主動式轉向并不是需要汽車轉向時它會自動轉向，它只是對駕駛員的轉向動作起一種輔助性作用，以便駕駛員更安全、準確、輕松地按自己的意圖實現(xiàn)轉向。它根據(jù)車速變化而不斷改變轉向系統(tǒng)中主動齒輪與被動齒條的傳動比，使駕駛員在低速行駛時可以轉方向盤較小的幅度而實現(xiàn)較大的轉向，而在高速行駛時相反。讓駕駛者在低速轉向時感覺輕松，而在高速轉向時感覺更加安全?？勺兊霓D向傳動比；可根據(jù)行駛速

55、度和駕駛員要求的轉向角自動匹配轉向傳動比。轉向系統(tǒng)的設計要求是，速度較高時傳動比較大，速度較低時傳動比較小。速度較低或駐車時，主動轉向系統(tǒng)的執(zhí)行單元顯著提高車輛操控的輕便性。轉動轉向盤時不必換手，停車狀態(tài)下轉動兩圈即可將方向盤從一側限位位置轉到另一側限位位置。速度較高(120km/h)時，主動轉向系統(tǒng)可以使轉向傳動比大于常規(guī)轉向系統(tǒng)。速度較高時，伺服電機會反向補償方向盤轉角。同時提高的轉向力矩(電子轉向助力系統(tǒng))可防止出現(xiàn)不希望的轉向移動。偏轉率調節(jié)(DSC支持)；主動轉向系統(tǒng)輔助DSC使車輛穩(wěn)定下來。在動態(tài)行使的臨界狀況下，主動轉向系統(tǒng)可以由針對性地改變駕駛員所轉到的車輛轉向角且可以使車輛快

56、速穩(wěn)定下來。DSC的閾值高于主動轉向系統(tǒng)的動作閾值。如果系統(tǒng)識別到車輛處于過度轉向狀態(tài)，主動轉向系統(tǒng)最先開始工作，以便使車輛穩(wěn)定下來。只有通過該轉向系統(tǒng)已無法保證車輛穩(wěn)定時，DSC才開始工作。轉向助力支持：轉向助力支持通過常規(guī)的齒條齒輪液壓助力轉向機構實現(xiàn)。電子轉向助力系統(tǒng)可作為選裝裝備選裝。AFS主動轉向系統(tǒng)的發(fā)展解決了工程師歷年來遇到的難題，為汽車智能化的發(fā)展又延伸了一片新的領域。通過對主動轉向試驗的研究，來探索到最佳的輔助轉向角控制，使汽車在高速行駛的過程中轉向自如，低速行駛時輕便快捷，不僅僅讓駕駛員享受到了操控的輕松自如，更重要的是在你高速狀況遇到緊急事件的時候可以輕松應付，增強了駕駛過程的安全性。如圖3-2所示，主動轉向系統(tǒng)包括液壓伺服轉向系統(tǒng)和雙行星齒輪機構兩大核心部件。在車輛轉彎時，駕駛員將方向盤轉動傳給扭桿，使得液力伺服機構內部的閥芯和閥套有相對轉動，依據(jù)車速和轉向角度等信息，液力系統(tǒng)對轉向器齒輪齒條機構進行力輸入；在不同工況下，伺服電機以不同轉速通過渦輪蝸桿機構驅動行星齒輪組外殼，使得從方向盤傳來的轉角和行星齒輪組外殼的轉角進行疊加，疊加之后的轉角作為齒輪齒條機構的角輸入，達到轉向系傳動比可變的功能。123456781.轉角傳感器 2.轉向器傳