整體主動轉向

整體主動轉向

整體主動轉向的原理是利用集中在控制系統,接受車輛各種的動態行駛信號,然后綜合判斷輸出一個相適的轉向角度,驅動螺母帶動絲槓產生軸向移動,使得後輪產生小幅度的轉向,後輪與前輪同向偏轉,提升高速過彎的穩定性。

作用原理

圖1 圖1

在整體主動轉向系統中,首先需要一個液壓的或電動的伺服轉向系統作為基礎,在轉向傳動路線中,將轉向盤與伺服轉向器轉向齒輪之間的轉向柱斷開。在斷開位置,加入一個轉向角執行器作為電子調節裝置,它由電動機和減速機構組成,按照車輛狀態與駕駛員輸入的轉向角增大或減小。由於這種疊加的轉向角,這種系統也稱為疊加轉向系統。如圖1所示為整體主動轉向系統的原理圖。

如果當前的狀態不需要轉角疊加,電動機就會保持靜止,轉向柱斷開處的角差單元就會按照剛性連線工作,如同沒有斷開的轉向柱一樣。如果電動驅動裝置發生故障或關閉,就會產生同樣的作用。一個完全的基礎伺服轉向器的功能可以直接作用到車輪,也仍然是藉助執行器令人滿意的回歸到純機械層面的能力,而與基礎伺服轉向系統無關。由此人們就將其電子調節鏈的安全性稱為“失效-安全”或“失效-靜默”。主動轉向-角差單元的工業化可以通過不同方式實現。按照車輛結構、構造狀況、功能範圍和預算,可以將執行器集成於基伺服轉向器中,也可以將其作為獨立的模組安裝在儀錶板之後的轉向柱區域內。藉助電動機轉角感測器、轉向角感測器、轉向器以及與其他系統如ABS、ESP等的交聯接口,可以獲得豐富的數據和車輛狀況參數,以能通過對這些數據的評價,實現電動機的精確控制。

目前與今後的發展

圖2 圖2

目前的液壓伺服轉向系統如Servotronic以及更新的電動機械轉向系統中,正如所描述過的,可以單獨通過轉向力矩與轉向力的分配,對轉向系統工作提供支持,滿足駕駛人舒適性與安全性的需求。主動轉向或疊加轉向系統藉助轉向角疊加,與駕駛人無關地疊加轉向干預,提供了許多其他轉向輔助和穩定性功能能的可能性。對於行駛穩定性功能的確定和適配由車輛製造商完成,它決定了整車的行駛性能。主動轉向系統具有可能轉向傳動比。轉向傳動比的變化不是同轉向輪的偏轉角聯繫在一起,而是跟車輛的速度有關。如圖2所示為整體轉向系統可變轉向傳動比的原理圖。

對於大型豪華車來說,不斷加長的軸距為車內帶來了良好舒適的乘坐空間,但是這也對車輛的操控性帶來了一定的負面影響。無論是低速時的轉彎半徑,還是高速行駛時的穩定性都會打折扣。通過加入後輪轉向系統則可以彌補軸距增加後對車輛行駛特性造成的影響,同時讓一款豪華車同樣具有很好的駕駛樂趣。

這套主動式後輪轉向系統的原理也並不複雜,就是一套絲槓螺母機構,電機驅動螺母帶動絲槓產生軸向移動。這種軸向移動會帶動後輪產生小幅度的轉向,當車速在60km/h以上時,後輪與前輪同向偏轉,提升高速過彎的穩定性。在60km/h以下時則反向偏轉,增加車輛的靈活性。

這套主動式後輪轉向系統的科技含量主要還是集中在控制系統上,工作時,它需要接受車輛各種的動態行駛信號,然后綜合判斷輸出一個相適的轉向角度,任何計算的失誤都有可能導致車輛失去控制,特別是在車輛高速行駛時。

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