汽車線控轉向系統由方向盤總成、轉向執行總成和主控制器(ECU)三個主要部分以及自動防故障系統、電源等輔助系統組成。
基本介紹
- 中文名：汽車線控轉向系統
概述,原理,特點,組成,
概述
方向盤總成包括方向盤、方向盤轉角感測器、力矩感測器、方向盤迴正力矩電機。方向盤總成的主要功能是將駕駛員的轉向意圖(通過測量方向盤轉角)轉換成數位訊號，並傳遞給主控制器；同時接受主控制器送來的力矩信號，產生方向盤迴正力矩，以提供給駕駛員相應的路感信息。轉向執行總成包括前輪轉角感測器、轉向執行電機、轉向電機控制器和前輪轉向組件等組成。轉向執行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，實現駕駛員的轉向意圖。
主控制器對採集的信號進行分析處理，判別汽車的運動狀態，向方向盤迴正力電機和轉向電機傳送指令，控制兩個電機的工作，保證各種工況下都具有理想的車輛回響，以減少駕駛員對汽車轉向特性隨車速變化的補償任務，減輕駕駛員負擔。同時控制器還可以對駕駛員的操作指令進行識別，判定在當前狀態下駕駛員的轉向操作是否合理。當汽車處於非穩定狀態或駕駛員發出錯誤指令時，線控轉向系統會將駕駛員錯誤的轉向操作禁止，而自動進行穩定控制，使汽車儘快地恢復到穩定狀態。
自動防故障系統是線控轉向系的重要模組，它包括一系列的監控和實施算法，針對不同的故障形式和故障等級做出相應的處理，以求最大限度地保持汽車的正常行駛。作為套用最廣泛的交通工具之一，汽車的安全性是必須首先考慮的因素，是一切研究的基礎，因而故障的自動檢測和自動處理是線控轉向系統最重要的組成系統之一。它採用嚴密的故障檢測和處理邏輯，以更大地提高汽車安全性能。
電源系統承擔著控制器、兩個執行馬達以及其它車用電器的供電任務，其中僅前輪轉角執行馬達的最大功率就有500-800W，加上汽車上的其它電子設備，電源的負擔已經相當沉重。所以要保證電網在大負荷下穩定工作，電源的性能就顯得十分重要。
原理
汽車轉向系統是決定汽車主動安全性的關鍵總成，傳統汽車轉向系統是機械系統，汽車的轉向運動是由駕駛員操縱轉向盤，通過轉向器和一系列的桿件傳遞到轉向車輪而實現的。汽車線控轉向系統取消了轉向盤與轉向輪之間的機械連線，完全由電能實現轉向，擺脫了傳統轉向系統的各種限制，不但可以自由設計汽車轉向的力傳遞特性，而且可以設計汽車轉向的角傳遞特性，給汽車轉向特性的設計帶來無限的空間，是汽車轉向系統的重大革新。
汽車線控轉向系統的工作原理。用感測器檢測駕駛員的轉向數據，然後通過數據匯流排將信號傳遞給車上的ECU，並從轉向控制系統獲得反饋命令；轉向控制系統也從轉向操縱機構獲得駕駛員的轉向指令，並從轉向系統獲得車輪情況，從而指揮整個轉向系統的運動。轉向系統控制車輪轉到需要的角度，並將車輪的轉角和轉動轉矩反饋到系統的其餘部分，比如轉向操縱機構，以使駕駛員獲得路感，這種路感的大小可以根據不同的情況由轉向控制系統控制。
特點
(1)提高汽車安全性能。去除了轉向柱等機械連線，完全避免了撞車事故中轉向柱對駕駛員的傷害；智慧型化的ECU根據汽車的行駛狀態判斷駕駛員的操作是否合理，並做出相應的調整；當汽車處於極限工況時，能夠自動對汽車進行穩定控制。
(2)改善駕駛特性，增強操縱性。基於車速、牽引力控制以及其它相關參數基礎上的轉向比率(轉向盤轉角和車輪轉角的比值)不斷變化，低速行駛時，轉向比率低，可以減少轉彎或停車時轉向盤轉動的角度；高速行駛時，轉向比率變大，獲得更好的直線行駛條件。
(3)改善駕駛員的路感。由於轉向盤和轉向車輪之間無機械連線，駕駛員“路感”通過模擬生成。可以從信號中提出最能夠反應汽車實際行駛狀態和路面狀況的信息，作為轉向盤迴正力矩的控制變數，使轉向盤僅向駕駛員提供有用信息，從而為駕駛員提供更為真實的“路感”。
組成
基本上線控轉向有兩個部件組成：一個轉向盤模組，或者稱為轉向盤執行器；一個轉向模組，或者稱為車輪執行器。轉向盤模組安裝在上轉向柱，保留一個傳統的轉向盤，識別轉向角度、轉向力或轉向力矩的感測器，以及令駕駛人產生適當的轉向感覺的電動機。
