【正文】 ..............................56 6 第一章 緒論 167。 汽車(chē) 主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 概述 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來(lái)改變汽車(chē)行駛方向的專(zhuān)設(shè)機(jī)構(gòu)的總稱(chēng)。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是保證能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好 壞直接影響汽車(chē)的操作穩(wěn)定性，對(duì)于保證汽車(chē)的安全行駛、減少交通事故、保護(hù)駕駛員的工作條件起著十分重要的作用。 按轉(zhuǎn)向能源的不同，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩大類(lèi)。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，所有傳遞力的構(gòu)件是機(jī)械的，主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）的動(dòng)力作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在前輪負(fù)荷過(guò)大時(shí)往往導(dǎo)致轉(zhuǎn)向沉重，很難協(xié)調(diào)輕便性和靈敏性二者之間的矛盾，采用變傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)向器只能部分地緩解二者之間的矛盾，并 不能從根本上解決問(wèn)題；動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置（如液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向油罐、油泵、控制閥、動(dòng)力缸）而形成的。由于液壓作用較大，駕駛員施加于轉(zhuǎn)向盤(pán)上很小的力矩，便可克服地面作用于轉(zhuǎn)向輪上的轉(zhuǎn)向阻力距，這樣便可很大程度上減輕駕駛員的操縱力。 在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向盤(pán)到前輪的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比是嚴(yán)格固定的。轉(zhuǎn)向系定傳動(dòng)比設(shè)計(jì)的缺陷主要表現(xiàn)為：低速或停車(chē)工況下駕駛員需要大角度地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，而高速時(shí)又不能滿(mǎn)足低轉(zhuǎn)向靈敏度的要求，否則車(chē)輛的穩(wěn)定性和安全性會(huì)隨之下降。因此，同時(shí)滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低 速時(shí)的靈活性要求與高速時(shí)的穩(wěn)定性要求是當(dāng)今車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題之一。 167。 汽車(chē)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的目的和意義 主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向力大小，同時(shí)還可根據(jù)駕駛情況對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向比進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。在高速行駛狀態(tài)下，間接轉(zhuǎn)向比和高轉(zhuǎn)向扭矩可保證卓越的駕駛舒適性和直線穩(wěn)定性。相反，在蜿蜒道路及中低速行駛狀態(tài)下（如調(diào)頭或泊車(chē)入位），轉(zhuǎn)向比會(huì)更加直接，以便實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)向精度和輕松的轉(zhuǎn)向操作。此外，寶馬主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可與 ESP電子穩(wěn)定程序相配合，提供雙重主動(dòng)安全保護(hù)：寶馬主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主 動(dòng)轉(zhuǎn)向修正和 ESP 電子穩(wěn)定程序的主動(dòng)制動(dòng)介入。當(dāng)車(chē)輛高速緊急變道時(shí)，主動(dòng)轉(zhuǎn)向修正會(huì)立刻產(chǎn)生作用，根據(jù)不同的情況自動(dòng)選擇最佳轉(zhuǎn)向角度、輔助力、糾正力和轉(zhuǎn)向比，使輪胎一直保持足夠安全的抓地力，主動(dòng)轉(zhuǎn)向修正反應(yīng)時(shí)間僅為主動(dòng)制動(dòng)介入的三分之一，速度甚至要比富有經(jīng)驗(yàn)的職業(yè)車(chē)手更為迅速，車(chē)輛通常無(wú)需制動(dòng)便能平穩(wěn)的轉(zhuǎn)危為安。 論文研究的理論價(jià)值在于：通過(guò)一系列的理論研究以及對(duì)比國(guó)外同行的先進(jìn) 7 技術(shù)，通過(guò)對(duì)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種機(jī)制進(jìn)行分析，為我國(guó)的相關(guān)領(lǐng)域提供借鑒。 論文研究的現(xiàn)實(shí)意義在于：以為駕駛者提供更好的操控性與安全 性并且能夠根據(jù)不同的情況自動(dòng)選擇最佳轉(zhuǎn)向輔助力和轉(zhuǎn)向比，使輪胎一直保持足夠安全的抓地力。 操控更為輕便，使轉(zhuǎn)向更為直接的駕駛體驗(yàn)的主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的理論和結(jié)構(gòu)研究，為國(guó)內(nèi)的相關(guān)行業(yè)提供借鑒，具有重大的意義。 167。 主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外對(duì)主動(dòng)轉(zhuǎn)向的研究早在上世紀(jì) 60 年代末就開(kāi)始了，德國(guó)寶馬公司也一直走在前列，一直致力于主動(dòng)轉(zhuǎn)向的研究，德國(guó)寶馬公司和 ZF 公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一套主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 2020 年寶馬公司在部分寶馬 3系、 5系轎車(chē)上裝備了主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)并成 功上市； 2020 年初，寶馬公司憑借其主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)問(wèn)鼎德國(guó)工業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)；近幾年，隨著寶馬 5系新款不斷推出，也標(biāo)志著寶馬主動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)逐漸成熟。緊隨寶馬公司推出 5 系之后，保時(shí)捷公司也在 997 系列旗艦上裝配了一款可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必然會(huì)逐漸出現(xiàn)在新一代豪華轎車(chē)和運(yùn)動(dòng)車(chē)中。 近些年來(lái)，國(guó)外一些學(xué)者對(duì)主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制做了一些深入的研究。 Yoshiki Kawaguchi 計(jì)算出了一種基于被動(dòng)適應(yīng)非線性控制器的主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。改善了轉(zhuǎn)向輪橫向力的不穩(wěn)定性和非線性。 率和側(cè)向力的非線性關(guān)系以及路面摩擦力的不確定性。研究分析了基于模型參考自適應(yīng)非線性控制的主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實(shí)時(shí)仿真結(jié)果表明了該方法的有效性。 Oh 等通過(guò)對(duì)橫擺角速度和前輪轉(zhuǎn)角的反饋控制，使轉(zhuǎn)向時(shí)側(cè)向力和橫擺力矩間的關(guān)系等到了協(xié)調(diào)，獲得了理想橫擺角速度和橫擺力矩。改善了主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性，但并沒(méi)有考慮車(chē)輛行駛狀態(tài)，因此，車(chē)輛狀態(tài)識(shí)別正確與否會(huì)極大影響協(xié)調(diào)控制算法的能力。 Kunsoo Huh 主要研究了在低附著路面上車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)，根據(jù)輪胎側(cè)向力參考值，提出一種對(duì)預(yù)測(cè)輪胎 側(cè)向力進(jìn)行補(bǔ)償?shù)闹鲃?dòng)轉(zhuǎn)向控制方法，通過(guò)設(shè)計(jì)模糊邏輯控制器進(jìn)行硬件在環(huán)仿真，證明了該方法對(duì)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過(guò)模型預(yù)測(cè)控制器計(jì)算前輪轉(zhuǎn)角來(lái)跟蹤車(chē)輪在低附著路面上的運(yùn)動(dòng)軌跡，試驗(yàn)仿真證明了此方法的可行性。 Nagai 等人考慮了主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向和直接橫擺力矩聯(lián)合控制對(duì)改善開(kāi)環(huán)汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性的作用。運(yùn)用跟蹤理想非線性車(chē)輛模型的控制策略，分別考慮了在制動(dòng)轉(zhuǎn)彎、不同道路輸入以及側(cè)向風(fēng)干擾時(shí)車(chē)輛的穩(wěn)定性，但沒(méi)有考慮到車(chē)輛行駛狀態(tài)的識(shí)別，沒(méi)辦法利用看、協(xié)調(diào)控制的策略，來(lái)根據(jù)車(chē)輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)來(lái)分配 AFS 和 DYC 各自 的任務(wù)。 Mammar 等人在相平面內(nèi)考察了車(chē)速、路面系數(shù)以及前輪轉(zhuǎn)角等對(duì)車(chē)輛橫擺域的影響，提出了主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的目標(biāo)及結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了橫擺角速度反饋控制和前饋控制器并進(jìn)行聯(lián)合。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，考察了反饋控制對(duì)車(chē)輛橫向穩(wěn)定性域的影響及橫擺角速度主動(dòng)前輪控制器在蛇形閉環(huán)操縱工況下的性能。 國(guó)內(nèi)研究及發(fā)展現(xiàn)狀 8 在主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究方面國(guó)內(nèi)起步的比較晚，但主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制技術(shù)正隨著主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展受到重視。相比 EPS 和 SBW，無(wú)論是從轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性還是安全性，主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都是當(dāng)前和今后 發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。近些年國(guó)內(nèi)科研單位和眾多學(xué)者對(duì)主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制的研究也不少。 同濟(jì)大學(xué)余桌平教授以寶馬轎車(chē)上選裝的主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例，研究了該系統(tǒng)的組成、雙行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作模式，以及該系統(tǒng)可變傳動(dòng)比、穩(wěn)定車(chē)輛等功能的實(shí)現(xiàn)原理和系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)；并采用橫擺角速度反饋和前饋控制，提高了車(chē)輛橫向穩(wěn)定性能，并對(duì)側(cè)向風(fēng)干擾、車(chē)速、路面附著系數(shù)及前后輪轉(zhuǎn)彎剛度等參數(shù)具有極強(qiáng)的魯棒性。 同濟(jì)大學(xué)萬(wàn)鋼教授、趙治國(guó)教授等發(fā)明了一種依靠電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)施主動(dòng)轉(zhuǎn)向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，車(chē)輛穩(wěn)定性控制模塊根據(jù)側(cè)向 加速度傳感器、橫擺角速度傳感器信號(hào)來(lái)判斷車(chē)輛的穩(wěn)定性，并將所計(jì)算的目標(biāo)控制量輸送到驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)向控制模塊中，然后主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制模塊計(jì)算出轉(zhuǎn)向前輪轉(zhuǎn)角修正量，將相應(yīng)要求送至 EPS 系統(tǒng)。該發(fā)明將 AFS 模塊和 ESP實(shí)現(xiàn)集成控制，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，有效地提高車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性。 同濟(jì)大學(xué)碩士高曉杰、余桌平教授給出了基于滑模變結(jié)構(gòu)的 AFS 控制策略和直接橫擺力矩加變滑移率聯(lián)合控制的 ESP 控制策略。分析兩者控制性能的基礎(chǔ) 上提出了協(xié)調(diào)控制的一般原則。并在三種典型工況下得到了試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明這種控制策略的合理性。 汽車(chē)的 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)決定著汽車(chē)的主動(dòng)安全性和并且是體現(xiàn)操控性的最直接的方面，如何設(shè)計(jì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性，使汽車(chē)具有更好的安全性和操控性始終是各個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要研究課題。尤其是在如今汽車(chē)的保有量越來(lái)越多，汽車(chē)的速度越來(lái)越高，駕駛?cè)藛T的水平參差不齊的今天，針對(duì)更多不同水平的駕駛?cè)巳汉拖喈?dāng)大的人群對(duì)于汽車(chē)的操縱性有著越來(lái)越高的要求并且也同時(shí)要求駕駛的舒適性，汽車(chē)的操縱設(shè)計(jì)顯得尤為重要與迫切。 最開(kāi)始的時(shí)候汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)，汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由駕駛員操縱方向盤(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車(chē)輪而實(shí)現(xiàn)的。 裝配 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車(chē)，在泊車(chē)和低速行駛時(shí)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱負(fù)擔(dān)過(guò)于沉重， 20 世紀(jì) 40 年代起，為了減輕駕駛員的體力負(fù)擔(dān)，在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ HPS）， 1953 年通用汽車(chē)公司首次使用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此后該技術(shù)迅速發(fā)展，使得動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、功率消耗和價(jià)格等方面都取得了很大的進(jìn)步。 80 年代后期，又出現(xiàn)了變減速比的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在接下來(lái)的數(shù)年內(nèi)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)革新差不多都是基于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，比較有代表性的是變流量泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ Variable Displacement Power Steering Pump）和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向（ Electric Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱(chēng) EHPS）系統(tǒng)。變流量泵助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車(chē)處于比較高的行駛速度或者不需要轉(zhuǎn)向的情況下，泵的流量會(huì)相應(yīng)地減少，從而有利于減少不必要的功耗。電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向泵，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)，可以即時(shí)關(guān)閉，所以也能夠起到降低功耗的功效。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使駕駛室變得寬敞，布置更方便，降低了轉(zhuǎn)向操縱力，也使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更為靈敏。由于該類(lèi)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操縱助力，目前在部分乘用 車(chē)、大部分商用車(chē)特別是重型車(chē)輛上廣泛應(yīng)用。 但是，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無(wú)法兼顧車(chē)輛低速時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，因此在 1983 年日本 Koyo 公司推出了具備車(chē)速感應(yīng)功能的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這種新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以隨著車(chē)速的升高提供逐漸減小的轉(zhuǎn)向助力，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)較高，而且無(wú)法克服液壓系統(tǒng)自身所具有的 9 許多缺點(diǎn)，是一種介于液壓助力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向之間的過(guò)渡產(chǎn)品。到了 1988 年，日本鈴木公司首先在小型轎車(chē) Cervo 上配備了 Koyo 公司研發(fā)的轉(zhuǎn)向柱助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)； 1990 年，日本本田公司也在運(yùn)動(dòng) 型轎車(chē) NSX上采用了自主研發(fā)的齒條助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 目前可用于乘用車(chē)的主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有兩種形式：一種是以寶馬和 ZF 公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的 AFS 系統(tǒng)為代表的機(jī)械式主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過(guò)行星齒輪機(jī)械結(jié)構(gòu)增加一個(gè)輸入自由度從而實(shí)現(xiàn)附加轉(zhuǎn)向，目前已裝配于寶馬 5 系的轎車(chē)上，以及韓國(guó)的 MANDO、美國(guó)的TRW、日本的 JTEKT 公司也有類(lèi)似產(chǎn)品；另一種是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (SWB)，利用控制器綜合駕駛員轉(zhuǎn)向角輸入和當(dāng)時(shí)的車(chē)輛狀態(tài)來(lái)決定轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出電流，最終驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)。該系統(tǒng)在許多概念車(chē)和實(shí)驗(yàn)室研究中已廣泛采用，如通用公司的Sequel 燃料電池概念車(chē)就采用了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。 線控轉(zhuǎn)向和機(jī)械式主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最大的區(qū)別體現(xiàn)在當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，機(jī)械式主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍能通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)與車(chē)輪間的機(jī)械連接確保其轉(zhuǎn)向性能，而線控轉(zhuǎn)向必須通過(guò)系統(tǒng)主要零件的冗余設(shè)計(jì)來(lái)保證車(chē)輛的安全性。由于上述安全性和可靠性的原因，目前法律上還不允許將線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接裝備車(chē)輛。 （ 1） 機(jī)械式主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 下面以寶馬的 AFS 系統(tǒng)為例，介紹機(jī)械式主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。該系統(tǒng)主要由三大子系統(tǒng)組成：液壓助力齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、變傳動(dòng)比執(zhí)行系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。系統(tǒng) 原理圖如圖 1所示。 該系統(tǒng)除傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機(jī)械構(gòu)件外，主要包括兩大核心部件：一是一套雙行星齒輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)疊加轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)變傳動(dòng)比功能；二是 Sewtronic 液力伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力功能。在駕駛過(guò)程中，駕駛員輸入的力矩和轉(zhuǎn)角共同傳遞給扭桿，其中的力矩輸入由液力伺服機(jī)構(gòu)根據(jù)車(chē)速和轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行助力控制，而角輸入則通過(guò)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的雙行星齒輪機(jī)構(gòu)與控制器輸出的附加轉(zhuǎn)角進(jìn)行角疊加，經(jīng)過(guò)疊加后的總轉(zhuǎn)向角才是傳遞給齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的最終轉(zhuǎn)角。其中，控制器輸出的轉(zhuǎn)角是根據(jù)各個(gè)傳感器的信號(hào)，包括車(chē)輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度 、偏轉(zhuǎn)率、橫向加速度經(jīng)綜合計(jì)算得到的。由于寶馬主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅能夠?qū)D(zhuǎn)向力矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且還可以對(duì)轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行調(diào)整，因而可以使轉(zhuǎn)向輸入與當(dāng)前的車(chē)速達(dá)到最佳匹配。 圖 1 寶馬主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖 （ 2）線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 一般來(lái)說(shuō)，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由方向盤(pán)總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和主控制器 10 (ECU)3 個(gè)主要部分以及自動(dòng)防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2所示。 圖 2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 方向盤(pán)總成包括方向盤(pán)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、力矩傳感 器、方向盤(pán)回正力矩電機(jī)。其主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖 (通過(guò)測(cè)量方向盤(pán)轉(zhuǎn)角 )轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳遞給主控制器；同時(shí)接受主控制器送來(lái)的力矩信號(hào)，產(chǎn)生方向盤(pán)回正力矩，以提供給駕駛員相應(yīng)的路感信息。 轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成包括前輪轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器和前輪轉(zhuǎn)向組件等。轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成的功能是接受主控制器的命令，通過(guò)轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器控制轉(zhuǎn)向車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。 主控制器對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判別汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，給方向盤(pán)回正力電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)發(fā)送指令，控制兩個(gè)電機(jī)的工作，保證各種工況下都具有理想的車(chē) 輛響應(yīng)，以減少駕駛員對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向特性隨車(chē)速變化的補(bǔ)償任務(wù)，減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。同時(shí)控制器還可以對(duì)駕駛員的操作進(jìn)行判別。 由于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特殊性，因而自動(dòng)防故障系統(tǒng)成為線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要模塊，它包括一系列的監(jiān)控和實(shí)施算法，針對(duì)不同的故障形式和故障等級(jí)做出相應(yīng)的處理，以求最大限度地保持汽車(chē)的正常行駛。 167。 汽車(chē)主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容 主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向作為一項(xiàng)新的轉(zhuǎn)向技術(shù)，它的核心在于通過(guò)對(duì)前輪施加一個(gè)不依賴(lài)駕駛員轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入的附加轉(zhuǎn)角來(lái)提高車(chē)輛的操作性、穩(wěn)定性和軌跡保持能力。依據(jù)駕駛條件，自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)輛轉(zhuǎn) 向傳動(dòng)比，