【導(dǎo)讀】對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明。除此之外，本論文（設(shè)計）不包含任何其他個人或集體。已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明應(yīng)承擔(dān)的法律。給前輪提供疊加轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)可變傳動比的功能。它為車輛行駛靈敏性、舒。適性和安全性設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，代表了轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展的趨勢。本文分析了主動前。個主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過一套行星齒輪機(jī)構(gòu)和電機(jī)實(shí)現(xiàn)主動轉(zhuǎn)向。并指出通過與其他控制系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)底盤一體化集成控制將是主動。在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，更好的改進(jìn)設(shè)計，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。到車輛的操控和穩(wěn)定性。設(shè)計了理想的傳動比特性曲。是主動轉(zhuǎn)向技術(shù)未來的方向。

　　

【正文】 行轉(zhuǎn)彎操作或者緊急 避讓障礙物 情況時， 仍需要較小的轉(zhuǎn)向比來靈敏的操縱汽車進(jìn)行轉(zhuǎn) 14 彎，且此時汽車正在行駛，相對的，對于方向盤的扭矩輸出要求就相對降低，汽車穩(wěn)定性得到相當(dāng)?shù)奶岣?。而?dāng)車速慢慢超過 30km/h 時，由于車速的提高，過小的轉(zhuǎn)向傳動比可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向過度，此時需要將傳動比提高，提高在直線行駛時的穩(wěn)定性， 且確保汽車走線正確。而車速的提升使得整體汽車對于轉(zhuǎn)向的敏感度提高，提高轉(zhuǎn)向比也不會需要駕駛員過多的操作方向盤。理想控制中傳動比隨車速的提高而線 性上升 也較符合實(shí)際情況。 三 、 當(dāng)車速為 120km/h 此時車輛已經(jīng)達(dá)到高速，對于穩(wěn)定性的要求很高，所以使轉(zhuǎn)向傳動比達(dá)到最大， 車輛轉(zhuǎn)向響應(yīng)增益減小，不會產(chǎn)生小方向盤轉(zhuǎn)角就生成一個較大的側(cè)向加速度，這樣減輕了駕駛員的精神負(fù)擔(dān)，也降低了錯誤操作的可能性。 此理想傳動比圖可根據(jù)各種汽車的不同情況，對于 1u ， 2u 進(jìn)行合適的調(diào)整。 四 、 特殊和極限工況 上述的情況是普通情況下的控制，而當(dāng)在較高速的時候遇到危險情況，駕駛員采取緊急制動，此時為特殊工 況。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將獨(dú)立于駕駛員對轉(zhuǎn)向進(jìn)行干預(yù)來穩(wěn)定車輛，通過一定的橫擺力矩補(bǔ)償，使制動穩(wěn)定性得到提高。在這種工況下由于左右輪上不同的制動力會產(chǎn)生繞車輛質(zhì)心的橫擺力矩，車輛會發(fā)生制動跑偏現(xiàn)象。 ESP 系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)制動力來使得左右車輪制動力盡量相等，但此程序是以減小制動減速度增加制動距離為代價的。而主動前輪轉(zhuǎn)向 是以調(diào)整相應(yīng)的前輪轉(zhuǎn)向角來實(shí)現(xiàn)方向的調(diào)節(jié)，以此補(bǔ)償橫擺角速度。在這一過程中，駕駛員無需對方向盤進(jìn)行操作，并且保持了制動時方向的穩(wěn)定，減小了制動的距離，與傳統(tǒng)的 ESP 相比可減小約 10%的制動距離。與 ESP 相比 ，前輪主動轉(zhuǎn)向在此工況下具有這些優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)向干預(yù)過程不易被駕駛員察覺，對于舒適性基本沒有影響，而制動干預(yù)過程會有較大的制動減速度，會影響乘坐舒適性；其次，轉(zhuǎn)向干預(yù)過程更為快 15 速，因?yàn)楦深A(yù)通過伺服電機(jī)進(jìn)行完成，不同的電流大小，不同的旋轉(zhuǎn)方向，變化速度很快十分靈敏，而制動干預(yù)過程通過液壓來完成，還需先建立油壓，這有一定的過程；還有，轉(zhuǎn)向干預(yù)相對于制動干預(yù)對于車速的影響較小，是汽車有較高的通過速度，降低了與其他車輛因避讓不及而產(chǎn)生的碰撞隱患。 然而通過前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對于轉(zhuǎn)向的干預(yù)只能適用在過多轉(zhuǎn)向的情況下。因?yàn)樵谵D(zhuǎn)向不 足時汽車輪胎所受到的側(cè)向力達(dá)到飽和，通過增大前輪轉(zhuǎn)向角很難改變轉(zhuǎn)向不足的趨勢。而且受到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)機(jī)械的限制，前輪轉(zhuǎn)角的改變量也有限，則轉(zhuǎn)向干預(yù)穩(wěn)定車輛的能力 就弱于制動干預(yù)，也就是說在極限工況下單純依靠主動前輪轉(zhuǎn)向穩(wěn)定汽車是很難實(shí)現(xiàn)的。因此可以說將多種底盤控制系統(tǒng)集成控制是主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未來的發(fā)展方向之一。 16 第五章 總結(jié)與展望 一、總結(jié) 主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過雙行星輪系實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向疊加的功能，提高了汽車的穩(wěn)定性。 本文在閱讀大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上， 首先對于主動前輪 轉(zhuǎn)向的機(jī)械結(jié)構(gòu)工作原理進(jìn)行了分析，設(shè)計了主動前輪轉(zhuǎn)向的核心部件，雙行星齒輪機(jī)構(gòu)，設(shè)計了理想變傳動比的圖形，并對其進(jìn)行了分析，對于特殊和極限工況下的工作情況也進(jìn)行了分析。對于主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用和性能進(jìn)行了客觀和主觀的評價。 二、展望 由于在極限工況下 主動前輪轉(zhuǎn)向的作用相對有限，則極限工況下不可單靠主動前輪轉(zhuǎn)向來 控制?？梢酝ㄟ^縱向運(yùn)動（驅(qū)動、制動）的控制產(chǎn)生的直接橫擺力矩來影響，同時，還與車輛的懸架系統(tǒng)有著密切關(guān)系。所以未來的發(fā)展方向之一就是主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與其他各系統(tǒng)的集成控制。通過集成控制， 可以將各個系統(tǒng)對于操作穩(wěn)定性的優(yōu)勢發(fā)揮出來，最大限度的發(fā)揮在極限工況下的穩(wěn)定性。 圖 51 主動前輪轉(zhuǎn)向和制動集成控制系統(tǒng) 算法框圖 此外，在前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中若出現(xiàn)故障，只是對系統(tǒng)進(jìn)行限制性設(shè)置，一旦檢測到了不正常的信號即關(guān)閉各個執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)純機(jī)械化轉(zhuǎn)向，但缺 17 少對于失效模式的分析，可進(jìn)行進(jìn)一步研究 。雙行星齒輪機(jī)構(gòu)的故障診斷等方面也需要進(jìn)一步的研究，完善變傳動比功能、故障診斷和安全控制。 對于主動前輪轉(zhuǎn)向的控制方法進(jìn)行研究，本文所提出的 理想狀態(tài)的控制圖線只是一個簡單的理想的曲線，與現(xiàn)實(shí)中的車況等等還有較大的區(qū)別，比如在顯示路況中輪胎的情況，路況，汽車的載重，風(fēng)力情況，風(fēng)阻等等都會影響到轉(zhuǎn)向或者說是主動控制的策略。怎樣利用傳感器的數(shù)據(jù) 做出 不同的判斷，控制算法的設(shè)計等等，是使主動前輪轉(zhuǎn)向技術(shù)更加成熟的關(guān)鍵條件。 對于算法或者集成控制的研究關(guān)鍵在于 AFS 試驗(yàn)臺的建立。其可對控制算法進(jìn)行驗(yàn)證、修改和優(yōu)化 ，更可研究底盤集成控制的策略。若使用半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)和轉(zhuǎn)車實(shí)驗(yàn)，可進(jìn)一步分析研究主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在提高汽車穩(wěn)定性方面的潛在功能。 當(dāng)然主動前輪轉(zhuǎn)向的局限性也需要進(jìn)一步優(yōu)化，若能更好的 與線控技術(shù)結(jié)合和發(fā)展，則將使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)甚至是整車技術(shù)發(fā)展到一個更新的境界。 18 參考文獻(xiàn) 汽車無級變速器結(jié)構(gòu)原理與維修 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 2021， 1 ，馮櫻，何曉春等 金屬帶式無級變速器控制策略的研究 湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報， 2021， 4 ，秦大同，周云山等 汽車無級變速傳動系統(tǒng)綜合控制的研究 機(jī)械工業(yè)學(xué)報， 2021， 2 金屬帶式無級變速傳動效率的實(shí)驗(yàn)研究 東北大學(xué)學(xué)報， 2021， 8 5. 李春青，彭建中，吳彤峰等 國內(nèi)外汽車無級變速 （ CVT） 技術(shù)的發(fā)展概況 廣西工學(xué)院學(xué)報， 2021， 8 金屬帶式無級變速器電液控制系統(tǒng)的研究 :[吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文 ].吉林大 學(xué)汽車工程學(xué)院 ,2021， 5 7. 程乃士，張德臻，劉溫 金屬帶式車用無級變速器 中國機(jī)械工程 .2021， 11 ，姚利松，程乃士等 汽車金屬帶式無級變速器液壓控制原理及數(shù)學(xué)模型 東北大學(xué)學(xué)報 .1999， 2 金屬帶無級變速傳動的若干關(guān)鍵問題研究 :[重慶大學(xué)博士學(xué)位論文 ]重慶 :2021,5 10. 裘熙定 ,王紅巖 ,周云山等 轎車金屬帶式無級變速傳動的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢汽車技術(shù) ,1998， 4 19 致謝 將近四年的大學(xué)生活，讓我學(xué)到了很多，收獲了很多。一路走來，離不開 很多人，父母，老師，朋友，同學(xué)……這一段路很長，有喜悅、悲傷、有成功、有迷茫，在跌跌撞撞中我學(xué)會了堅(jiān)強(qiáng)；在磕磕碰碰中我懂得了長大?；蛟S還有點(diǎn)孩子氣；或許還有點(diǎn)無知；或許還有點(diǎn)脆弱?？墒牵绻麤]有他們的存在，可能我還有更多的缺點(diǎn)；可能我沒有現(xiàn)在的收獲。 而本文的順利完成，首先要感謝的是柳暉老師，在柳暉老師的悉心指導(dǎo)下完成的，柳暉老師學(xué)識淵博，對待工作一絲不茍、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度使我不僅在做論文的過程中受益匪淺，更是對我今后的生活、工作和學(xué)習(xí)都具有長遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。在此，我向柳暉老師表示真誠的感謝。