談汽車轉(zhuǎn)向電子控制系統(tǒng)的動力學(xué)原理

摘 要：汽車的電子控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用極大地改善了汽車的主動安全性。本文對汽車轉(zhuǎn)向的電子控制系統(tǒng)的有關(guān)動力學(xué)原理進(jìn)行了分析，為底盤控制提供了必要的依據(jù)。常見的底盤控制系統(tǒng)可分為主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)AFS，四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4WS，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS；同時對汽車主動懸架系統(tǒng)AS，輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)TPMS以及線控技術(shù)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：電子控制系統(tǒng) AFS 4WS EPS AS TPMS 線控技術(shù)

中圖分類號：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0092-01

1 汽車轉(zhuǎn)向的電子控制系統(tǒng)

1.1 主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)AFS（Active Front Steering）

主動前輪動力轉(zhuǎn)向是德爾福一體化底盤控制系統(tǒng)中的一項新技術(shù)，也稱為UCC。它通過集成化控制技術(shù)來改善車輛的操控性和行駛平順性，從而提高了車輛的安全性能。主動前輪動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能在車輛的轉(zhuǎn)向、制動和懸掛系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫連接，而且能在不增加液壓系統(tǒng)或部件尺寸的前提下在車輛上加以應(yīng)用?？刂圃砣鐖D1。

1.2 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4WS（4 wheels system）

這種系統(tǒng)主要有四個部件—— 前輪定位傳感器、可轉(zhuǎn)向的整體準(zhǔn)雙曲面后軸、電動機驅(qū)動的執(zhí)行器以及一個控制單元。前輪定位傳感器和速度傳感器連續(xù)不斷地向控制單元報告數(shù)據(jù)，控制單元根據(jù)報告的數(shù)據(jù)確定后輪合適的角度。通過計算，系統(tǒng)決定正確的操作方式。該系統(tǒng)有三種主要運行方式：負(fù)相、中相、正相。低速行駛時.后輪轉(zhuǎn)彎方向與前輪相反，這就是負(fù)相。中速行駛時，后輪筆直而保持中相。高速行駛時，后輪處于正相，和前輪轉(zhuǎn)彎方向相同。中速行駛時，后輪筆直而保持中相。高速行駛時，后輪處于正相，和前輪轉(zhuǎn)彎方向相同。在低速行駛時，負(fù)相拖曳操縱，尾部跟隨車輛的真實軌跡，比兩輪轉(zhuǎn)向更緊密。這使得在城市交通中的駕駛更容易。低速操縱時，比如倒車上船板或野外帶拖車停車時，該系統(tǒng)將使操縱更容易。倒拖車時。負(fù)相極大地改進(jìn)拖車對轉(zhuǎn)向動作的反應(yīng)，更容易使車輛就位。系統(tǒng)提高了車輛的高速行駛平穩(wěn)性。高速行駛時后輪和前輪的轉(zhuǎn)向相同，有助于減少車輛側(cè)滑或扭擺，對平衡車輛在超車、變道、或躲避不平路面時的反應(yīng)均有幫助。（如圖2）

1.3 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS（Electric Power Steering）

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系統(tǒng)具有很多優(yōu)點。尤其是在使駕駛員操縱輕便方面，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可根據(jù)汽車的行駛速度，靈活地調(diào)節(jié)助力大小。EPS主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動機、減速機構(gòu)和電子控制單元（ECU）等組成。相比傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

（1）只在轉(zhuǎn)向時電機才提供助力，可以顯著降低燃油消耗。

（2）轉(zhuǎn)向助力大小通過調(diào)整能夠兼顧低速時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時的操縱穩(wěn)定性，回正性能好。

（3）結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，生產(chǎn)線裝配好，易于維護(hù)保養(yǎng)。

（4）通過程序的設(shè)置，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易與不同車型匹配，可以縮短生產(chǎn)和開發(fā)的周期。

2 結(jié)語

近幾年來，制動防抱死系統(tǒng)（ABS），驅(qū)動防滑系統(tǒng)（TCS），主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS/AFS），電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP），主動懸架系統(tǒng)（AS）等底盤電子控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，大大提高了現(xiàn)代汽車的操縱穩(wěn)定性。隨著傳感器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，這些新的信息同汽車底盤電子控制系統(tǒng)結(jié)合，將會出現(xiàn)更多的新功能和新系統(tǒng)，比如自適應(yīng)車速巡航控ACC（Adaptive Cruise Control）；碰撞警告和自動制動系統(tǒng)CWAB（Collision Warning with Brake Assist）；前向車輛碰撞警告系統(tǒng)FVCWS（Forward Vehicle Collision Warning Systems）；車道偏離警告系統(tǒng)LDWS（Line Departure Warning Systems）等。

參考文獻(xiàn)

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