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汽车线控转向系统的技术探讨

导读: 汽车转向性能是汽车的主要性能之一,转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性,它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。如何合理地设计转向系统,使汽车具有良好的操纵性能,始终是设计人员的重要研究课题。

        前言
  汽车转向性能是汽车的主要性能之一,转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性,它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。如何合理地设计转向系统,使汽车具有良好的操纵性能,始终是设计人员的重要研究课题。在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天,针对更多不同水平的驾驶人群,汽车的易操纵性设计显得尤为重要。线控转向系统(Steering – By - WireSystem,简称SBW)的发展,正是迎合这种客观需求。它是继EPS后发展起来的新一代转向系统,具有比EPS操纵稳定性更好的特点,而且它在转向盘和转向轮之间不再采用机械连接,彻底摆脱传统转向系统所固有的限制,在给驾驶员带来方便的同时也提高了汽车的安全性。
  一、线控转向系统的发展概况
  德国奔驰公司在1990年开始了前轮线控转向的研究,并将它开发的线控转向系统应用于概念车F400Carving上。日本Koyo也开发了线控转向系统,但为了保证系统的安全,仍然保留了转向盘与转向轮之间的机械部分,即通过离合器连接,当线控转向失效时通过离合器结合回复到机械转向。宝马汽车公司的概念车BMWZ22,应用了SteerByWire技术,转向盘的转动范围减小到160°,使紧急转向时驾驶员的忙碌程度得到了很大降低。意大利Bertone设计开发的概念车“FILO”,雪铁龙越野车“C-Crosser”,Daimlerchrysler概念车“R129”,都采用了线控转向系统。2003年日本本田公司在纽约国际车展上推出了LexusHPX概念车,该车也采用了线控转向系统,在仪表盘上集成了各种控制功能,实现车辆的自动控制。估计几年后,机械系统将由电缆与电子信号取代。
  二、线控转向系统的结构及工作原理
  (一)线控转向系统的结构
  汽车线控转向系统主要由转向盘模块、前轮转向模块、主控制器(ECU)以及自动防故障系统组成,其结构如图1所示。

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