汽车线控转向技术的发展与应用
2024年汽车线控转向系统(SBW)市场前景分析

汽车线控转向系统(SBW)市场前景分析1. 引言随着科技的发展和社会进步,汽车行业也在不断演进。
传统的机械式转向系统已经不能满足人们对于汽车驾驶的需求,因此,汽车线控转向系统(Steer-by-Wire, SBW)应运而生。
本文将对汽车线控转向系统的市场前景进行深入分析。
2. 汽车线控转向系统简介汽车线控转向系统是一种采用电子控制技术实现转向操作的系统。
它通过传感器和电控单元将驾驶者的转向指令转化为电信号,并通过电机控制前轮的转向角度。
与传统的机械转向系统相比,汽车线控转向系统具有更加精确、灵敏的操控性能,可以提高驾驶的安全性和舒适性。
3. 汽车线控转向系统的市场前景3.1 技术发展趋势随着汽车电子技术的不断进步,汽车线控转向系统也在不断演进。
新一代的汽车线控转向系统采用更先进的传感器和控制算法,能够实现更加精确的转向控制,并具备智能化的功能,例如自动驾驶、自动泊车等。
这些创新技术将推动汽车线控转向系统市场的发展。
3.2 市场规模与增长趋势根据市场研究数据,汽车线控转向系统市场在过去几年取得了持续增长。
预计未来几年内,全球汽车线控转向系统市场规模将继续扩大。
主要驱动因素包括:汽车安全性的提升、驾驶者对于驾驶舒适性的需求增加、智能化驾驶技术的普及等。
3.3 市场竞争格局与主要厂商目前,汽车线控转向系统市场竞争激烈,主要的厂商包括:奥托立夫(ZFLS)、日立(HITACHI)、积时利(JTEKT)等。
这些厂商拥有先进的技术和丰富的经验,在市场上具有一定的竞争优势。
4. 汽车线控转向系统市场的挑战与机遇在汽车线控转向系统市场发展的过程中,也面临一些挑战与机遇。
### 4.1 挑战 - 技术成熟度:新技术的应用需要经过严格的性能测试和认证,以确保其可靠性和安全性。
- 成本压力:由于汽车线控转向系统的制造成本较高,市场竞争激烈,如何降低成本是一个重要的挑战。
- 安全性风险:对于汽车线控转向系统而言,安全性是一个重要的考虑因素。
汽车线控转向系统发展概况与典型布置形式

汽车线控转向系统发展概况与典型布置形式汽车线控转向系统是指通过操作车辆转向控制器,通过线缆将转向指令传输到转向机构,从而实现对车辆转向的控制的一种系统。
该系统在车辆转向操作上有着重要的作用,能够提高驾驶员的操控性和舒适性。
下面将对汽车线控转向系统的发展概况和典型布置形式进行探讨。
1.发展概况:汽车线控转向系统的发展可以追溯到20世纪中叶,最初采用机械传动的方式进行转向控制。
然而,随着汽车工业的发展和技术的进步,线控转向系统开始采用电子化控制技术,这使得转向系统的可靠性、稳定性和精确性得到了显著提高。
随着电子技术和自动化技术的不断发展,现代汽车线控转向系统已经进化为一种集成了电子控制单元(ECU)、电动助力转向器和传感器的高度自动化系统。
同时,通过与其他辅助转向系统(如自动驾驶、车道保持辅助等)的联动,进一步提升了驾驶员的操控性和行驶安全性。
目前,汽车线控转向系统已经成为了现代汽车中必备的重要组成部分。
2.典型布置形式:典型的汽车线控转向系统通常包括以下几个关键组件:(1)转向控制器:驾驶员通过操纵转向盘来产生转向指令。
转向控制器通常由转向盘、方向盘传感器和信号处理单元组成,可以对驾驶员转向意图进行检测、处理和转化为电信号。
(2)电动助力转向器:电动助力转向器通过电动机的力量来辅助驾驶员进行转向操作。
该装置通常由电动机、齿轮传动机构和助力转向控制单元组成。
(3)传感器:传感器用于检测车辆当前的速度、方向和转动角度等参数,并将这些信息传输给电控单元进行处理。
常见的传感器包括转向角传感器、转向力矩传感器、方向指示器传感器等。
(4)电控单元:电控单元是整个系统的核心部件,负责接收和处理来自转向控制器和传感器的信号,以及控制电动助力转向系统的工作状态。
电控单元通常由微处理器、控制算法和输出驱动电路等组成。
(5)转向机构:转向机构是将驾驶员转向指令转化为车辆实际转向的装置,通常由转向齿条、齿轮、连杆和转向臂等组成。
线控转向系统技术综述与实车应用(一)

◆文/江苏 高惠民线控转向系统技术综述与实车应用(一)一、概述汽车线控技术(X-by-wire)起源于飞机的电传操纵系统,飞行员不再通过传统的机械回路或液压回路来控制飞机的飞行姿态,而是通过安装在操纵杆处的传感器检测飞行员施加在其上的力和位移,并将其转换为电信号,在电控单元中将信号进行处理,然后传递到执行机构,从而实现对飞机的控制。
随着线控技术的发展,这一技术逐渐应用到汽车。
图1所示为集成线控系统线控转向(Steer by Wire,简称 SBW)系统、线控制动(Brake by Wire,简称BBW)系统示意图。
汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器转变为电信号,通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。
目前,汽车的线控技术主要有线控转向(Steer by Wire,简称 SBW)系统、线控制动(Brake by Wire,简称BBW)系统、线控驱动(Drive by Wire,简称DBW)系统、线控悬架(Suspension by Wire)系统、线控换挡(Shift by Wire)系统。
通过分布在汽车各处的传感器实时获取驾驶员的操作意图和汽车行驶过程中的各种参数信息,传递给电控单元,电控单元将这些信息进行分析和处理,得到合适的控制参数传递给各个执行机构,进行对汽车的控制,极大的提高车辆的动力性、制动性、操纵稳定性和平顺性。
其中,SBW作为线控底盘系统的关键组成部分,一直是国内外汽车厂商及学术界研究的热点。
根据我国《智能网联汽车技术路线图》规划,将在2025年实现智能线控底盘系统产业化推广应用。
SBW就是通过线控化、智能化实现个性驾驶、辅助驾驶、自动驾驶等目标,是智能网联汽车落地的关键技术。
二、SBW系统的结构及工作原理汽车转向系统大致经历了机械转向系统、液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS)、电控液压助力转向系统 (Electro Hydraulic Power Steering,EH PS)、电动助力转向系统 (El ectr ic Power Steering,EPS)的一个发展过程。
2024年汽车线控转向系统市场前景分析

2024年汽车线控转向系统市场前景分析引言随着汽车工业的发展和技术的不断进步,汽车线控转向系统作为一种新型的驾驶辅助技术,在汽车行业中不断得到应用和推广。
本文将对汽车线控转向系统市场的前景进行分析,探讨其发展趋势和市场潜力。
市场需求汽车线控转向系统是一种能够通过电子控制模块实现车辆转向的技术,它能够提供更加准确、稳定的操控效果,并且能够适应不同驾驶环境的需求。
随着人们对驾驶安全性和操控性的要求提高,汽车线控转向系统的需求也在不断增加。
技术发展趋势随着自动驾驶和智能驾驶技术的发展,汽车线控转向系统的功能也在不断完善。
未来的汽车线控转向系统将更加智能化和自动化,可以通过传感器和算法实现自动避障、自动泊车等功能。
此外,随着电动汽车的普及,对于节能减排的要求也在增加,汽车线控转向系统将成为实现高效能耗的重要技术之一。
市场竞争分析目前,全球汽车线控转向系统市场竞争激烈,主要厂商包括博世、德尔福等。
这些企业通过不断投入研发和提高产品性能来增强其市场竞争力。
此外,新兴企业也纷纷进入该市场,加剧了竞争的程度。
为了在市场竞争中取得优势,不仅要拥有先进的技术研发能力,还需要注重与汽车制造商的合作,实现产品的定制化。
市场前景分析随着智能驾驶技术的不断发展和汽车行业的转型升级,汽车线控转向系统市场的前景将十分广阔。
根据市场研究机构的数据分析,预计未来几年,汽车线控转向系统市场将保持较高的增长率。
主要原因有以下几点:1.驾驶安全性要求的提高:人们对驾驶安全性和操控性的要求越来越高,汽车线控转向系统能够提供更加稳定、准确的操控效果,满足消费者的需求。
2.自动驾驶技术的发展:随着自动驾驶技术的发展,汽车线控转向系统将成为实现自动驾驶的重要组成部分。
随着自动驾驶汽车的普及,汽车线控转向系统的市场需求将进一步增加。
3.环境保护要求的提高:面对日益严峻的环境问题,汽车行业也在不断提高能源利用率和减少排放。
汽车线控转向系统作为一种能够提高能源利用率的技术,在电动汽车领域具有很大的市场潜力。
2024年汽车线控转向系统市场发展现状

2024年汽车线控转向系统市场发展现状摘要汽车线控转向系统作为一种创新的车辆转向技术,正在逐步渗透到汽车市场中。
本文将对汽车线控转向系统的市场发展现状进行深入研究和分析,并探讨其在未来的发展趋势。
1. 引言随着汽车工业的不断发展和技术的不断创新,汽车线控转向系统作为一种新的转向技术被广泛应用于各类汽车中。
该技术通过电子控制传动系统实现对汽车的转向控制,提高了行车的稳定性和操控性能,为驾驶员提供了更加舒适和安全的驾驶体验。
2. 汽车线控转向系统的发展历程汽车线控转向系统的发展经历了三个阶段:机械助力转向系统、液压助力转向系统和电动助力转向系统。
在这三个阶段中,汽车线控转向系统的性能逐步提升,操控性和安全性也得到了极大的改善。
3. 汽车线控转向系统的市场应用目前,汽车线控转向系统已经广泛应用于各类汽车中,包括轿车、SUV、商务车等。
不同类型的汽车在使用线控转向系统时,具有不同的需求和特性。
例如,高级轿车和SUV更倾向于采用高性能的电动助力转向系统,而商务车则更关注转向系统的稳定性和可靠性。
4. 汽车线控转向系统的市场竞争格局目前,汽车线控转向系统的市场竞争格局较为激烈。
主要的竞争对手包括国内外的汽车制造商和零部件供应商。
这些竞争者在技术研发、产品质量、售后服务等方面展开激烈竞争,努力提升自身的市场份额和竞争优势。
5. 汽车线控转向系统的发展趋势随着汽车技术的不断发展和消费者对汽车性能要求的提高,汽车线控转向系统有以下几个发展趋势:5.1 技术创新随着科技的不断进步,汽车线控转向系统将会迎来更多的技术创新。
例如,应用人工智能和车联网技术,使得转向系统具备更强的智能化和自动化能力,提高汽车的驾驶安全性和舒适性。
5.2 节能环保汽车线控转向系统的节能环保能力将是未来的发展趋势之一。
通过应用新能源技术,减少能源消耗和减少污染物排放,促进汽车行业的可持续发展。
5.3 个性化需求随着消费者对汽车个性化需求的增加,汽车线控转向系统也将朝着个性化方向发展。
线控转向系统技术综述与实车应用(二)

◆文/江苏 高惠民线控转向系统技术综述与实车应用(二)(接2022年第6期)六、SBW系统的路感反馈控制汽车转向系统主要有两大功能:一是操纵转向,驾驶员通过操纵转向盘来控制转向轮绕主销转动;二是反馈路感,将整车及轮胎的运动状态、受力情况通过转向盘反馈给驾驶员,即路感。
前者驾驶员是输入,实现转向系统的角位移功能;后者是将路感反馈给驾驶员,实现力传递功能。
二者结合,构成了汽车转向过程中的“人一车—路”的闭环控制。
1.转向盘力矩分析 驾驶员在操纵车辆过程中,转向盘操纵转矩与转向盘转角、车速以及路面附着情况等密切相关。
为了让驾驶者能够清晰地触摸到这些信息,所设计的SBW转向盘上力矩模型(图9),充分考虑转向盘力矩影响因素,如反馈力矩、摩擦力矩、阻尼控制力矩、限位控制力矩以及主动回正力矩,这些可以看作转向盘上的反作用力。
所建立模型是这些力矩的总和。
(1)反馈力矩根据车辆行驶状态反馈给驾驶员的力矩,其大致反映了车辆的行驶状态和路面状况。
在相关标准和文献的研究中,大量的研究结果表明车速、转向盘转角、侧向加速度与转向盘转矩之间存在密切联系。
①汽车低速行驶时,其侧向加速度的变化较小,驾驶员不易感知到此车身信息的变化,但是对转向盘转角变化却非常敏感,因而在设计路感时,转向盘转角和车速信息要占比较大的权重。
②汽车高速行驶时,由于受到车辆操纵稳定性的制约,转向盘在较小的范围内转动,此时转角的变化对侧向加速度的影响很大,驾驶员对侧向加速度变化反而很敏感,因而在设计路感时,要重点考虑侧向加速度和车速对转向盘力矩的影响。
③汽车在高、低速之间行驶时,此时的车速越大,则转向盘力矩越大。
驾驶员对侧向加速度和转向盘转角都较为敏感,因而在设计路感时,不仅要考虑转向盘转角的影响,也要将侧向加速度和车速对转向盘力矩的影响考虑进去。
(2)摩擦力矩在机械结构中,摩擦力矩是一直存在不可忽略的。
而SBW系统因断开了转向管柱与转向器间的连接,所以驾驶员能够直接感受到的摩擦力矩只来源于转向盘总成。
汽车线控转向系统的关键技术及发展前景

2 0 1 4年
2所示 。
第 1期
移
动
电
源与车Fra bibliotek辆 3 1
术 。 目前存 在 着多 种 汽 车 总 线标 准 , 未来 会 使 用 具 有 高 速实 时传 输特性 的一些 总线标 准 和协议 。这 一 类 总 线标 准 主要 有 时 间 触 发 协 议 ( T T P ) 、 B y t e l f i g h t
给转 向盘 子系 统 中模 拟路感 的部 件 。工作 原理 如 图
采 集信 号 , 然后 对 信 号进 行 处 理 、 分析 , 同时 向控 制 器、 前轮 转 向电机 以及方 向盘 力 矩 电机 发 送 控 制信
收稿 日期 : 2 0 1 4 . O 1 . 2 0
作 者 简 介 :王 一 斐 ( 1 9 6 8 一 ) , 男, 甘 肃 灵台 人 , 副教授, 主要 从 事 汽 车 运 用 工 程 的研 究 上作 。
号, 由这些信 号判 断汽 车 的运 动行驶 状 态 , 在 此过 程 中对驾 驶人 员 的操 作 实 施 监 控 , 最终 达 到汽 车 智 能 化 控制 的 目的 。 3 ) 车 轮 转 向模 块 由转 向 电机 、 控制器 、 转 向
向模 块 个主要 模 块 以及 自动 防故 障 系统 、 电源 等
少汽 车发 生碰撞 时 对 驾驶 员 的伤 害 , 线 控转 向 系统
提高 了汽 车 的转 动效 率 , 缩 短 了系统 响应 的时 间 , 从
而进一 步 改善 了驾驶 特性 , 控制单 元 接收各 种数 据 , 可 以在 瞬时转 向条件 下 , 立 刻提 供转 向动力 , 转 动车
轮 。取 消转 向柱 、 转 向器后 , 有利 于提 高汽 车碰撞 安
浅析汽车线控技术的运用及发展趋势

浅析汽车线控技术的运用及发展趋势摘要线控转向技术是汽车转向系统发展中最新的技术,方向盘与转向轮之间通过控制信号连接,摆脱了两者间齿轮啮合的固定传动比限制,转向系统传动比可通过软件自由设定。
本文通过介绍汽车线控转向系统的结构和关键技术,总结了其性能特点以及现阶段开发应用中的主要问题。
随着电子产品在汽车中所占比例越来越高,新型环保节能电动汽车车如混合动力电动汽车的不断开发,为线控转向技术带来了更为广阔的应用前景。
关键词线控技,汽车制动发展正文随着汽车电子技术、自动控制技术的逐步成熟和汽车网络通信技术的广泛应用,汽车线控技术也逐步得到青睐和深入研究,它和42V电压系统和网络技术左右着汽车未来的发展趋势。
汽车线控技术就是将驾驶员的操纵动作经过传感器变成电信号,通过电缆直接传输到执行机构的一种系统。
目前的线控技术包括线控换档系统、线控制动系统、线控悬架系统、线控增压系统、线控油门系统及线控转向系统。
其中线控转向系统在高级轿车、跑车及概念车上有广泛的应用,它为自动驾驶提供了良好的平台;线控制动系统在工业车辆上应用较多,将来随着线控技术的成熟和成本的降低及追求自动驾驶的影响,线控技术将会越来越多地应用于普通车辆。
本文主要介绍汽车线控制动系统和线控转向系统。
1线控驱动汽车传统的驱动方式是由驾驶员通过踩油门控制发动机的输出扭矩大小,而线控驱动是由电子控制器根据驾驶员的要求来控制发动机。
驾驶员只需要通过踩踏板输出一个控制发动机的信号,控制信号再由传感器传传到电子控制器,进而控制发动机实现驱动。
线控驱动的应用,使发动机控制中的一些先进功能更容易实现。
譬如:可变压缩比;电动控制发动机进排气阀门;可变气缸(根据工况关闭选定的气缸)2线控转向汽车线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,完全摆脱了传统转向系统的各种限制,不但可以自由设计汽车转向的力传递特性,而且可以设计汽车转向的角传递特性,给汽车转向特性的设计带来更大的空间,是汽车转向系统的重大革新。
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汽车线控转向技术的发展与应用汽车转向系统的基本性能是保证车辆在任何工况下转动转向盘时有较理想的操纵稳定性。
随着汽车电子技术的不断发展和汽车系统的集成化,汽车转向系统从传统的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering System,HPS)、电控液压动力转向系统(Electronic Control Hydraulic Power Steering Sys-tern,ECHPS),发展到现在逐渐推广应用的电动液压动力转向系统(Electro-Hydraulic Power Steering System,EHPS)。
近年来,汽车线控转向技术(Steer-ing-Bv-Wire,SBW)也成为国外的研究热点。
SBW是X-By-Wire的一种。
X-By-Wire的全称是“没有机械和液力后备系统的安全相关的容错系统”。
“X”表示任何与安全相关的操作,包括转向、制动,等等。
1 汽车线控转向系统的结构和基本原理1.1 汽车线控转向系统的结构汽车线控转向系统由方向盘总成、转向执行总成和主控制器(ECU)三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成,如图1所示。
方向盘总成包括方向盘、方向盘转角传感器、力矩传感器、方向盘回正力矩电机。
方向盘总成的主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量方向盘转角)转换成数字信号.并传递给主控制器:同时接受主控制器送来的力矩信号,产生方向盘回正力矩.以提供给驾驶员相应的路感信息。
转向执行总成包括前轮转角传感器、转向执行电机、转向电机控制器和前轮转向组件等组成。
转向执行总成的功能是接受主控制器的命令,通过转向电机控制器控制转向车轮转动,实现驾驶员的转向意图。
主控制器对采集的信号进行分析处理.判别汽车的运动状态,向方向盘回正力电机和转向电机发送指令,控制两个电机的工作,保证各种工况下都具有理想的车辆响应,以减少驾驶员对汽车转向特性随车速变化的补偿任务,减轻驾驶员负担。
同时控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别,判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理。
当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时线控转向系统会将驾驶员错误的转向操作屏蔽,而自动进行稳定控制,使汽车尽快地恢复到稳定状态。
自动防故障系统是线控转向系的重要模块.它包括一系列的监控和实施算法,针对不同的故障形式和故障等级做出相应的处理,以求最大限度地保持汽车的正常行驶。
作为应用最广泛的交通工具之一,汽车的安全性是必须首先考虑的因素,是一切研究的基础,因而故障的自动检测和自动处理是线控转向系统最重要的组成系统之一。
它采用严密的故障检测和处理逻辑,以更大地提高汽车安全性能。
电源系统承担着控制器、两个执行马达以及其它车用电器的供电任务,其中仅前轮转角执行马达的最大功率就有500-800 W,加上汽车上的其它电子设备,电源的负担已经相当沉重。
所以要保证电网在大负荷下稳定工作,电源的性能就显得十分重要。
1.2汽车线控转向系统的原理简介汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成,传统汽车转向系统是机械系统,汽车的转向运动是由驾驶员操纵转向盘,通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。
汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接.完全由电能实现转向,摆脱了传统转向系统的各种限制.不但可以自由设计汽车转向的力传递特性,而且可以设计汽车转向的角传递特性,给汽车转向特性的设计带来无限的空间。
是汽车转向系统的重大革新。
方向盘总成包括方向盘、方向盘转角传感器、力矩传感器、方向盘回正力矩电机。
方向盘总成的主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量方向盘转角)转换成数字信号.并传递给主控制器:同时接受主控制器送来的力矩信号,产生方向盘回正力矩.以提供给驾驶员相应的路感信息。
转向执行总成包括前轮转角传感器、转向执行电机、转向电机控制器和前轮转向组件等组成。
转向执行总成的功能是接受主控制器的命令,通过转向电机控制器控制转向车轮转动,实现驾驶员的转向意图。
主控制器对采集的信号进行分析处理.判别汽车的运动状态,向方向盘回正力电机和转向电机发送指令,控制两个电机的工作,保证各种工况下都具有理想的车辆响应,以减少驾驶员对汽车转向特性随车速变化的补偿任务,减轻驾驶员负担。
同时控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别,判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理。
当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时线控转向系统会将驾驶员错误的转向操作屏蔽,而自动进行稳定控制,使汽车尽快地恢复到稳定状态。
自动防故障系统是线控转向系的重要模块.它包括一系列的监控和实施算法,针对不同的故障形式和故障等级做出相应的处理,以求最大限度地保持汽车的正常行驶。
作为应用最广泛的交通工具之一,汽车的安全性是必须首先考虑的因素,是一切研究的基础,因而故障的自动检测和自动处理是线控转向系统最重要的组成系统之一。
它采用严密的故障检测和处理逻辑,以更大地提高汽车安全性能。
电源系统承担着控制器、两个执行马达以及其它车用电器的供电任务,其中仅前轮转角执行马达的最大功率就有500-800 W,加上汽车上的其它电子设备,电源的负担已经相当沉重。
所以要保证电网在大负荷下稳定工作,电源的性能就显得十分重要。
1.2汽车线控转向系统的原理简介汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成,传统汽车转向系统是机械系统,汽车的转向运动是由驾驶员操纵转向盘,通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。
汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接.完全由电能实现转向,摆脱了传统转向系统的各种限制.不但可以自由设计汽车转向的力传递特性,而且可以设计汽车转向的角传递特性,给汽车转向特性的设计带来无限的空间。
是汽车转向系统的重大革新。
汽车线控转向系统的工作原理如图2所示。
用传感器检测驾驶员的转向数据.然后通过数据总线将信号传递给车上的ECU,并从转向控制系统获得反馈命令:转向控制系统也从转向操纵机构获得驾驶员的转向指令,并从转向系统获得车轮情况。
从而指挥整个转向系统的运动。
转向系统控制车轮转到需要的角度,并将车轮的转角和转动转矩反馈到系统的其余部分,比如转向操纵机构,以使驾驶员获得路感,这种路感的大小可以根据不同的情况由转向控制系统控制。
1.3汽车线控转向系统的特点(1)提高汽车安全性能。
去除了转向柱等机械连接,完全避免了撞车事故中转向柱对驾驶员的伤害;智能化的ECU根据汽车的行驶状态判断驾驶员的操作是否合理,并做出相应的调整;当汽车处于极限工况时,能够自动对汽车进行稳定控制。
(2)改善驾驶特性,增强操纵性。
基于车速、牵引力控制以及其它相关参数基础上的转向比率(转向盘转角和车轮转角的比值)不断变化。
低速行驶时,转向比率低,可以减少转弯或停车时转向盘转动的角度;高速行驶时,转向比率变大,获得更好的直线行驶条件。
(3)改善驾驶员的路感。
由于转向盘和转向车轮之间元机械连接,驾驶员“路感”通过模拟生成。
可以从信号中提出最能够反应汽车实际行驶状态和路面状况的信息.作为转向盘回正力矩的控制变量,使转向盘仅向驾驶员提供有用信息,从而为驾驶员提供更为真实的“路感”。
(4)增强汽车舒适性。
由于消除了机械结构连接,地面的不平和转向轮的不平衡不会传递到转向轴上。
从而减缓了驾驶员的疲劳:驾驶员的腿部活动空间和汽车底盘的空间明显增大。
2 汽车线控转向系统的主要技术发展汽车线控转向系统的实现有如下的关键技术需要解决。
2.1 线控转向系统的稳定可靠及安全性问题目前阻挠线控转向系统普及的一个重要因素是其可靠性问题,现在还无法在可靠性与成本之间取得一个很好的平衡。
世界各大研究机梅正在就这一问题进行联合攻关,相信这一问题能够得到合理的解决。
装载机线控转向系统的实现,必须解决如下问题:(1)目前,电子部件还没有达到机械部件那样可靠的程度,如何保证在电子部件出现故障后,系统仍能实现其最基本的转向功能,即如何保证电子转向系统的稳定可靠、安全工作是十分重要的,这也是电子转向系统目前最为突出的问题:(2)由于方向盘与转向轮之间没有直接的机械连接,因此如何提供给驾驶员合适的路感.以使驾驶员能够感受到道路的状况以及转向轮所处的位置,从而据此调节转向力矩是其中的关键技术之一:(3)为了保证车辆的行驶安全性,即车辆只要是在运行中,都应该保证转向系统能够起作用;(4)如何通过软件来实现方向盘转向圈数、转向敏感度和路感强弱可调节。
线控转向系统的稳定可靠及安全性问题对于传统的机械系统,可以通过精巧设计来实现系统的安全性和可靠性.但线控转向系统由于转向盘和转向车轮之间无机械连接,完全依靠电子和电器元件来工作。
目前,电子部件还没有达到机械部件那样可靠的程度,如何保证在电子部件出现故障后,系统仍能实现其最基本的转向功能.即如何保证线控转向系统的稳定可靠、安全工作是十分重要的。
这也是线控转向系统最需要解决的关键技术。
为解决这个问题,国外一些汽车公司采用了系统冗余和容错技术。
2.2 线控转向系统中模拟“路感"的问题如何生成让驾驶员能够感知汽车实际行驶状态和路面状况的路感,是实现线控转向系统必须解决的问题之一。
这就涉及到模拟路感的电机震动控制技术。
汽车转向系一直存在着轻与灵的矛盾。
为此,人们常将转向器设计成变传动比,在转向盘小转角时以灵为主,在转向盘大转角时以轻为主。
但是,灵的范围只在转向盘中间位置附近.仅对高速行驶有意义,并且传动比不能随车速变化,所以这种方法不能从根本上解决这一矛盾。
另外,转向力与路感也是相互制约的,转向力小意味着转向轻便,能减小驾驶员的体力消耗;但转向力过小,就缺乏路感。
传统液压动力转向由于不能对助力进行实时调节与控制,所以协调转向力与路感的关系困难.特别是汽车高速行驶时,仍然会提供较大助力,使驾驶员缺乏路感,甚至感觉汽车发飘.从而影响操纵稳定性。
由于线控转向系统由电机提供动力源,由于电动机具有弹簧阻尼的效果,能减少不平路面对转向盘的冲击力和车轮不平衡引起的震动,这样同时就减少了驾驶员的“路感”。
采用模拟路感的电机震动控制技术可以有效地解决这一问题。
2.3线控转向系统的动力电源问题线控转向系统在传统的ECU供电系统条件下无法实施。
未来车辆将采用电源技术,到时汽车电子附件的供电问题将会得到圆满解决。
2.4传感器的精度和成本问题传感器是线控转向系统中最重要的器件之一。
在线控转向系统中需要多个转向传感器参与工作。
这些传感器的作用是:实时检测转向盘与转向电动机的转矩或转角的大小和方向,并将此信息转换为电信号传送到电子控制器。
电子控制器根据转向传感器的信号及车辆导向单元的信号按照控制模型进行分析运算与判断,然后将该信息送至转向盘电动机与两个转向电动机。
传感器的精度问题决定了整个线控转向系统的性能可靠性。