主動轉向系統在提升汽車性能方面的創新

毛吉偉

（江西昌河汽車有限責任公司 333000)

主動轉向系統在提升汽車性能方面的創新

毛吉偉

（江西昌河汽車有限責任公司 333000)

橫擺是車輛行駛過程中經常出現的一種現象，不利于車輛的平穩行駛，甚至會引發交通事故。通過應用主動轉向系統，能夠實現對車輛運動動力的有效控制，比電子控制方式更加可靠，并且能夠減輕車輛磨損，在提升汽車性能方面發揮了重要作用。文章分析了主動轉向系統運行機制，總結了其在提升汽車性能方面所表現出的創新價值，證明了其應用優勢。

主動轉向系統；運行機制；汽車性能

1 主動轉向系統運行機制

主動轉向系統分為機械轉向和電子轉向兩種，需對其運行機制進行分析和了解。機械式主動轉向系統是以傳統轉向系統為基礎，在轉向角δ之外，再增設一個疊加轉向角δ0，依靠傳感器獲得汽車的具體運行狀況，當汽車轉向角超過δ后，用δ0對其進行補充，以滿足前輪轉向需求。具體實現方式是在轉向拉桿出預留±10 mm的空隙，并用線性控制器控制其移動，進而便會有一個±3 °的疊加轉向角存在[1]。電子式主動轉向系統，是以電信號的形式控制方向盤和轉向車輪，進而改變車輪的轉向角，使汽車平穩運行。在電子轉向系統中，轉向傳動比是可以自由變化的，可以根據轉向需求，利用轉向作用器在方向盤上生成一個可變的附加轉向力，同時，系統中安裝有二級調整裝置，可以將轉向控制效果反饋給駕駛員，獲得良好的駕駛體驗。

2 主動轉向系統在提升汽車性能方面的創新

2.1 創新的具體體現

以基于DLR技術研發設計的主動轉向系統為例，從機械式轉向角度進行分析，可以發現主動轉向系統在提升汽車性能方面的創新，主要體現在實現強行脫耦和模型逆向控制兩方面。首先，對于主動轉向系統的強行脫耦來講，分別利用傳感器和控制器，得到車輛發生橫橫擺作時的角速度以及參考值，比較兩者的大小關系，在控制子模塊對相差數值進行分析，前輪轉向裝置會根據處理結果，結合疊加轉向角做出相應動作，實現汽車的強行脫耦，消除路況、風力、胎壓等因素對測量運動力的影響，進而避免橫擺現象的發生。在進行強行脫耦時，需要先對傳感器所得車輛橫擺角速度進行濾波處理。而在推算車輛橫擺參考角速度時，需要對車輛實際行駛狀況進行模擬，得到其動力學模型及線性單軌模型，以傳遞函數的形式將其表示出來。

其次，在實現模型逆向順序控制時，所用方法與強行脫耦比較接近，控制原理也是消除造成造成車輛橫擺因素的干擾，在車輛運動動力極限范圍內完成轉向動作，保證車輛始終處于平穩行駛狀態，利用車輛橫擺角速度和前輪轉向角，可以對調節作用器的參數大小進行計算，并將其反饋作用到轉向前輪上，使其可以按照該參數做出動作。根據傳遞函數，可以形成規范轉向傳遞規則，確定最為理想的轉向傳遞特性。另外，為了提高方向盤的反應速率，及時對加速度做出調整，在主動轉向系統中還安裝有濾波器，來改善車輛和橫擺角速度信號。

(5)多元評價：課堂教學采用翻轉課堂形式，每個創業工作坊團隊派出成員進行作品展示，匯報實踐成果，其他同學提出存在的問題，然后小組成員進行頭腦風暴、討論解決方案。最后進行多元評價，教師根據實踐結果以及成員參與度進行評價，同時各團隊之間進行互評，還可以邀請企業導師從行業角度進行階段性結果評價。

2.2 創新效果驗證

為了驗證主動轉向系統在提升汽車性能方面的創新性，將其與電子控制效果進行了比較分析。在分析過程中，分別用T和L表示汽車輪距和軸距，假設兩者之間存在關系為L=2T，則單側制動和主動轉向制動兩種方式，所能產生的最大平衡力矩M，分別為T×Fmax和2T×Fmax，其中Fmax表示路面與輪胎之間的最大附著力，則可以知道，后者是前者的兩倍。

當輪子兩邊路面的附著系數不同時，采用電子控制方式進行制動時，會刻意降低附著系數較高一側路面的制動系數，平衡控制力矩。采用極限思維法，假設一側附著系數為0，則對應的制動力也為0，則表示不對車輛進行制動，此時車輛安全性將得不到保證。如果應用主動轉向系統，便可以控制前輪向附著系數較小的一側轉向，附著系數較高的前輪獲得測量力，進而為車輛提供了額外的轉向轉矩，車輛既可以正常制動，又能夠避免出現橫擺現象，保證了車輛行駛的平穩性，大大提升了汽車性能。

3 結束語

將主動轉向系統應用于車輛控制中，改善了傳統轉向控制方式的眾多缺陷與不足，將其控制效果與電子控制效果進行比較可知，主動轉向系統在提升車輛行駛平穩性及安全性方面發揮了重要作用。另外，駕駛員還可以根據二級調整裝置的反饋情況，獲得良好的駕駛體驗，提高了車輛駕駛的舒適度。由此可知，主動轉向系統在提升汽車性能方面，具有加高的創新價值，值得推廣應用。

1.3調查所得資料采用EpiData3.0軟件進行的數據錄入,應用SPSS17.0軟件進行統計學分析,率的比較采用x2,檢驗水準=0.05。

[1]喬軍委.融合電動助力轉向的主動轉向系統的研究[D].河南科技大學,2013：18-22.

U463.4文獻標示碼：A

毛吉偉(1977—)，男，工程師，本科學歷，研究方向為汽車底盤開發與性能管控。