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剖析英菲尼迪线控主动转向系统(DAS)
来源:汽车维修  作者:佚名  2014-08-11 08:28:46

    2013北美车展上,英菲尼迪Q50正式发布,该车率先搭载了线控主动转向系统,开启了汽车驾控新时代。线控主动转向系统(DAS— Direct  Adaptive  Steering)是继电动助力转向系统(EP引后发展起来的新一代转向系统,它具有比EPS系统更好的操纵稳定性。在DAS系统中,转向盘和转向轮之间不再采用机械连接,摆脱了传统转向系统固有的限制,给驾驶员带来方便的同时也提高了汽车的安全性。下面我们就该系统组成,工作原理及特点进行探究。
    一、DAS系统组成
    如图2所示,这套线控转向系统的构成与传统转向系统结构类似,也是由转向盘、转向柱、转向机组成。不同之处在于它多了3组ECU电子控制单元、转向盘后的转向动作回馈器、离合器以及自动防故障系统、电源等辅助系统等。

    1.前轮转向模块
    前轮转向模块包括前轮转角传感器、转向执行电机、电机控制器和前轮转向组件等。其功能是将测得的前轮转角信号反馈给主控制器,并接受主控制器的命令,控制完成转向盘所要求的前轮转角,实现驾驶员的转向意图。
    2.主控制器
    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,向转向盘回正电机和转向电机发送命令,控制2个电机协调工作。主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,前轮线控转向系统将自动进行稳定控制或将驾驶员错误的转向操作屏蔽,以合理的方式自动驾驶车辆,使汽车尽快恢复到稳定状态。
    3.转向盘模块
    转向盘模块包括转向盘组件、转向盘转角传感器、力矩传感器、转向盘回正力矩电机。其主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量转向盘转角)转换成数字信号并传递给主控制器,同时主控制器向转向盘回正电机发送控制信号,产生转向盘回正力矩,以提供给驾驶员相应的路感信息。
    4.自动防故障系统
    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功能之一。它采用严密的故障检测和处理逻辑,以最大限度地提高汽车安全性能。
    二、DAS系统工作原理
    一方面,驾驶员通过操纵转向盘,把转角和转矩信号传给主控制器,主控制器接受车辆状态信息并按照预设程序对转角和转矩信号进行处理,输出激励信号给转向执行电机,以使车辆转向;另一方面,路感反馈信号亦传给主控制器,主控制器对其处理后向路感反馈电机发出激励信号,路感反馈电机便能模拟传统转向系统的路感信息,从而使驾驶者获取转向路感。车载网络承担了整个系统的信号传递工作,使采集到的各个信号形成一个有机整体。
    三、DAS系统特点
    1.反应速度快
    DAS摒弃了传统的机械结构,改由电子信号控制,由于反应速度快可以让驾驶员的操控感受更直接,理论上讲,应用这项技术的车辆在弯道行驶时,更容易达到理论上的最佳行驶路线。
    2.舒适性好
    没有了机械连接的“负担”,这套系统将过滤掉多数不必要的振动。也就是说当行驶在崎岖路面,特别是车辙比较明显的道路上时,转向盘不会再因路面的剧烈变化而产生过度振动,驾车者能更平稳的把控转向盘。也许您会担心路感问题,这方面日产早有考虑。ECU在收集到路面情况以及车辆跳动信息后,会发送电子信号指令给转向回馈动作器,随后转向回馈动作器会模拟出当下车辆行驶时所处的环境所需的回馈力度。
    3.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。万一电子系统出现故障也可以手动操纵车辆,因为进行控制的ECU即电子控制单元设置了3组,互相起到备用功能,一组出现问题马上就会有备用系统发挥作用。如果不幸3组全部出现故障,那转向柱与转向机间的离合器会立即接合,形成与传统转向系统相同的结构,以保证正常驾驶。
    4.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,转向比率变高,可以获得更好的直线行驶条件。
    5.可选择驾驶感受及扩展功能
      DAS系统还可以与Drive ModeSelector技术协同工作,为驾驶员提供4种不同的预设驾驶模式以及1个自定义驾驶模式选择功能。这样可以让驾驶员依照不同的驾驶习惯以及路面情况改变车辆转向系统的反应。此外DAS系统还可以与Activelane control(车道保持系统)配合,如图3所示,当位于车辆内后视镜后部的摄像头发现车辆偏离车道时,DAS系统会适时启动并自动输入转向信号,帮助车辆回到正确的行驶轨迹上,从而避免事故的发生。

    四、结束语
    汽车线控转向技术力求获得最佳的汽车转向性能,提高汽车的操纵性、稳定性和安全性以及智能化水平。汽车线控转向技术代表未来汽车转向技术的发展方向,并将在汽车转向领域占据主导地位。我国对线控转向技术的研究还无法与国外相比,从我国现有条件出发,对该系统进行深入细致的研究,对于拓展线控传动技术的应用、加快国产汽车的电子化发展,以及提供未来智能汽车驾驶技术的支持,都将有深远的意义。

关键词:英菲尼迪 DAS

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