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剖析奥迪主动转向系统技术
来源:汽车与驾驶维修  作者:佚名  2018-02-13 08:46:48



    目前奥迪车系中(奥迪A4L、A5、A6L、A7及A8L等)普遍装配了主动转向系统,能够根据车速改变转向传动比,解决了恒定转向传动比的折中问题。无论是在驻车状态、在多弯的乡间公路,还是在高速公路上高速行车,系统都能提供最合适的转向传动比。此外,系统因其具有动态的稳定转向能力,还可以对电子稳定控制系统(ESP)提供支持。所以,这种智能转向系统不仅能增加行驶和转向舒适性,还能明显提高行车安全性。
    在传统转向系统上,方向盘与转向机是以机械型式直接相连的,因此转向盘的转角与车轮的转角之间就存在一个固定的关系,通过转向机齿条和主动齿轮相啮合,就可以实现一个特定的传动比特性曲线。但是一辆车只有一种转向传动比特性曲线,在设计时,为了使得不同的甚至是相互矛盾的需求得到满足,这个固定的传动比特性曲线实际上是一种折中方案。
    主动转向系统则可以满足车辆在低速和高速甚至处于临界状态时对转向比的要求,即通过附加的一套电动机械驱动装置来驱动转向机的主动齿轮,使之与驾驶员的转向动力并存,进而调整最终输出到转向机主动齿轮上转动圈数。当该系统出现故障时,转向系统仍然可以当做普通的转向系统来使用。
    当车辆处于危险的临界行驶状态时,由于在主动转向系统的干预下,前轮回转的大小可以有针对性地改变,所以主动转向系统在动态行驶的临界范围支持ESP的工作。由此可以产生以下2个优点。
     (1)由于制动和转向都介入,车辆的稳定性得到提高。也就是说,车辆的主动安全性能得到了提高,尤其是在高速时,这个优点更明显。
     (2)在少数极限行驶工况下,可以部分或者完全放弃制动的介入,这样可使车辆稳定过程更舒适。与一般车辆相比,减少制动的介入可以使车辆能更快地达到相同的稳定状态。

    一、主动转向系统的主要功能和附加功能
    1.主要功能
    主动转向系统控制单元会一直根据车速和驾驶者所实施的转角,计算出转向角应该增大还是减小。之后控制单元会操控电机,驱动并行转向机来工作。车轮总转向角是这个并行转角与驾驶者在转向盘上施加的转角之和。并行转角可以通过驾驶者施加的转角而增大或减小,并且可以在驾驶者未操纵方向盘时就能实现转角。
    2.附加功能
    ESP控制单元通过稳定功能计算出动态行驶时所期望的转向角校正值。这些校正值通过CAN总线被传送给主动转向控制单元,该控制单元将相应的校正值加到计算出的并行转角中。于是作用到车轮上的转角就是经过校正后的转向角。
     (1)过度转向
    当车辆过度转向时,车尾容易甩动(尤其是车速很高时),这种情况下,大多数驾驶者都是反转向过迟或者根本就没有实施反转向,这会导致ESP系统强力介入。如果车辆装备了主动转向系统,反转向就可以自动实现,从而降低驾驶者的疲劳,减少ESP的介入,提高行车速度。
     (2)转向不足
    当车辆转向不足时,车辆会驶向道路的外侧。此时尽管驾驶者增大方向盘转角,但由于侧滑附着力减小,轮胎和路面之间的静摩擦变成滑动摩擦,从而造成转向失控,进而车辆滑出路面。这种情况下,ESP也常常起不到作用。而装备主动转向系统的车辆在没有达到这种危险程度时,系统会自行实施一个“反转向”,车轮实际的转角小于驾驶员在方向盘上操作所要实现的角度,于是侧向附着力就能保持,车辆会按照最小转弯半径行驶。如果这还不够的话,ESP会介入,一个反向力矩作用在车辆上,使车辆达到稳定状态。
     (3)在不同摩擦系统路面上制动
    车辆在制动过程中,如果路面的摩擦系统不均匀,车辆会向制动力大(摩擦系数大)的一侧偏滑。驾驶者一般会调整方向盘转角,来补偿这个侧滑。对于装备有动态转向系统的车辆来说,ESP和动态转向系统的转角是自动调整的。驾驶者并未感觉到方向盘保持在他所期望的行驶方向上。

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