关于汽车线控转向技术研究

关于汽车线控转向技术研究

李欢

徐州徐工汽车制造有限公司   江苏徐州    221116

摘要：随着我国经济社会的进步和改革，汽车数量在日益增多，并且人们也在及时的关注着乘车过程中的安全性、操控稳定性、舒适性等内容。在这种状况下，汽车线控转向技术就提供了很好的的研究方向。本文将主要从汽车线控转向技术的工作原理、组成部件还有优缺点几个方面进行研究和分析，希望能够通过本次的研究，为后续汽车线控技术的认识提供更加可靠的支持。

关键词：汽车线控转向技术，分析研究，基本工作原理

引言：目前汽车的转向系统中大部分采用的是电动助力转向系统（EPS），这是一种非常先进的技术之一，在基础的机械转向系统中增加电机进行助力，可实现线控转向的应用。本文所研究的线控转向技术主要是在汽车的车轮和转向盘之间进行无机械辅助方式的连接，这样我们在进行汽车的方向盘的操作过程中可以更加的随意，同时也能为底盘的布置提供更加便利的条件，并能够根据汽车车辆在行驶过程中的相关数据来对车辆进行转向补偿、紧急转向避险、自动驾驶应用等功能进行设计和分析。这样才能够符合未来汽车在发展过程中的主要特征，所以这项技术也成为了各大车厂研究的内容之一。

一、汽车线控转向的基本工作原理和组成内容
1.1、基本工作原理
    在汽车线控转向系统中它的主要工作原理是在驾驶人员进行操作方向盘的转动过程中，整体的控制器会根据方向盘在转动时的传感器、车辆的行驶速度以及工作状态进行信号数据的发出。然后通过前车轮在相关的算法下计算出参考的前轮转角，并且传递给电动机发送相关的控制命令，这样可以通过转向机进行相关信号的控制，保证前轮的转角能够根据设计的数据得到实现和应用。另外，控制器会根据转向盘中的控制回力来进行计算，得出转向盘中的回正力矩。转向盘中的相关系统会针对电流进行控制命令的发射，保证预期条件下回力能够得到实现。为了能够更好地对其驾驶人员来进行保护并且提高驾驶人员的操作感觉，我们可以针对方向盘的阻尼以及回正内容来进行相关体系的控制。
1.2、汽车线控转向系统的组成内容
    在汽车的线控转向过程中有多种实现模式，例如针对前后轮的线控转向还有四轮的线控转向。在前轮进行线控转向时是被分为多种模式的相关内容，可以通过汽车在运用轮毂来形成电机的牵引力从而围绕着转向力矩进行产生，这样能够对汽车的转向命令进行实现或者是在两个相对于独立的电机系统中保证汽车的两个轮胎进行驱动，完成相关转角命令的实施。在目前，我们常用的线控转向系统中，大多数采用的是转向电机对齿轮齿条转向器驱动操作的模式。我们在针对这项系统的研究过程中能够发现，它主要是根据控制器前轮子系统还有转向盘之间相关系统而综合组成。在各系统之间会有不同的算法而进行调节和命令的发射，这样不仅能够增强汽车转向系统在组成过程时的便利性也能够提高其组成内容的协调性，并且还能够给驾驶人员提供更好的转向操作感受。
二、汽车线控转向系统中的关键内容
2.1、传感技术
    在汽车的加工还有生产工作中采用了电子控制的模式。这是现代汽车发展中的主要内容之一，所以在进行电子系统的控制过程中，我们必须要提高其综合效果，主要取决于在传感器的采集工作以及反馈工作中的精准度。对于传感器来说它的科技含量与整体的控制系统之间存在着非常紧密的关系，所以在针对这项内容时，我们需要利用汽车侧向加速度的数据以及汽车在行驶过程中传感器的数据形式和内容来进行协调配合。
2.2、总线技术
    在很多知名的国际汽车生产企业中，对于总线技术都进行了大力的研究。所以我们未来在相关总线技术中的标准也会变得越来越多。例如，我们当前所接触到的时间触发协议，这是非常完整的一个通信协议，能够分布式的对其系统进行综合的控制和应用，能够对众多的策略来进行协调配合，并且能够兼具很好的整合功能。

2.3、动力电源

   在汽车线控转向中动力电源主要是有两个冗余转动的电动机，两个冗余转矩反馈的电动机，还有相关系统中的电子控制单元的供应电能等内容。在电动机中由于功率的影响可能会导致电源承受较大的荷载，为了能够更好保证整体系统在工作过程中的稳定性，动力电源必须发挥出最佳的性能。所以这电动机功率在消耗较大大的零件使用过程中也会发生严重的损耗现象，从而增大汽车的荷载。这在整体汽车进行供电系统的选择过程中，我们可以通过增加使用电压的方式来保证整体电力系统的稳定情况。
2.4、容错控制技术
保证汽车安全性还有可靠性的前提是必须要应用容错控制技术，这项技术在设计过程中是为了应用和了解解析冗余法和硬件冗余法两种内容。总体来说，这两种方法都是为了保证在汽车行驶过程中的安全性和可靠性。对于目前科学技术的不断进步，这两种方法也在汽车线控转向系统中起到了很大的作用，也能够提高整体转向系统的水准。

三、应用线控转向技术的优点
3.1、减轻驾驶的负担
    利用这项系统能够更好地对汽车行驶的状况进行可靠的改变，在进行前轮的转角补偿实施过程中能够有效保持汽车的稳定性。在传统模式的系统中，会对驾驶人员的负担产生较大的影响。所以应用线控转向技术能够更好地保证汽车系统对于驾驶人员的响应力，减少执行过程中的传递性，从而保证整体系统和速度的准确性以及可靠性。

3.2、实现智能驾驶
    在进行驾驶过程中，驾驶人员所需要的数据是根据主控制器来对汽车实际的状况进行传输的，所以我们在信号中能够更好地对其汽车行驶内容以及路面的状态数据进行更好地了解。这样在进行驾驶过程中能够很好的对汽车整体进行控制，从而提高汽车的安全性，改善整体驾驶的路感。

3.3、提高经济效益

在应用线控转向技术时，会对机械连接进行很好的取代，这样对于整车的重量进行了减轻，不仅对其输出功率有一定的降低，还能够降低汽车在燃油过程中的消耗量以及能源的损耗。

3.4、安全性、舒适性

车辆在发生碰撞过程中，很多驾驶员伤亡的原因是因为转向管柱侵入了驾驶舱，从而对驾驶员产生了伤害，本文线控转向技术由于没有中间机械结构，这样会在增加安全性的同时增加驾驶员腿部空间 ，从而提高舒适性和安全性。

    结束语：总体来说，根据以往汽车转向系统中的研究和发现，应用线控转向技术能够更好地提高驾驶过程中的安全性以及可靠性，同时也增加了汽车驾驶人员的舒适性。随着未来汽车相关电子元件生产成本的不断降低，相应的技术算法以及控制原件在逐步的发展状态下，线控转向技术能够对以往所采用的机械传动模式应用进行全方位地取代，这样能够整体提高汽车的稳定性和安全性。

参考文献：

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[5]王芳. 汽车线控转向系统FlexRay总线技术应用研究[D].广西科技大学,2018.