主动转向系统在提升汽车性能方面的创新

毛吉伟

（江西昌河汽车有限责任公司 333000)

主动转向系统在提升汽车性能方面的创新

毛吉伟

（江西昌河汽车有限责任公司 333000)

横摆是车辆行驶过程中经常出现的一种现象，不利于车辆的平稳行驶，甚至会引发交通事故。通过应用主动转向系统，能够实现对车辆运动动力的有效控制，比电子控制方式更加可靠，并且能够减轻车辆磨损，在提升汽车性能方面发挥了重要作用。文章分析了主动转向系统运行机制，总结了其在提升汽车性能方面所表现出的创新价值，证明了其应用优势。

主动转向系统；运行机制；汽车性能

1 主动转向系统运行机制

主动转向系统分为机械转向和电子转向两种，需对其运行机制进行分析和了解。机械式主动转向系统是以传统转向系统为基础，在转向角δ之外，再增设一个叠加转向角δ0，依靠传感器获得汽车的具体运行状况，当汽车转向角超过δ后，用δ0对其进行补充，以满足前轮转向需求。具体实现方式是在转向拉杆出预留±10 mm的空隙，并用线性控制器控制其移动，进而便会有一个±3 °的叠加转向角存在[1]。电子式主动转向系统，是以电信号的形式控制方向盘和转向车轮，进而改变车轮的转向角，使汽车平稳运行。在电子转向系统中，转向传动比是可以自由变化的，可以根据转向需求，利用转向作用器在方向盘上生成一个可变的附加转向力，同时，系统中安装有二级调整装置，可以将转向控制效果反馈给驾驶员，获得良好的驾驶体验。

2 主动转向系统在提升汽车性能方面的创新

2.1 创新的具体体现

以基于DLR技术研发设计的主动转向系统为例，从机械式转向角度进行分析，可以发现主动转向系统在提升汽车性能方面的创新，主要体现在实现强行脱耦和模型逆向控制两方面。首先，对于主动转向系统的强行脱耦来讲，分别利用传感器和控制器，得到车辆发生横横摆作时的角速度以及参考值，比较两者的大小关系，在控制子模块对相差数值进行分析，前轮转向装置会根据处理结果，结合叠加转向角做出相应动作，实现汽车的强行脱耦，消除路况、风力、胎压等因素对测量运动力的影响，进而避免横摆现象的发生。在进行强行脱耦时，需要先对传感器所得车辆横摆角速度进行滤波处理。而在推算车辆横摆参考角速度时，需要对车辆实际行驶状况进行模拟，得到其动力学模型及线性单轨模型，以传递函数的形式将其表示出来。

其次，在实现模型逆向顺序控制时，所用方法与强行脱耦比较接近，控制原理也是消除造成造成车辆横摆因素的干扰，在车辆运动动力极限范围内完成转向动作，保证车辆始终处于平稳行驶状态，利用车辆横摆角速度和前轮转向角，可以对调节作用器的参数大小进行计算，并将其反馈作用到转向前轮上，使其可以按照该参数做出动作。根据传递函数，可以形成规范转向传递规则，确定最为理想的转向传递特性。另外，为了提高方向盘的反应速率，及时对加速度做出调整，在主动转向系统中还安装有滤波器，来改善车辆和横摆角速度信号。

(5)多元评价：课堂教学采用翻转课堂形式，每个创业工作坊团队派出成员进行作品展示，汇报实践成果，其他同学提出存在的问题，然后小组成员进行头脑风暴、讨论解决方案。最后进行多元评价，教师根据实践结果以及成员参与度进行评价，同时各团队之间进行互评，还可以邀请企业导师从行业角度进行阶段性结果评价。

2.2 创新效果验证

为了验证主动转向系统在提升汽车性能方面的创新性，将其与电子控制效果进行了比较分析。在分析过程中，分别用T和L表示汽车轮距和轴距，假设两者之间存在关系为L=2T，则单侧制动和主动转向制动两种方式，所能产生的最大平衡力矩M，分别为T×Fmax和2T×Fmax，其中Fmax表示路面与轮胎之间的最大附着力，则可以知道，后者是前者的两倍。

当轮子两边路面的附着系数不同时，采用电子控制方式进行制动时，会刻意降低附着系数较高一侧路面的制动系数，平衡控制力矩。采用极限思维法，假设一侧附着系数为0，则对应的制动力也为0，则表示不对车辆进行制动，此时车辆安全性将得不到保证。如果应用主动转向系统，便可以控制前轮向附着系数较小的一侧转向，附着系数较高的前轮获得测量力，进而为车辆提供了额外的转向转矩，车辆既可以正常制动，又能够避免出现横摆现象，保证了车辆行驶的平稳性，大大提升了汽车性能。

3 结束语

将主动转向系统应用于车辆控制中，改善了传统转向控制方式的众多缺陷与不足，将其控制效果与电子控制效果进行比较可知，主动转向系统在提升车辆行驶平稳性及安全性方面发挥了重要作用。另外，驾驶员还可以根据二级调整装置的反馈情况，获得良好的驾驶体验，提高了车辆驾驶的舒适度。由此可知，主动转向系统在提升汽车性能方面，具有加高的创新价值，值得推广应用。

1.3调查所得资料采用EpiData3.0软件进行的数据录入,应用SPSS17.0软件进行统计学分析,率的比较采用x2,检验水准=0.05。

[1]乔军委.融合电动助力转向的主动转向系统的研究[D].河南科技大学,2013：18-22.

U463.4文献标示码：A

毛吉伟(1977—)，男，工程师，本科学历，研究方向为汽车底盘开发与性能管控。