时间: 2024-07-07 08:14:51 | 作者: MPV
在现代汽车系统及模块电子化的趋势下,电子控制执行系统的渗透率不断的提高;随着电动车发展,由于传统发动机的消失,传动、转向、制动的动力源与执行方式发生了根本性的转变,电动控制执行系统则是成为了基本配置;进入无人驾驶时代,控制管理系统收集来自感知层的大量传感器的信息,将其处理分析,感知周围环境,规划驾驶线路,最终通过线控执行系统操作车辆。 传统纯机械转向系统几乎被替代,由机械液压助力转向系统(HPS),升级至电子液压助力转向系统(EHPS)之后,由电力驱动的电动助力转向系统(EPS)逐步占据主流。随着汽车电子化程度不断加深,转向系统电子化渗透率加速,电动助力转向逐步占据主流,而未来无人驾驶时代的到来,进而进入线、机械液压助力转向系统(HPS) 机械液压助力转向,利用人体转动方向盘的力与发动机机械能结合,并结合液压对施力的放大效果,推动转向拉杆,完成转向动作。机械式液压助力系统最重要的包含齿轮齿条转向结构和液压系统(液压助力泵、 、活塞等)两部分。工作原理是通过液压泵(由发动机皮带带动)提供油压推动活塞,进而产生辅助力推动转向拉杆,辅助车轮转向。首先位于转向机上的机械阀体(可随转向柱 机械液压助力技术成熟稳定,完全机械结构不依赖电子设备,可靠性高,路感清晰,方便驾驶员判断转向角度,因此应用十分广泛。但其缺点也很明显,结构较复杂,占用空间大,设计、制造和维护成本都较高。而且单纯的机械式液压助力系统助力力度不可调节,很难兼顾低速和高速行驶时对指向精度的不一样的需求,更不能够满足无人驾驶需求。 电子式液压助力与机械式液压助力的区别主要是油泵的驱动方法不一样,机械式液压助力的液压泵直接是通过发动机皮带驱动的,而电子式液压助力利用 ECU检测方向盘的转向角度,并由电力驱动电子泵对液压缸施力,可以将方向盘设计得很“轻”,方便驾驶员使用。 电动助力转向系统(EPS)主要由方向盘传感器、控制单元和助力电机构成,由于能够尽可能的防止液压助力系统的液压泵、液压管路、转向柱阀体等结构,设计和构造简单。 此外,根据辅助马达的位置有四种形式的 EPS。它们是柱辅助型(C-EPS),齿轮辅助型(P-EPS)和齿条辅助型(R-EPS)。 柱辅助型C-EPS的助力电机安装于转向管柱上,在转向管柱下面连接的是一个机械式的 ,电机助力转矩作用于转向管柱上。C- EPS 系统优点是:结构紧密相连,其电机、减速机构、传感器及控制器等常一体化设计,布置在驾驶舱内,工作环境较好,不占用发动机舱的空间,方便发动机舱布置,成本较低。缺点是驱动电机的助力要通过转向管柱和转向齿轮传递到转向机上转向管柱部件受力较大,可提供的助力大小受到限制;另外由于电机和减速机构布置在驾驶舱内,更易引起驾驶舱内产生噪声;由于减速机构等安装在方向盘上,不利于转向轴的吸能结构设计。因此,C-EPS 适用于中小型乘用车。 齿轮辅助型P-EPS助力电机和减速机构布置在转向齿轮上,驱动电机的输出力矩通过蜗轮蜗杆减速机构传递到转向齿轮上。P-EPS助力扭矩直接作用于转向齿轮上,因此能提供较大的转向助力,助力效果较为迅速准确。助力电机和减速机构布置在发动机舱,有利于降低驾驶舱噪声水平。P-EPS 的缺点是:其电机和传感器等部件安装在发动机舱,器件的耐热与防水等环境要求高,成本较高。因此,P-EPS适用于需求助力较大的中型乘用车。 齿条式R-EPS,助力电机和减速机构布置在转向齿条上,电机助力扭矩作用于转向齿条上。R-EPS 助力扭矩直接作用于转向齿条上,因此能够给大家提供更大的转向助力,助力效果也最为迅速准确。助力电机和减速机构布置在发动机舱,有利于降低驾驶舱噪声水平。R-EPS 缺点是:其电机和传感器等部件安装在发动机舱,器件的耐热与防水等环境要求高,成本比较高。因此,R-EPS 适用于需求助力较大的大中型乘用车。 线控转向就是取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,取而代之由路感反馈总成、转向执行总成、控制器和相关传感器组成。单纯使用传感器获得方向盘旋转角度数据,然后ECU 将其折算为具体的驱动力数据,用电机推动转向机转动车轮。 可以说线控转向完全摆脱了传统转向的各种限制,不仅能设计汽车转向的力传递特性,还能够设计汽车转向的角传递特性,给汽车的转向特性设计带来更大的可发挥空间,更方便与无人驾驶其他子系统(如感知、动力、底盘等)实现集成,在改善汽车主动安全性能、驾驶特性、操纵性以及驾驶员路感方面具有优势,是无人驾驶汽车实现路径跟踪与避障避险必要的关键技术。
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