为减轻驾驶员转动方向盘的操作力,利用动力产生辅助力的装置,称为转向助力机构(简称动力转向)。动力转向是一种以驾驶员操纵方向盘(转矩和转角)为输入信号,以转向车轮的角位移为输出信号的伺服机构。动力部分跟踪手动操作,产生于转向阻力相平衡的辅助力,使车辆进行转向运动。与此同时,把部分输出力反馈给驾驶员,使其获得适当的手感,构成所谓的双动伺服(bilatentl servo)机构。汽车转向系统是一个集成了机械传动、自动化、智能化控制,融合了信息检测与处理、嵌入式系统可靠性安全性设计、控制算法设计等关键技术的科技含量较高的汽车电子产品。
汽车转向原理:驾驶员转动方向盘通过转向轴转动转向器的输入轴,再由转向器的输出轴使转向臂绕其轴线摆动,然后经直拉杆使转向车轮绕主销轴线转动,从而宴现汽车转向。转向器是将来自方向盘的旋转力矩和旋转位移作适当变换后传给车轮而使汽车转向的核心部件。
汽车动力转向依次经历了机械式转向、液压式动力转向、电控液压式动力转向和当前正处于研究热点的电动助力转向等阶段。最早应用的机械转向系统转向动力来源于驾驶员转向盘输入扭矩,它不提供助力,仅通过机械传动减轻转向扭矩,很有限地辅助转向。为减轻转向扭矩,液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering,简称HPS)应运而生,并于1928年首次装配在重型汽车上,经过十几年的应用和改进后,美国克莱斯勒( CHRYSLER)公司于1951年最先在轿车上装配HPS,此后,HPS在轿车上迅速得到普及。为改善HPS助力特性和其他缺陷,设计者将电子控制技术引入到动力转向系统,设计根据转向盘输入扭矩和车速等信号实时智能助力的速度感应型助力转向,即电控液压助力转向(Electric Hydraulic Power Steering,EHPS)。摒弃了液压油泵的电动助力转向(Electric Power Steering.EPS或Electric Assisted Steering,EAS)是20世纪80年代中期提出来的;1988年2月日本铃木公司首先在其Cervo车上装备EPS,随后又应用在Alto车上;1993年本田汽车公司在爱克NSX跑车上装备EPS并取得了良好的市场效果,不久美国的Delphi公司生产的EPS被菲亚特轿车作为标准装备予以使用。至上世纪90年代初,日本铃木、本田、三菱、美国Delphi、TRW、德国ZF等公司相继推出EPS。近年来,随着汽车向智能化、电子化、网络化、舒适化和安全化方向发展,源于飞机制造的线控概念被引入到汽车领域,国际上又悄然兴起了线控转向(Steer- By- Wire,SBW);目前线控转向仅装配在汽车开发商展出的概念车上。
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