用方向盘改变驾驶体验

标签:技术汽车智能化

访客:17965  发表于:2013-12-08 18:23:28

作为车主行车的必备模块,方向盘对驾驶的作用不言而喻,在汽车整体科技的不断演进发展阶段,转向系统也发生了天翻地覆的变化。从最早的不可助力转向到根据发动机转速变化的助力转向;从更为先进的随速助力转向衍生到自定义话的助力转向模式设置,汽车制造商们希望让用户的驾驶感受更加轻松安全。

用方向盘改变驾驶体验

由机械化走向智能化

现在几乎所有的轿车上都使用了助力转向,但是助力转向有很多种。

第一种是不可变助力转向,也称机械式转向系统。是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向,一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。大家应该还记得那会考驾照倒桩时搬老桑塔纳的方向盘有多费劲吗?没错,那就是不可助力的传统转向系统。

第二种是随发动机转速变化的可变化助力转向。通常国内市场上十几万的中级车乃至二十几万的中高档车上比较常见。这种动力转向系统相比于前者,能使转向操纵更灵活、轻便。

但是,它的设计并不完美:如果所设计动力转向系统是为了减小汽车在停车或低速行驶状态下转动转向盘的力,则当汽车以高速行驶时,这一动力转向系统会使转动转向盘的力显得太小,不利于对高速行驶的汽车进行方向控制;反之,如果所设计的动力转向系统是为了增加汽车在高速行驶时的转向力,则当汽车停驶或低速行驶时,转动转向盘就会显得非常吃力。

第三种是现在比较先进的随速助力转向,也叫动力随速转向,一般在高档车上有所搭载。就是在动力助力转向的基础平台上增加一些系统:在转向柱上增加了调整转向角度电机,这种助力转向的相较于前两种的优点是,在低速行驶时助力大,比如在停车入位时,方向盘比较轻,操作灵活;而在高速行驶时助力小,方向盘感觉比较重,会觉得车辆很稳,好掌握,不发飘。

还有一种转向,其实从某种意义上说是随速转向的衍生品,叫做可调节转向系统。例如刚刚结束的广州车展上,北京现代推出的新车名图。其MDPS电动助力转向系统非常智能,这套系统能根据车辆行驶速度,通过电液转换器确定输给转向盘的作用力,减少驾车者在高速行驶时方向盘“飘”的感觉,而且在低速行驶时也能给驾驶者以持续轻盈的转向助力。

电动式MPDS是利用直流电动机作为动力源,当汽车转向时,转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向,这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,产生助力转向。如果不转向,则本套系统就不工作,处于standby(休眠)状态等待调用。

可变转向比(齿比)转向系统-主动转向系统

主动转向系统是在方向盘系统中装置了一套根据车速调整转向传动的变速箱。这个系统包含了一个拳头般大小的行星齿轮,以及两根输入轴。其中一根输入轴连接到方向盘,另一根则通过螺旋齿轮,由电动马达进行控制。

笔者曾和负责宝马主动式转向系统的项目经理菲利普•孔恩博士(Philip Köhn)有所交流,他解释道:"当车速较低时,控制马达与转向管柱呈同方向转动,以增加转向角度;而当高速行驶时,控制马达呈反方向转动,从而减少转向角度。"

用方向盘改变驾驶体验

主动式转向系统的控制组件与引擎的电子零件、动态稳定控制系统(DSC)和两只偏航率传感器相联相通。依据这些系统提供的信息,它以平均每秒100次的运算速度,提供最实时、最理想的转向角度。系统通过测量转向角度,可以掌握驾驶者的意图。动态稳定控制系统依据车轮转动的圈数可以计算出车速,而偏航率传感器则可随时监控车辆垂直轴的稳定性。对于新5系是否行驶在理想线路上或是有偏离路线的趋势,主动式转向系统始终都能明察秋毫。

当发生特别紧急的情况时,例如闪避,所有的汽车都会自然地发生转向过度的现象。主动式转向系统在一开始就能察觉,并于毫秒之内相应地调整转向角度。也就是说,系统能在驾乘者不知不觉中自动地反转转向系统来平衡车身,从而提高了行车安全性。而如果主动式转向系统自身不足以让车辆维持稳定的先进路线时,动态稳定控制系统将及时介入,降低引擎马力或对个别车轮施以刹车。

万一控制软件失效了,宝马工程师早已料想到这点。在纯粹的线控转向系统中,转向由电子信号控制,方向盘与车轮之间并没有直接的机械结构相联。配备主动式转向系统的新5系则与其不同,即使系统发生故障,仍然能进行转向动作,只不过其转向角度无法增加或减少。因软件障碍而造成严重的转向失误也是绝对不允许发生的,菲利普•孔恩博士解释道:"所有的信息分别在两台计算机中以不同方式进行分析,只有两台的结果相同时指令才被接受,如果结果出现矛盾,系统就会自行关闭。

用方向盘改变驾驶体验

奔驰的直接转向系统就是第一种方式的典型代表,它主要是在“齿轮齿条机构”的“齿条”上做文章,通过特殊工艺加工齿距间隙不相等的齿条,这样方向盘转向时,齿轮与齿距不相等的齿条啮合,转向比就会发生变化,中间位置的左右两边齿距较密,齿条在这一范围内的位移较小,在小幅度转向时(例如变线、方向轻微调整时),车辆会显得沉稳,而齿条两侧远端的齿距较疏,在这个范围内,转动方向盘,齿条的相对位移会变大,所以在大幅度转向时(如泊车、掉头等),车轮会变得更加灵活。

这种技术除了对齿条的加工工艺要求比较严格之外,并没有多少“高科技”在其中,缺点在于齿比变化范围有限,并且不能灵活变化,而优势也很明显--完全的机械结构,可靠性较高,耐用性好,结构也非常简单。

小结

在现在的汽车市场中,运用最多最广的还是电子助力转向系统,这套系统的特点在于使用年限长,并且价格低廉,而高端品牌下的转向系统,都有自己更独到的设计,可万变不离其宗,转向对于驾控汽车是重中之重。

在未来的发展中,我们可以做个小小的展望,在今后的方向盘转向系统中,也许更加会和赛车方向盘相结合,更加灵敏的转向,更加便捷的操控,以及更轻的重量,更好的转向比,这些虽然是猜测,但是赛车与家用车是密不可分的,家用车的提升,多数也都参考了赛车的设计方案,方向盘转向系统如何发展,我们翘首以盼。

(本文转自车云网,原文标题:“革命”来袭,用方向盘改变驾驶体验吧)

评论(3)

您可以在评论框内@您的好友一起参与讨论!

    1. 蔡泽勋 当车速较低时,控制马达与转向管柱呈同方向转动,以增加转向角度;而当高速行驶时,控制马达呈反方向转动,从而减少转向角度。

      回复[0] 2013/12/09 13:56

    1. 赵英 可调节转向系统,是一种值得期待的技术

      回复[0] 2013/12/09 13:24

    1. 林文学 随速助力转向,随发动机转速变化的可变化助力转向,这几种技术听上去都非常酷

      回复[0] 2013/12/09 09:01

<--script type="text/javascript">BAIDU_CLB_fillSlot("927898");