汽车电子助力转向系统动力学分析

2019-02-03 14:19:04 来源:网络
标签:

 

在汽车系统中,由转向盘到车轮的动力传递系统称为转向系统。众所周知,车辆转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构;当驾驶员通过手力控制前轮转角时,保证车辆按照驾驶员的意志改变行驶方向。另外在车辆行驶过程中,车轮与路面之间产生的“路感”通过转向系统传递给驾驶员,使驾驶员可以感知当前车辆的行驶状态。

 

汽车转向系统按照转向器分类大体分为机械式和动力式,其中机械转向系统依靠驾驶员手力转动方向盘,而动力转向系可以减轻驾驶员的手力缓解驾驶员紧张情绪。本文将对转向系统及其动力学进行分析:


一、汽车转向系统动力学分析
从动力学方面来说当汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转不应有侧滑,否则会加速轮胎磨损降低汽车的行驶稳定性;汽车转向行驶后,在驾驶员松开转向盘条件下转向轮应该能自动返回直线行驶位置;转向系还应保证汽车有较高机动性,具有迅速和小转弯行驶能力等。

 

 

机械式转向器分为齿轮齿条式和循环球式转向器,齿轮齿条式转向器其结构是一对相互啮合的齿轮齿条。工作原理如下:转向轴带动小齿轮旋转,齿条便做直线运动。靠齿条来带动横拉杆,就可使转向轮转向。循环球式转向器由两级传动副、壳体、钢球和间隙调整装置等组成。工作原理如下:第一级传动副是螺杆—螺母传动副,第二级是齿条—齿扇传动副,转向螺杆与转向轴连接,转向螺母既是第一级传动副从动件,又是第二级传动副主动件。汽车电子的转向系统及其动力学分析

 

二、电动助力转向系统(EPS
汽车动力转向系统的转向加力装置可分为气压式、液压式以及电动式。下面主要介绍电动助力转向机构,近年来,EPS在乘用车上面得到了大量的应用,并且还具有一些额外的附加功能:如抗噪声能力以及过载保护能力等。相比较机械式传动系统,电动助力转向系统还包括电动机、电池、传感器以及控制线束。电动助力转向机构可以分为以下三类:

图6.EPS组成与工作原理

其工作原理如下:当驾驶员对方向盘施加扭矩试图转动时,扭矩传感器将转动角位移信号转变为电信号传递到ECU,同时此时车速也传入ECU。根据以上的信号输入,ECU计算出电动机的输出转矩大小和方向并输出信号,最后输出信号通过电流驱动电路驱动电动机。

 

三、汽车转向系统模型
对于现在的汽车实验研究来说,转向系统模型是必不可少的,其作用是用来描述方向盘转角与前轮转角以及方向盘回正力矩之间的关系。转向系统模型关系到汽车动力学的仿真精度。此模型应该具备如下特性比如:根据输入指令保证汽车整体的方向控制并反馈方向盘的力感响应等。下面通过介绍一种线性二自由度汽车模型的分析过程。

图7 线性二自由度汽车模型

当然此模型的建立忽略了很多条件,比如忽略了转向系统以及悬架的作用,但是依然可以通过此模型建立线性二自由度汽车的运动微分方程组,对车辆加速度在汽车坐标系中分解后,通过列出运动平衡方程组可以得到外力、外力矩以及汽车运动参数的关系式,式中参数分别表示车辆的结构参数以及运动参数。

 

通过求解方程组得出某些性能指标就能够客观地分析车辆的某些性能例如操纵稳定性。表征车辆转向特性的一个重要参数稳定性因数K便是通过此获得:当K值为0,车辆具有中性转向特性;当K值为正,车辆具有不足转向特性;当K值为负,车辆具有过度转向特性。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
顺络电子研报分析:手机行业大客户持续增加

近日,顺络电子迎来了中泰证券、安信证券、东方证券等20多家投资机构调研。

新思科技助力德赛西威步入汽车电子虚拟开发新时代
新思科技助力德赛西威步入汽车电子虚拟开发新时代

德赛西威(深圳证券交易所股票代码:002920)和新思科技(Synopsys, Inc.,纳斯达克股票市场代码:SNPS)今日联合宣布展开合作:通过使用新思科技提供的虚拟原型开发技术(Virtual Prototyping),全面提升智能汽车的设计、研发和测试的效率。

2030年的汽车超级ECU架构
2030年的汽车超级ECU架构

在整理汽车电子发展的时候,看到了一个欧盟赞助的项目是有关于高运算能力的计算平台的发展,这个项目的名称是《European Processor Initiative》它是欧洲发展高运算能力计算平台,面向未来的AI和5G社会的一个研究项目。

华为联合东风欲打造智能汽车,“华为汽车”里我们真的不远了?
华为联合东风欲打造智能汽车,“华为汽车”里我们真的不远了?

华为“造车”早不是什么新闻了,但是华为并非专注于整车厂研发,而是意在汽车电子。据悉,华为并不会跟风跨界造车,而是将精力聚焦在车联网、新能源、自动驾驶等技术方向。

收购安世半导体获股东大会通过,闻泰科技将深度受益5G

闻泰科技披露了2018年年度报告,营收同比增长2.48%。公司同日披露,其发行股份及支付现金购买安世半导体的议案获得股东大会全票通过,公司董事会审议通过了《关于选举公司董事长的议案》等。

更多资讯
自动驾驶行业怪现状:背叛、资金链断裂和“皇帝的新衣”
自动驾驶行业怪现状:背叛、资金链断裂和“皇帝的新衣”

百亿美金资本掀起了美国自动驾驶行业大潮。而在潮起潮落之间,贾跃亭成为了最早现形的裸泳者。

电动汽车如何在跨界整合中实现自身业务模式的转型?

两年一度的汽车行业盛会上海车展正在火热进行,电动汽车无疑将成为本次盛会的看点和亮点。

自动驾驶进入产品导入阶段,AI车载应用走向实用

2019上海国际汽车工业展览会举行。本届车展除了大牌的车厂之外,一大批电子信息技术企业也济济一堂,展现了信息通信、大数据和人工智能在汽车领域的融合发展。恩智浦全球资深副总裁兼大中华区总裁郑力表示,未来汽车的创新将有90%来自信息技术领域。

这个市场留给造车新势力的时间不多了
这个市场留给造车新势力的时间不多了

在特斯拉艰难地撬开了电动车市场之际,蜂拥而至的新势力造车以及互联网科技公司仿佛成为了新能源车市场上的“主角”,而相比之下,拥有成熟产业链的传统造车企业却似乎在电动车的推行上慢了一步。

蔚来汽车销量低迷,还有转机吗?

4月17日美股收盘,蔚来收涨3.15%,股价报4.590,本周累计跌幅8.02%。

电路方案