1. 研究目的与意义
主动前轮转向(afs-active front steering)是现代汽车主动安全技术一个重要发展方向,也是未来无人驾驶车辆的一项关键技术。
主动前轮转向系统不仅可以调节转向力的大小,同时还可以根据驾驶情况对转向系统的转向比进行无级调节。转向一开始就会判断转向后出现的情况,通过调节助转角电机自动修正转向角度,及时干预以降低偏离行驶路线的概率。对于不可预料的侧向运动,主动前轮转向可以通过有效的利用轮胎特性,抵御阵风尤其是离开隧道时的侧向风、不对称制动和低摩擦系数路面所产生的横摆及侧倾干扰,自动产生补偿力矩帮助驾驶员,提高车辆的稳定性。在高速行驶状态下,间接转向比和高转向扭矩可以保证卓越的驾驶舒适性和直线稳定性。相反,在蜿蜒道路及中低速行驶状态下,转向比会更加直接,以便实现更高的转向精度和轻松的转向操作。当车辆高速紧急变道时,主动转向修正会立刻产生作用,根据不同的情况自动选择最佳转向角度、辅助力、纠正力和转向比,使轮胎一直保持足够安全的抓地力,主动转向修正的反应时间只为主动制动介入的三分之一,速度甚至比富有经验的职业车手更为迅速,车辆通常无需制动便能平稳的转危为安。
所以对afs技术的深入探索不仅能够解决我国目前存在的交通隐患,还可推动我国经济的可持续发展,符合我国目前的基本国情。此外也有助于推动汽车主动前轮转向系统工程技术的发展。
2. 国内外研究现状分析
(1)主动前轮转向系统结构发展概述
主动前轮转向系统最早由宝马公司技术人员设计出来,并成功运用在宝马5系车上,后来各大汽车公司如奔驰、雷克萨斯、奥迪、日本光洋精工等都开发了具有不同结构形式的主动前轮转向系统。
宝马afs系统中加入了可变传动比双行星齿轮式转向系统,其转向柱从中间打断,接入双行星齿轮机构。奥迪公司生产的主动转向系统一般称作动态转向系统,其核心部件是一套含有谐波齿轮传动机构的电控系统,和宝马的双行星齿轮式结构有很大不同。奔驰轿车采用了可变传动比技术,在奔驰轿车e200上就采用了可变传动比技术。这套系统转向传动比的改变是直接在齿条上做文章,其齿条的齿距采用中间密,两头疏的结构形式,这样在转向角较小时,利用大的传动比,就可以使汽车在转向时变的不是直接行为,提高了其灵敏度。日本光洋精工和宝马公司生产的主动前轮转向系统非常相似,都是基于行星齿轮传动差结构来获得汽车传动比的改变,同时也结合了液压助力装置系统。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.第一部分主要阐述afs国内外相关技术研究现状。
2.afs的结构特点,工作原理。
4. 研究创新点
主动前轮转向系统可使转向盘转角和前轮转向角的转动比,根据汽车的运动状况发生连续变化,从而对汽车的舒适性、转向工作强度、操纵稳定性和直线行驶性进行最佳优化。
