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正确使用工具拆卸转向系总成并简写出实施步骤

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  2006年第1期(总第174期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo.12006(Totally174)汽车线控转向系统综述于蕾艳林逸李玉芳(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)摘要:线控转向(Steer—By—Wire)~.-种先进的转向技术。由于取消了方向盘和车轮的机械连接,可以任意设计传动比,对转向轮进行主动控制,并对随车速变化的参数进行补偿,实现理想的转向特性,提高操纵稳定性。综述了国内外线控转向的研究发展,介绍了线控转向的结构、关键技术、研究方法,并提出了线控转向的发展趋势。关键词:线控转向;操纵稳定性中圈分类号:U463.4文献标识码:A文章编号:1673—3142(2006)01—0032—06SummarizationofAutomobileSteer——by..WireSystemYuLeiyanLinYiLiYufang(SchoolofMechanismandVehicleEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)Abstract:Steer-By-Wireisanadvancedsteeringtechnology.Asthemechanicalconnectionsbetweensteeringwheelandturningwheelsareeliminated,thedriveratiocanbedesignedaccordingtoneeds,theturningwheelscanbecontrolledactivelycompensatingtheparameterswithvehiclespeedvariation,thusidealsteeringcharacteristicsisrealizedandhandlingstabilityisimproved.ResearchdevelopmentofhomeandabroadofSteer-by-Wiretechnologyissummarized,structure,keytechnologiesandstudymethodsofSteer-by-WireisintroducedanddevelopingtrendofSteer-by-Wireispresented.KeyWords:Steer-by-Wire(sBw)system;handlingstability1前言汽车发展的趋势是安全、节能、环保。转向系统是关系主动安全的重要系统,其操纵稳定性好坏对汽车性能影响很大。操纵性是汽车准确跟踪驾驶员意图行驶;稳定性是要求危险工况(高速行驶,侧向加速度大,离心力大,超过轮胎侧偏力而发生大的侧滑;小附着系数路面的侧滑;对开路面上轮胎左右侧偏力不相等、侧向风引起的横摆)下汽车仍稳定行驶。为提高操纵稳定性,出现了ESP(电子稳定程序)、主动转向、4WS(4轮转向)等。ESP判断产生不足转向或过度转向时相应在后轮、前轮产生制动力,产生横摆力矩即纠偏力矩。四轮转向的后轮也参与转向。低速时,后轮与前轮反向转向,减小转弯半径,提高机动灵活性。高速时,后轮与前轮同向转向,提高汽车的稳定性。其控制目标是质心侧偏角为零。然而这些汽车转向系统却处于机械传动阶段,由于其转向传动比固定,汽车的转向响应特性随车速而收稿日期:2oo5—10—24作者简介:于蕾艳(1980-)。女,北京理工大学车辆工程系博士,主要从事汽车电子、线·变化。因此驾驶员就必须提前针对汽车转向特性的幅值和相位变化进行一定的操作补偿,从而控制汽车按其意愿行驶。如果能够将驾驶员的转向操作与转向车轮之间通过信号及控制器连接起来,驾驶员的转向操作仅仅是向车辆输入自己的驾驶指令,由控制器根据驾驶员指令、当前车辆状态和路面状况确定合理的前轮转角,从而实现转向系统的智能控制,必将对车辆操纵稳定性带来很大的提高,降低驾驶员的操纵负担,改善人一车闭环系统性能。因而线控转向系统(Steering-By-WireSystem,简称SBW)应运而生。SBW是X-By-Wire的一种。X—By—W的全称是“没有机械和液力后备系统的安全相关的容错系统”。“x”表示任何与安全相关的操作,包括转向、制动等等。“By—Wire”表示X—By—wire是一个电子系统。在X—By—Wire系统中,所有元件的控制和通讯都通过电子来实现。x—By—Wire系统是没有机械和液力后备系统的,传统的机械和液力系统由于结构的原因(间隙、运动惯量等),从控制指令发出到指令执行会有一定的延迟,这在极限情况下是不能允许维普资讯农业装备与车辆工程2006年第l期图5横摆角速度反馈框图^I壬:自自l~lILrl,]--,、lr]l『::=l上J一-1转I司盘一.1~L’。I-一一兰车辆,)+一◆一。DyV.回正力矩电机l·6T.K}..—)一口图6横摆角速度、侧向加速度综合控制益,使车辆具有良好的方向特性。这种形式的横摆角速度反馈控制,使得侧向加速度超调量减小,转向运动更加平稳。但同时这种反馈控制也使得侧向加速度增益减小,这意味着有横摆角速度反馈控制的车辆驾驶员要多打方向盘,这在低速和中等车速工况下加重了驾驶员的负担。4.3.2横摆角速度、侧向加速度综合控制按D=.+Vy(2)进行横摆角速度、侧向加速度综合控制,如图6。4.4安全与可靠性设计线控转向系统若真正走向消费市场,首先要解决其安全可靠性问题,因而必须采用容错控制技术。容错控制设计方法有硬件冗余和解析冗余。硬件冗余对重要部件及易发生故障部件提供备份;解析冗余是通过设计控制器的软件提高整个系统的冗余度。SBW中,相对于CU,传感器和执行机构更容易发生故障,一些传感器和执行机构存在冗余。现阶段采用机械、液压的备份转向系统,一旦线控转向出现故障,备份转向仍然可以工作,完成基本转向任务。·36-5线控转向系统的前景展望未来汽车的主体是低排放汽车(LEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)、电动汽车(EV)四大EV汽车,这给线控转向系统带来了更加广阔的应用前景。除了安全性和可靠性外,还有模拟路感的电机振动、电源、传感器的精度和成本问题等。模拟路感的电机振动控制在EPS的研发过程中,已经有成熟的技术和经验可以借鉴。车用42V电源预计在未来的几年内将会快速发展并普及,届时汽车电子附件的供电问题将会得到圆满解决。车用各种传感器如非接触扭矩、转角传感器、横摆角速度传感器等的精度在不断提高,成本下降,在未来的几年内将会在精度和价格方面满足各种电控系统的要求。预计,到2010年40%的欧洲生产的汽牟将全部采用X—By—Wire技术。随着X—By—Wire的发展,Brake—By—Wire,Thrust—By—Wire,Steer—By—Wire,Shift-By—Wire等By-Wire系统将成为x—By—Wire系统的各个子系统,它们之问会有一些数据要共享,将有一个更大的通讯系统来实现它们之间的通讯,从而使整个汽车成为一个完全的x—By—Wire系统。

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