Audi dynamic steering-奥迪动态转向系统(2)

2019-01-12 13:25

图4 转角的控制原理

这个控制单元会操纵一个电机,这个电机会驱动并行转向机来工作。车轮总转向角是这个并行转角与驾驶员在转向盘上施加的转角之和。并行转角可以:通过驾驶员施加的转角而增大; 通过驾驶员施加的转角而减小;在驾驶员未操纵转向盘时就能实现转角。 1.1.2.1主动转向系统控制单元J792

该控制单元位于驾驶员脚坑处的座椅横梁前,它的功能可分成两 个。 基本功能

该控制单元用于计算出并行转角, 以便实现可变转向传动比。 一般 是根据车速和驾驶员所实施的转角来确定的, 如图5所示。 只要系统无故障,这个调节过程就一直在进行着。

图5 主动转向系统控制单元基本功能 辅助功能: 具有稳定作用的介入

ESP 控制单元通过稳定功能来计算出动态行驶时所期望的转向角校正值。这些校正值通过组合仪表-底盘CAN总线被传送给控制单元 J792,如图 6 所示。 控制单元J792将相应的校正值加到计算出的并行转角中。作用到车轮上的就是经过了校正的转向角了。

图6 控制单元J792

有一个安全系统用于监控控制单元的这个校正功能,这个安全系统可以判断出有可能导致执行元件误动 (可能影响安全) 的所有故障。

具体会根据故障情况来采取相应措施,从关闭部分功能直至完全关闭系统。 该控制单元不参与15号线 -CAN- 总线延时。该控制单元通过一个集成的温度传感器来监控,切断极限值为100℃。 1.1.2.2.执行元件

转向角的校正是通过执行元件带动转向主动齿轮转动而实现的,结构如图7所示。

图7 执行元件

这个执行元件由一个轴齿轮构成,这个轴齿轮用一个电机来驱动。这套齿轮装置尤其适用于将较快的转动 (比如电机) 转换成很慢的转动时。基本原理:两个齿数不同的齿轮彼此啮合。在装备了动态转向系统时,由电机直接驱动的齿轮有100个齿,输出齿轮是 102 个齿。在动态转向系统上,与转向盘直接相连的转向轴也与转向主动齿轮相连。这个连接是通过齿轮来实现的。 杯形件与转向轴上部 (它也直接与转向盘相连)通过花键实现无间隙连接。 这个杯形件外形像个

盆,壁薄而有弹性。 这个壁上装备有100个齿的外齿,与之配对使用的是一个内齿圈, 齿数为102个。 这个齿圈与转向轴下部与转向主动齿轮刚性连接。 如果驾驶员转动了转向盘,那么杯形件与齿圈就像轴与轮毂那样运动了,转动动作就传递下去。 这个工作模式与普通转向器是一样的。转向轴上部装有一根空心轴,这个空心轴独立地在执行元件壳体内转动。这个空心轴由一个电机直接驱动,如图8所示。

图8 空心轴

为此,电机的转子在一侧与空心轴连接在一起。空心轴的另一侧与滚动轴承的内圈连接在一起。 这个内圈并不是个精确的圆形,它给滚珠提供的是一个离心的(椭圆)轨道。

轴承外圈是弹性钢圈,轴承内圈的离心外形可以传递到外轴承内圈圈上。 杯形件通过较松的过盈配合装在轴承外圈上。 杯形件的弹性壁也会跟随轴承的离心外形进行变形。由于具有离心, 所以杯形件的外齿并不是在整个圆周上都与齿圈的传统(圆的) 内齿相啮合

的。如果电机工作了, 那么空心轴就被驱动起来了。 滚动轴承内圈就在转动。于是离心形状就随着这个转动而转动。 由于杯形件的齿数与齿圈齿数是不同的,那么在啮合时,杯形件的一个齿就无法精确地与齿圈上的齿槽啮合。杯形件的齿在侧面是呈错开状压到齿圈的齿侧上的。于是齿侧上就作用有一个力,这会导致齿圈产生一个极小的转动。在电机工作时,由于离心率的“转动”,所有的齿在整个圆周上都会暂时出这种错开啮合现象。于是齿圈就会连续转动,那么与之相连的转向主动齿轮也在转动。车轮的转动就会发生变化。这个过程可实现电机转速转向转动齿轮之间约为50∶1的减速比。 1.1.2.3电机

采用的是永久激励型的同步电机。 其转子与空心轴固定在一起, 该转子由8个磁极可变的永久磁铁构成, 如 图9所示。

图9 转子

1.1.2.4动态转向锁

为了能在动态转向系统失灵时保证转向系统回到原来的状态,可以通


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