学习笔记7--车辆转向系统

本系列博客包括6个专栏，分别为：《自动驾驶技术概览》、《自动驾驶汽车平台技术基础》、《自动驾驶汽车定位技术》、《自动驾驶汽车环境感知》、《自动驾驶汽车决策与控制》、《自动驾驶系统设计及应用》，笔者不是自动驾驶领域的专家，只是一个在探索自动驾驶路上的小白，此系列丛书尚未阅读完，也是边阅读边总结边思考，欢迎各位小伙伴，各位大牛们在评论区给出建议，帮笔者这个小白挑出错误，谢谢！
此专栏是关于《自动驾驶技术概览》书籍的笔记。

3. 车辆转向系统

3.1转向系统功用及类型

转向系统功用：按照驾驶员的意图改变或保持汽车的行驶方向；
汽车转向系统分为：机械转向系统、动力转向系统；

机械转向系统：以驾驶员的体力作为转向能源的转向系统；机械转向系统由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成；
1. 转向操纵机构：将驾驶员作用在转向盘上的力传递到转向器；
2. 转向传动机构：将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，并使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小；
3. 转向器：将来自方向盘的转向力矩和转向角进行适当变换，再输出给转向传动机构；转向器分类：齿轮齿条式、循环球-齿条齿扇式、循环球-曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式；
动力转向系统：兼用驾驶员体力和发动机或电动机的动力为转向能源的转向系统称为动力转向系统；在正常情况下，汽车转向所需能量，只有小部分由驾驶员提供，大部分由发动机或电动机通过转向加力装置提供；在转向加力装置失效时，还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务；

3.2 转向助力

说明： 高速轿车、重型载货汽车和越野汽车等在转向时需要克服的转向阻力矩很大，普通机械转向系统难以满足要求，为避免驾驶员转向施力不足，减轻驾驶疲劳，汽车广泛使用转向助力装置；
根据转向助力方式不同，分为：液压助力转向、气压助力转向、电动助力转向；

液压助力转向：
1. 定义：将发动机输出的部分机械能转化为液压能或气压能，并在驾驶员控制下帮助驾驶员转向，称为液压或气压助力转向；
2. 液压助力转向分类：常压式和常流式；
3. 常压式液压转向助力装置：无论方向盘状态如何，该系统工作管路中总是保持高压；
4. 常流式液压转向助力装置：装置中的液压大小由方向盘控制；
5. 常流式分类：整体式动力转向器、半整体式动力转向器、转向加力器；
  1. 整体式动力转向器：机械转向盘和转向动力缸制成一体，并与转向控制阀组装在一起；
  2. 半整体式动力转向器：转向控制阀同机械转向器合成一个部件，转向动力缸作为独立部件；
  3. 转向加力器：机械转向器作为独立部件，转向控制阀和转向动力缸组合成一个部件；
电动助力转向：电动助力转向直接依靠电动机提供辅助转矩，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力；主要包括：转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、电动机、离合器、减速机构、机械转向器；
新型转向系统
1. 电控液压助力转向系统(Electrical Controlled Hydraulic Power Steering，ECHPS)：在传统液压助力转向系统的基础上加装了由车速传感器、电磁阀、转向ECU等部件组成的电控系统；通过车速信号控制电磁阀，进而调节腔内油压来控制转向助力大小；
2. 电动液压助力转向系统(Electronic Hydraulic Power Steering，EHPS)：利用电动机代替发动机来驱动液压泵，构成电动液压泵；由动力转向ECU提供供油特性，进而控制电动机转速；
3. 前轮主动转向系统(Active Front Steering，AFS)：由液压助力齿轮齿条助力转向系统，变传动比执行系统，电控系统组成；可以根据车速变化而不断改变转向系统中的传动比，使在低速行驶时可以以较小的方向盘转角幅度实现较大的转向，在高速则相反；
4. 线控转向(Steer By Wire，SBW)系统：在驾驶员输入接口(方向盘)和执行机构(转向轮)之间通过线控连接；通过给助力电机发送电信号指令，从而实现对转向系统进行控制；

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