電動汽車轉向系統方向盤技術的革命風暴

方向盤作為車主必備的模塊，在駕駛中的作用不言而喻。在汽車整體技術的不斷演變和發展階段，電動汽車的轉向系統也發生了巨大的變化。根據發動機轉速的變化，從最早的非助力轉向轉向轉向助力轉向；從更先進的高速動力轉向到定制的動力轉向模式設置，汽車制造商希望讓用戶的駕駛體驗更輕松、更安全。

從機械化到智能化

現在幾乎所有的汽車都使用動力轉向，但動力轉向有很多種。

第一種類型是恒定動力轉向，也稱為機械轉向系統。它取決于駕駛員的轉向力來控制方向盤以實現車輪轉向。通常，機械液壓助力系統在經濟型汽車中使用較多。你還記得當駕駛測試被逆轉時，移動舊桑塔納的方向盤有多難嗎？是的，這就是傳統的轉向系統。

第二種類型是隨發動機轉速變化的可變動力轉向。通常，數十萬輛中級車甚至20萬輛高端車在國內市場上更為常見。與前者相比，這種動力轉向系統可以使轉向更加靈活輕便。

然而，它的設計并不完美：如果動力轉向系統的設計是為了減少汽車在停車或低速行駛時轉動方向盤的力，那么在汽車高速行駛時，動力轉向系統會使轉向盤的力顯得太小，不利于汽車高速行駛的方向控制；另一方面，如果動力轉向系統被設計為在汽車高速行駛時增加轉向力，那么在汽車停止或低速行駛時將很難轉動方向盤。

第三種是更先進的帶速度的動力轉向，也稱為帶速度的助力轉向，通常搭載在高端汽車上。它是在助力轉向的基本平臺上增加一些系統：在轉向柱上增加了調節轉向角度的電機。與前兩者相比，這種助力轉向具有低速行駛時動力大的優點，例如方向盤更輕，停車時操作靈活；高速行駛時，動力較小，方向盤感覺沉重，使車輛感覺穩定、易于掌握且不漂浮。

還有一種轉向，在某種意義上實際上是速度轉向的衍生物，稱為可調節轉向系統。例如，在剛剛結束的廣州車展上，北京現代推出了新車名圖。它的MDPS電動助力轉向系統非常智能。該系統可以根據車輛的行駛速度，通過電液轉換器確定方向盤損失的力，減少駕駛員在高速時方向盤“漂浮”的感覺，也可以在低速時給駕駛員持續而輕的轉向動力。

電動MPDS使用直流電機作為電源。當汽車轉彎時，扭矩（轉向）傳感器會“感覺”到方向盤的扭矩和要轉彎的方向，這些信號會通過數據總線發送到電子控制單元。電子控制單元會根據變速器扭矩和要轉動的方向等數據信號向電機控制器發送動作指令，使電機根據具體需要輸出相應的扭矩，產生助力轉向。如果它不轉動，系統將無法工作，并且處于待機狀態，等待調用。

可變轉向比（齒輪比）轉向系統主動轉向系統

主動轉向系統是安裝在方向盤系統中的一組變速箱，用于根據車速調節轉向傳動。該系統由一個拳頭大小的行星齒輪和兩個輸入軸組成。其中一個輸入軸連接到方向盤，另一個通過螺旋齒輪由電動機控制。

作者曾與負責寶馬主動轉向系統的項目經理Philip K?hn博士交談。他解釋道：“當車速較低時，控制電機與轉向柱朝同一方向旋轉，以增加轉向角；

在高速行駛時，控制電機沿相反方向旋轉，從而減小轉向角。"

主動轉向系統的控制模塊與發動機的電子部件、動態穩定控制系統（DSC）和兩個橫擺率傳感器相連。根據這些系統提供的信息，它提供了最實時、最理想的轉向角，平均操作速度為每秒100次。通過測量轉向角，系統可以掌握駕駛員的意圖。動態穩定控制系統可以根據車輪的轉數計算車速，橫擺率傳感器可以隨時監測車輛縱軸的穩定性。主動轉向系統可以始終查看新款5系是否在理想路線上行駛，或者是否有偏離路線的趨勢。

當緊急情況發生時，比如躲閃，所有的汽車都會自然轉向過度。主動轉向系統可以從一開始就檢測到它，并在幾毫秒內相應地調整轉向角度。換句話說，該系統可以在駕駛員不知情的情況下自動反轉轉向系統以平衡車身，從而提高駕駛安全性。如果主動轉向系統本身不足以使車輛保持在穩定和先進的路線上，則動態穩定控制系統將及時干預，以降低發動機馬力或制動單個車輪。

如果控制軟件出現故障，寶馬的工程師早就預料到了這一點。在純線控轉向系統中，轉向由電子信號控制，方向盤和車輪之間沒有直接的機械連接。配備主動轉向系統的新5系與之不同。即使系統出現故障，它仍然可以執行轉向動作，但其轉向角度不能增加或減少。絕對不允許因軟件障礙而導致嚴重的轉向錯誤。Philip Cohen博士解釋道：“所有信息都在兩臺計算機中以不同的方式進行分析。只有當兩臺計算機的結果相同時，才能接受指令。如果結果相互矛盾，系統將自動關閉。”。

梅賽德斯-奔馳的直接轉向系統就是第一種方式的典型例子。它主要對齒條和小齒輪機構的齒條進行大驚小怪，并通過特殊工藝處理不等螺距的齒條。當方向盤轉動時，齒輪與齒距不等的齒條嚙合，轉向比將發生變化。中間位置左右兩側的節距密集，齒條在此范圍內的位移較小。在小范圍轉向時（如換線和稍微調整方向），車輛會顯得平靜，齒條兩側遠端的齒之間的距離相對較薄。在這個范圍內，當方向盤轉動時，齒條的相對位移會增加，因此車輪在大范圍轉動時（如停車、轉彎等）會變得更加靈活。

除了對機架的加工工藝有嚴格要求外，這項技術并不“高科技”。缺點是齒比范圍有限，不能靈活改變，優點是機械結構完整、可靠性高、耐久性好、結構簡單。方向盤作為車主必備的模塊，在駕駛中的作用不言而喻。在汽車整體技術的不斷演變和發展階段，電動汽車的轉向系統也發生了巨大的變化。根據發動機轉速的變化，從最早的非助力轉向轉向轉向助力轉向；

從更先進的高速動力轉向到定制的動力轉向模式設置，汽車制造商希望讓用戶的駕駛體驗更輕松、更安全。

從機械化到智能化

現在幾乎所有的汽車都使用動力轉向，但動力轉向有很多種。

第一種類型是恒定動力轉向，也稱為機械轉向系統。它取決于駕駛員的轉向力來控制方向盤以實現車輪轉向。通常，機械液壓助力系統在經濟型汽車中使用較多。你還記得當駕駛測試被逆轉時，移動舊桑塔納的方向盤有多難嗎？是的，這就是傳統的轉向系統。

第二種類型是隨發動機轉速變化的可變動力轉向。通常，數十萬輛中級車甚至20萬輛高端車在國內市場上更為常見。與前者相比，這種動力轉向系統可以使轉向更加靈活輕便。

然而，它的設計并不完美：如果動力轉向系統的設計是為了減少汽車在停車或低速行駛時轉動方向盤的力，那么在汽車高速行駛時，動力轉向系統會使轉向盤的力顯得太小，不利于汽車高速行駛的方向控制；另一方面，如果動力轉向系統被設計為在汽車高速行駛時增加轉向力，那么在汽車停止或低速行駛時將很難轉動方向盤。

第三種是更先進的帶速度的動力轉向，也稱為帶速度的助力轉向，通常搭載在高端汽車上。它是在助力轉向的基本平臺上增加一些系統：在轉向柱上增加了調節轉向角度的電機。與前兩者相比，這種助力轉向具有低速行駛時動力大的優點，例如方向盤更輕，停車時操作靈活；高速行駛時，動力較小，方向盤感覺沉重，使車輛感覺穩定、易于掌握且不漂浮。

還有一種轉向，在某種意義上實際上是速度轉向的衍生物，稱為可調節轉向系統。例如，在剛剛結束的廣州車展上，北京現代推出了新車名圖。它的MDPS電動助力轉向系統非常智能。該系統可以根據車輛的行駛速度，通過電液轉換器確定方向盤損失的力，減少駕駛員在高速時方向盤“漂浮”的感覺，也可以在低速時給駕駛員持續而輕的轉向動力。

電動MPDS使用直流電機作為電源。當汽車轉彎時，扭矩（轉向）傳感器會“感覺”到方向盤的扭矩和要轉彎的方向，這些信號會通過數據總線發送到電子控制單元。電子控制單元會根據變速器扭矩和要轉動的方向等數據信號向電機控制器發送動作指令，使電機根據具體需要輸出相應的扭矩，產生助力轉向。如果它不轉動，系統將無法工作，并且處于待機狀態，等待調用。

可變轉向比（齒輪比）轉向系統主動轉向系統

主動轉向系統是安裝在方向盤系統中的一組變速箱，用于根據車速調節轉向傳動。該系統由一個拳頭大小的行星齒輪和兩個輸入軸組成。其中一個輸入軸連接到方向盤，另一個通過螺旋齒輪由電動機控制。

作者曾與負責寶馬主動轉向系統的項目經理Philip K?hn博士交談。他解釋道：“當車速較低時，控制電機與轉向柱朝同一方向旋轉，以增加轉向角；

在高速行駛時，控制電機沿相反方向旋轉，從而減小轉向角。"

主動轉向系統的控制模塊與發動機的電子部件、動態穩定控制系統（DSC）和兩個橫擺率傳感器相連。根據這些系統提供的信息，它提供了最實時、最理想的轉向角，平均操作速度為每秒100次。通過測量轉向角，系統可以掌握駕駛員的意圖。動態穩定控制系統可以根據車輪的轉數計算車速，橫擺率傳感器可以隨時監測車輛縱軸的穩定性。主動轉向系統可以始終查看新款5系是否在理想路線上行駛，或者是否有偏離路線的趨勢。

當緊急情況發生時，比如躲閃，所有的汽車都會自然轉向過度。主動轉向系統可以從一開始就檢測到它，并在幾毫秒內相應地調整轉向角度。換句話說，該系統可以在駕駛員不知情的情況下自動反轉轉向系統以平衡車身，從而提高駕駛安全性。如果主動轉向系統本身不足以使車輛保持在穩定和先進的路線上，則動態穩定控制系統將及時干預，以降低發動機馬力或制動單個車輪。

如果控制軟件出現故障，寶馬的工程師早就預料到了這一點。在純線控轉向系統中，轉向由電子信號控制，方向盤和車輪之間沒有直接的機械連接。配備主動轉向系統的新5系與之不同。即使系統出現故障，它仍然可以執行轉向動作，但其轉向角度不能增加或減少。絕對不允許因軟件障礙而導致嚴重的轉向錯誤。Philip Cohen博士解釋道：“所有信息都在兩臺計算機中以不同的方式進行分析。只有當兩臺計算機的結果相同時，才能接受指令。如果結果相互矛盾，系統將自動關閉。”。

梅賽德斯-奔馳的直接轉向系統就是第一種方式的典型例子。它主要對齒條和小齒輪機構的齒條進行大驚小怪，并通過特殊工藝處理不等螺距的齒條。當方向盤轉動時，齒輪與齒距不等的齒條嚙合，轉向比將發生變化。中間位置左右兩側的節距密集，齒條在此范圍內的位移較小。在小范圍轉向時（如換線和稍微調整方向），車輛會顯得平靜，齒條兩側遠端的齒之間的距離相對較薄。在這個范圍內，當方向盤轉動時，齒條的相對位移會增加，因此車輪在大范圍轉動時（如停車、轉彎等）會變得更加靈活。

除了對機架的加工工藝有嚴格要求外，這項技術并不“高科技”。缺點是齒比范圍有限，不能靈活改變，優點是機械結構完整、可靠性高、耐久性好、結構簡單。

標簽：寶馬DS奔馳北京桑塔納

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