电动汽车转向系统方向盘技术的革命风暴

方向盘作为车主必备的模块，在驾驶中的作用不言而喻。在汽车整体技术的不断演变和发展阶段，电动汽车的转向系统也发生了巨大的变化。根据发动机转速的变化，从最早的非助力转向转向转向助力转向；从更先进的高速动力转向到定制的动力转向模式设置，汽车制造商希望让用户的驾驶体验更轻松、更安全。

从机械化到智能化

现在几乎所有的汽车都使用动力转向，但动力转向有很多种。

第一种类型是恒定动力转向，也称为机械转向系统。它取决于驾驶员的转向力来控制方向盘以实现车轮转向。通常，机械液压助力系统在经济型汽车中使用较多。你还记得当驾驶测试被逆转时，移动旧桑塔纳的方向盘有多难吗？是的，这就是传统的转向系统。

第二种类型是随发动机转速变化的可变动力转向。通常，数十万辆中级车甚至20万辆高端车在国内市场上更为常见。与前者相比，这种动力转向系统可以使转向更加灵活轻便。

然而，它的设计并不完美：如果动力转向系统的设计是为了减少汽车在停车或低速行驶时转动方向盘的力，那么在汽车高速行驶时，动力转向系统会使转向盘的力显得太小，不利于汽车高速行驶的方向控制；另一方面，如果动力转向系统被设计为在汽车高速行驶时增加转向力，那么在汽车停止或低速行驶时将很难转动方向盘。

第三种是更先进的带速度的动力转向，也称为带速度的助力转向，通常搭载在高端汽车上。它是在助力转向的基本平台上增加一些系统：在转向柱上增加了调节转向角度的电机。与前两者相比，这种助力转向具有低速行驶时动力大的优点，例如方向盘更轻，停车时操作灵活；高速行驶时，动力较小，方向盘感觉沉重，使车辆感觉稳定、易于掌握且不漂浮。

还有一种转向，在某种意义上实际上是速度转向的衍生物，称为可调节转向系统。例如，在刚刚结束的广州车展上，北京现代推出了新车名图。它的MDPS电动助力转向系统非常智能。该系统可以根据车辆的行驶速度，通过电液转换器确定方向盘损失的力，减少驾驶员在高速时方向盘“漂浮”的感觉，也可以在低速时给驾驶员持续而轻的转向动力。

电动MPDS使用直流电机作为电源。当汽车转弯时，扭矩（转向）传感器会“感觉”到方向盘的扭矩和要转弯的方向，这些信号会通过数据总线发送到电子控制单元。电子控制单元会根据变速器扭矩和要转动的方向等数据信号向电机控制器发送动作指令，使电机根据具体需要输出相应的扭矩，产生助力转向。如果它不转动，系统将无法工作，并且处于待机状态，等待调用。

可变转向比（齿轮比）转向系统主动转向系统

主动转向系统是安装在方向盘系统中的一组变速箱，用于根据车速调节转向传动。该系统由一个拳头大小的行星齿轮和两个输入轴组成。其中一个输入轴连接到方向盘，另一个通过螺旋齿轮由电动机控制。

作者曾与负责宝马主动转向系统的项目经理Philip K?hn博士交谈。他解释道：“当车速较低时，控制电机与转向柱朝同一方向旋转，以增加转向角；

在高速行驶时，控制电机沿相反方向旋转，从而减小转向角。"

主动转向系统的控制模块与发动机的电子部件、动态稳定控制系统（DSC）和两个横摆率传感器相连。根据这些系统提供的信息，它提供了最实时、最理想的转向角，平均操作速度为每秒100次。通过测量转向角，系统可以掌握驾驶员的意图。动态稳定控制系统可以根据车轮的转数计算车速，横摆率传感器可以随时监测车辆纵轴的稳定性。主动转向系统可以始终查看新款5系是否在理想路线上行驶，或者是否有偏离路线的趋势。

当紧急情况发生时，比如躲闪，所有的汽车都会自然转向过度。主动转向系统可以从一开始就检测到它，并在几毫秒内相应地调整转向角度。换句话说，该系统可以在驾驶员不知情的情况下自动反转转向系统以平衡车身，从而提高驾驶安全性。如果主动转向系统本身不足以使车辆保持在稳定和先进的路线上，则动态稳定控制系统将及时干预，以降低发动机马力或制动单个车轮。

如果控制软件出现故障，宝马的工程师早就预料到了这一点。在纯线控转向系统中，转向由电子信号控制，方向盘和车轮之间没有直接的机械连接。配备主动转向系统的新5系与之不同。即使系统出现故障，它仍然可以执行转向动作，但其转向角度不能增加或减少。绝对不允许因软件障碍而导致严重的转向错误。Philip Cohen博士解释道：“所有信息都在两台计算机中以不同的方式进行分析。只有当两台计算机的结果相同时，才能接受指令。如果结果相互矛盾，系统将自动关闭。”。

梅赛德斯-奔驰的直接转向系统就是第一种方式的典型例子。它主要对齿条和小齿轮机构的齿条进行大惊小怪，并通过特殊工艺处理不等螺距的齿条。当方向盘转动时，齿轮与齿距不等的齿条啮合，转向比将发生变化。中间位置左右两侧的节距密集，齿条在此范围内的位移较小。在小范围转向时（如换线和稍微调整方向），车辆会显得平静，齿条两侧远端的齿之间的距离相对较薄。在这个范围内，当方向盘转动时，齿条的相对位移会增加，因此车轮在大范围转动时（如停车、转弯等）会变得更加灵活。

除了对机架的加工工艺有严格要求外，这项技术并不“高科技”。缺点是齿比范围有限，不能灵活改变，优点是机械结构完整、可靠性高、耐久性好、结构简单。方向盘作为车主必备的模块，在驾驶中的作用不言而喻。在汽车整体技术的不断演变和发展阶段，电动汽车的转向系统也发生了巨大的变化。根据发动机转速的变化，从最早的非助力转向转向转向助力转向；

从更先进的高速动力转向到定制的动力转向模式设置，汽车制造商希望让用户的驾驶体验更轻松、更安全。

从机械化到智能化

现在几乎所有的汽车都使用动力转向，但动力转向有很多种。

第一种类型是恒定动力转向，也称为机械转向系统。它取决于驾驶员的转向力来控制方向盘以实现车轮转向。通常，机械液压助力系统在经济型汽车中使用较多。你还记得当驾驶测试被逆转时，移动旧桑塔纳的方向盘有多难吗？是的，这就是传统的转向系统。

第二种类型是随发动机转速变化的可变动力转向。通常，数十万辆中级车甚至20万辆高端车在国内市场上更为常见。与前者相比，这种动力转向系统可以使转向更加灵活轻便。

然而，它的设计并不完美：如果动力转向系统的设计是为了减少汽车在停车或低速行驶时转动方向盘的力，那么在汽车高速行驶时，动力转向系统会使转向盘的力显得太小，不利于汽车高速行驶的方向控制；另一方面，如果动力转向系统被设计为在汽车高速行驶时增加转向力，那么在汽车停止或低速行驶时将很难转动方向盘。

第三种是更先进的带速度的动力转向，也称为带速度的助力转向，通常搭载在高端汽车上。它是在助力转向的基本平台上增加一些系统：在转向柱上增加了调节转向角度的电机。与前两者相比，这种助力转向具有低速行驶时动力大的优点，例如方向盘更轻，停车时操作灵活；高速行驶时，动力较小，方向盘感觉沉重，使车辆感觉稳定、易于掌握且不漂浮。

还有一种转向，在某种意义上实际上是速度转向的衍生物，称为可调节转向系统。例如，在刚刚结束的广州车展上，北京现代推出了新车名图。它的MDPS电动助力转向系统非常智能。该系统可以根据车辆的行驶速度，通过电液转换器确定方向盘损失的力，减少驾驶员在高速时方向盘“漂浮”的感觉，也可以在低速时给驾驶员持续而轻的转向动力。

电动MPDS使用直流电机作为电源。当汽车转弯时，扭矩（转向）传感器会“感觉”到方向盘的扭矩和要转弯的方向，这些信号会通过数据总线发送到电子控制单元。电子控制单元会根据变速器扭矩和要转动的方向等数据信号向电机控制器发送动作指令，使电机根据具体需要输出相应的扭矩，产生助力转向。如果它不转动，系统将无法工作，并且处于待机状态，等待调用。

可变转向比（齿轮比）转向系统主动转向系统

主动转向系统是安装在方向盘系统中的一组变速箱，用于根据车速调节转向传动。该系统由一个拳头大小的行星齿轮和两个输入轴组成。其中一个输入轴连接到方向盘，另一个通过螺旋齿轮由电动机控制。

作者曾与负责宝马主动转向系统的项目经理Philip K?hn博士交谈。他解释道：“当车速较低时，控制电机与转向柱朝同一方向旋转，以增加转向角；

在高速行驶时，控制电机沿相反方向旋转，从而减小转向角。"

主动转向系统的控制模块与发动机的电子部件、动态稳定控制系统（DSC）和两个横摆率传感器相连。根据这些系统提供的信息，它提供了最实时、最理想的转向角，平均操作速度为每秒100次。通过测量转向角，系统可以掌握驾驶员的意图。动态稳定控制系统可以根据车轮的转数计算车速，横摆率传感器可以随时监测车辆纵轴的稳定性。主动转向系统可以始终查看新款5系是否在理想路线上行驶，或者是否有偏离路线的趋势。

当紧急情况发生时，比如躲闪，所有的汽车都会自然转向过度。主动转向系统可以从一开始就检测到它，并在几毫秒内相应地调整转向角度。换句话说，该系统可以在驾驶员不知情的情况下自动反转转向系统以平衡车身，从而提高驾驶安全性。如果主动转向系统本身不足以使车辆保持在稳定和先进的路线上，则动态稳定控制系统将及时干预，以降低发动机马力或制动单个车轮。

如果控制软件出现故障，宝马的工程师早就预料到了这一点。在纯线控转向系统中，转向由电子信号控制，方向盘和车轮之间没有直接的机械连接。配备主动转向系统的新5系与之不同。即使系统出现故障，它仍然可以执行转向动作，但其转向角度不能增加或减少。绝对不允许因软件障碍而导致严重的转向错误。Philip Cohen博士解释道：“所有信息都在两台计算机中以不同的方式进行分析。只有当两台计算机的结果相同时，才能接受指令。如果结果相互矛盾，系统将自动关闭。”。

梅赛德斯-奔驰的直接转向系统就是第一种方式的典型例子。它主要对齿条和小齿轮机构的齿条进行大惊小怪，并通过特殊工艺处理不等螺距的齿条。当方向盘转动时，齿轮与齿距不等的齿条啮合，转向比将发生变化。中间位置左右两侧的节距密集，齿条在此范围内的位移较小。在小范围转向时（如换线和稍微调整方向），车辆会显得平静，齿条两侧远端的齿之间的距离相对较薄。在这个范围内，当方向盘转动时，齿条的相对位移会增加，因此车轮在大范围转动时（如停车、转弯等）会变得更加灵活。

除了对机架的加工工艺有严格要求外，这项技术并不“高科技”。缺点是齿比范围有限，不能灵活改变，优点是机械结构完整、可靠性高、耐久性好、结构简单。

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