8、车辆控制反馈特性与底盘设计解析

车辆控制反馈特性与底盘设计解析

1. 车辆转向系统反馈特性

1.1 转向系统基本原理

自20世纪70年代以来，大多数欧洲汽车采用了齿轮齿条式转向机构。由于汽车较重，转向需要基于齿轮传动和旋转方向盘，以提供机械优势，使驾驶员能够转动方向盘。例如，方向盘从锁止到锁止可能要移动约四米，才能使车轮转动约90度的弧度。随着汽车重量的增加，需要通过液压或电动助力来增加这种机械优势。

1.2 不同转向系统的反馈特点

• 齿轮齿条式转向系统 ：这是一种简单直接的转向方法，广泛应用。它允许路面反馈通过系统传递到方向盘，驾驶员能感知到力反馈。
• 蜗杆滚轮式转向系统 ：属于“不可逆”和单向的转向系统，只允许力从方向盘传递到路面，而不能反向传递。

1.3 转向感觉的产生因素

转向感觉部分源于路面干扰（如颠簸、弯道、转弯力等）以及车辆轮胎和转向系统其他柔性部件（如橡胶衬套等）中储存的能量。此外，“回正力矩”也是转向感觉的重要来源，即驾驶员将方向盘保持在期望位置所需的力。回正力矩越大，车辆轮胎产生的转弯力就越大。

1.4 回正力矩与转向控制

在一定程度上，转弯力与回正力矩几乎成正比，意味着驾驶员施加更多力保持方向盘位置可以更快转弯。当这种线性关系开始减弱时，大多数驾驶员会认为即将失去控制，但实际上存在一个“死区”，在此区域转弯力仍可增加，但转向力不再增加。赛车手的一项技能就是将车辆带入这个“死区”。

1.5 特殊转向系统案例