1、汽车电子控制技术汽车电子控制技术沈阳大学沈阳大学 凌永成凌永成 配配 套套 教教 材材 信信 息息教材名称：汽车电子控制技术（第教材名称：汽车电子控制技术（第2版）版）教材主编：凌永成教材主编：凌永成教材定价：教材定价：40RMB出版社：北京大学出版社出版社：北京大学出版社出版时间出版时间/版次：版次：2011年年7月第月第2版版国际标准书号（国际标准书号（ISBN）：）：978-7-301-19225-2教材所属系列：教材所属系列：21世纪全国高等院校汽车类世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材创新型应用人才培养规划教材 第第6章章 汽车电控转向系统汽车电控转向系统教学提示：教学提
2、示：操作轻便、路感清晰的电控转向系统操作轻便、路感清晰的电控转向系统极大地提高了汽车的操纵性能。四轮转向系统在极大地提高了汽车的操纵性能。四轮转向系统在提高车辆的弯道通过性能方面优势明显，应用日提高车辆的弯道通过性能方面优势明显，应用日益广泛。益广泛。教学要求：教学要求：本章主要介绍汽车电控转向系统和四本章主要介绍汽车电控转向系统和四轮转向系统。要求学生了解电控转向系统在汽车轮转向系统。要求学生了解电控转向系统在汽车上的应用概况，熟悉电控转向系统和四轮转向系上的应用概况，熟悉电控转向系统和四轮转向系统的基本组成。统的基本组成。6.1 汽车转向系统概述汽车转向系统概述6.1.1转向系统的作用与相
3、关要求转向系统的作用与相关要求 用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统（汽车转向系统（Automobile Steering System，图，图6-1）。）。为确保行车安全，对转向系统有如下要求：为确保行车安全，对转向系统有如下要求：转向系统应工作可靠，操纵轻便。转向系统应工作可靠，操纵轻便。对轻微的路面冲击，转向系统应有自动回正能力。对轻微的路面冲击，转向系统应有自动回正能力。转向机构应能减小地面传到方向盘上的冲击，并保持适当转向机构应能减小地面传到方向盘上的冲击，并保持适当的的“路感路感”。当汽车发生碰撞时，转向装置应
4、能减轻或避免对驾驶员的当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。伤害。6.1.2转向系统的分类转向系统的分类 汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统（Mechanical steering system）和动力转向系统（）和动力转向系统（Power steering system）两类。）两类。电控动力转向系统可以在低速时减轻转向操作力，以提电控动力转向系统可以在低速时减轻转向操作力，以提高转向系统的操纵轻便性；在高速时则可适当加重转向力，高转向系统的操纵轻便性；在高速时则可适当加重转向力，以提高操纵稳定性。以提高操纵稳定性。
5、四轮转向系统的应用，在提高汽车转向操纵稳定性的同四轮转向系统的应用，在提高汽车转向操纵稳定性的同时，能显著缩短转弯半径，提高车辆的弯道通过性能。时，能显著缩短转弯半径，提高车辆的弯道通过性能。6.2 汽车电控动力转向系统汽车电控动力转向系统6.2.1动力转向系统动力转向系统1.动力转向系统的组成动力转向系统的组成 为使汽车操纵轻便及为使汽车操纵轻便及行驶安全，目前轿车、载行驶安全，目前轿车、载重汽车、客车大多采用液重汽车、客车大多采用液压转向助力器，构成液压压转向助力器，构成液压式动力转向系统式动力转向系统（Hydraulic power steering system，略作，略作HPS）。）
6、。液压式动力转向系统结构示意图液压式动力转向系统结构示意图 图图6-3 液压式动力转向系统的油路图液压式动力转向系统的油路图1-油箱；油箱；2-溢流阀；溢流阀；3-齿轮油泵；齿轮油泵；4-进油道量孔；进油道量孔；5-单向阀；单向阀；6-安全阀；安全阀；7-滑阀；滑阀；8-反作用阀；反作用阀；9-阀体；阀体；10-回位弹簧；回位弹簧；11-转向螺杆；转向螺杆；12-转向螺母；转向螺母；13-纵拉杆；纵拉杆；14-转转向垂臂；向垂臂；15-动力缸动力缸 （a）右转弯行驶时）右转弯行驶时（b）左转弯行驶时）左转弯行驶时图图6-4 转向控制阀在转向时改变油路转向控制阀在转向时改变油路2.动力转向系统的
7、不足动力转向系统的不足6.2.2电控动力转向系统电控动力转向系统1.电控动力转向系统的组成电控动力转向系统的组成 电子控制动力转向电子控制动力转向（Electronic Control Power Steering，EPS）系）系统在低速行驶时可使统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；当转向轻便、灵活；当汽车在中高速区域转汽车在中高速区域转向时，又能保证提供向时，又能保证提供最优的动力放大倍率最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶从而提高了高速行驶的操纵稳定性。的操纵稳定性。图图6-5 电控动力转向系统电控动力转向系统2.电控动力转向系统的分类电控动力转向系统的分
8、类 根据动力源的不同，电子控制动力转向系统可分为液压根据动力源的不同，电子控制动力转向系统可分为液压式电子控制动力转向系统（液压式式电子控制动力转向系统（液压式EPS）和电动式电子控制）和电动式电子控制动力转向系统（电动式动力转向系统（电动式EPS）。）。液压式液压式EPS在传统的液压动力转向系统的基础上增设了在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和控制液体流量的电磁阀、车速传感器和ECU等，等，ECU根据检根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足汽车在中、低速时的转向助力要求
9、。续可调，从而满足汽车在中、低速时的转向助力要求。电动式电动式EPS是利用直流电动机作为动力源，是利用直流电动机作为动力源，ECU根据转根据转向参数和车速等信号，控制电动机转矩的大小和方向。向参数和车速等信号，控制电动机转矩的大小和方向。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增加转矩电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增加转矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。转向作用力。3.电控动力转向系统的特点电控动力转向系统的特点 为满足现代汽车对转向系统的要求，电控动力转向系统为满足现代汽车对转向系统的要求，电控动力
10、转向系统具有以下特点。具有以下特点。良好的随动性：即方向盘与转向轮之间具有准确的良好的随动性：即方向盘与转向轮之间具有准确的 对对应关系，同时能保证转向轮可维持在任意转向角位置。应关系，同时能保证转向轮可维持在任意转向角位置。有高度的转向灵敏度：即转向轮对方向盘具有灵敏的响应。有高度的转向灵敏度：即转向轮对方向盘具有灵敏的响应。良好的稳定性：即具有很好的直线行驶稳定性和转向自动良好的稳定性：即具有很好的直线行驶稳定性和转向自动回正能力。回正能力。助力效果能随车速变化和转向阻力的变化作相应的调整：助力效果能随车速变化和转向阻力的变化作相应的调整：低速时，有较大的助力效果，以克服路面的转向阻力；中
11、、低速时，有较大的助力效果，以克服路面的转向阻力；中、高速时，要有适当的路感，以避免因转向过轻（方向盘高速时，要有适当的路感，以避免因转向过轻（方向盘“发发飘飘”）而发生事故。）而发生事故。6.3 液压式电控动力转向系统液压式电控动力转向系统6.3.1流量控制式动力转向系统的组成流量控制式动力转向系统的组成 图图6-6 流量控制式动力转向系统流量控制式动力转向系统1-动力转向油泵；动力转向油泵；2-电磁阀；电磁阀；3-动力转向控制阀；动力转向控制阀；4-ECU；5-车速传感器；车速传感器；p-压力压力油管；油管；T-回油管回油管6.3.2流量控制式动力转向系统的工作过程流量控制式动力转向系统的
12、工作过程 电磁阀安装在通向转向动力缸活塞两侧油室的油道之间，电磁阀安装在通向转向动力缸活塞两侧油室的油道之间，当电磁阀的阀针完全开启时，两油道就被电磁阀接通了一个当电磁阀的阀针完全开启时，两油道就被电磁阀接通了一个旁路，使动力缸活塞两侧压力差减小，助力减小；相反则助旁路，使动力缸活塞两侧压力差减小，助力减小；相反则助力增大。力增大。图图6-7 电磁阀结构电磁阀结构图图6-8 电磁阀驱动信号电磁阀驱动信号6.3.3流量控制式动力转向系统的工作电路流量控制式动力转向系统的工作电路 动力转向动力转向ECU是是EPS的核心控制部件。它根据车速传感的核心控制部件。它根据车速传感器提供的车速信号，通过改变
13、旁通电磁阀驱动信号占空比的器提供的车速信号，通过改变旁通电磁阀驱动信号占空比的方式调节转向力。方式调节转向力。丰田流量控制式动力转向系统电路图丰田流量控制式动力转向系统电路图 6.4 电动式电控动力转向系统电动式电控动力转向系统6.4.1电动式电控动力转向系统概述电动式电控动力转向系统概述1.电动式电动式EPS的组成的组成 图图6-10 电动式电动式EPS的组成的组成1-方向盘；方向盘；2-输入轴（转向轴）；输入轴（转向轴）；3-ECU；4-电动机；电动机；5-电磁离合器；电磁离合器；6-转向齿条；转向齿条；7-横拉杆；横拉杆；8-转向车轮；转向车轮；9-输出轴；输出轴；10-扭力杆；扭力杆；
14、11-转矩传感器；转矩传感器；12-转向齿轮转向齿轮2.电动式电动式EPS的工作原理的工作原理 图图6-10 电动式电动式EPS的组成的组成1-方向盘；方向盘；2-输入轴（转向轴）；输入轴（转向轴）；3-ECU；4-电动机；电动机；5-电磁离合器；电磁离合器；6-转向齿条；转向齿条；7-横拉杆；横拉杆；8-转向车轮；转向车轮；9-输出轴；输出轴；10-扭力杆；扭力杆；11-转矩传感器；转矩传感器；12-转向齿轮转向齿轮3.电动式电动式EPS的优点的优点6.4.2三菱轿车电动式电控动力转向系统三菱轿车电动式电控动力转向系统 三菱米尼卡（三菱米尼卡（Minica）轿车所用电子控制电动式动力转）轿车
15、所用电子控制电动式动力转向系统主要由向系统主要由ECU、直流电动机和离合器、车速传感器、转、直流电动机和离合器、车速传感器、转矩传感器和转向机总成等组成。矩传感器和转向机总成等组成。三菱米尼卡轿车电动式电控动力转向系统的组成三菱米尼卡轿车电动式电控动力转向系统的组成 1.三菱电动式三菱电动式EPS的组成的组成1）电动机和离合器）电动机和离合器 图图6-12 电动机的行星齿轮机构电动机的行星齿轮机构1-转矩传感器；转矩传感器；2-卷轴；卷轴；3-转矩杆；转矩杆；4-输入轴；输入轴；5-直流电动机和离合器；直流电动机和离合器；6-行星小齿行星小齿轮；轮；7-恒星齿轮；恒星齿轮；8-行星小齿轮；行星
16、小齿轮；9-齿轮齿条转向机的小齿轮；齿轮齿条转向机的小齿轮；10-从动齿轮；从动齿轮；A-主主动齿轮；动齿轮；B-内齿圈内齿圈 系统的系统的ECU根根据车速的快慢来控据车速的快慢来控制电动机的电流，制电动机的电流，车辆在停驶和极低车辆在停驶和极低速状态下电动机电速状态下电动机电流最大，助力作用流最大，助力作用大。电动机产生的大。电动机产生的助力经离合器传动助力经离合器传动齿轮减速后，起到齿轮减速后，起到助力作用。助力作用。2）转矩传感器）转矩传感器 转矩传感器的功能是将转动方向盘时转矩和转角变为转转矩传感器的功能是将转动方向盘时转矩和转角变为转向信号，输送给向信号，输送给ECU。一般转矩杆的扭
17、转角度设定为。一般转矩杆的扭转角度设定为4左左右，这是由于采用行星齿轮机构，使转矩传感器的检测精度右，这是由于采用行星齿轮机构，使转矩传感器的检测精度提高所致。提高所致。3）车速传感器）车速传感器 车速传感器安装在变车速传感器安装在变速器上，是一种电磁感应速器上，是一种电磁感应式传感器。该传感器的作式传感器。该传感器的作用是根据车速的变化，把用是根据车速的变化，把主、副系统的脉冲信号输主、副系统的脉冲信号输送给送给ECU，车速传感器每，车速传感器每转动一周产生转动一周产生8个脉冲信号，个脉冲信号，由于是主、副两个系统，由于是主、副两个系统，故信号的可靠性更高。故信号的可靠性更高。车速传感器的结
18、构车速传感器的结构1-壳体；壳体；2-定子线圈；定子线圈；3-磁极；磁极；4-下侧定子；下侧定子；5-定子定子4）汽车交流发电机的）汽车交流发电机的L端子端子 利用交流发电机的利用交流发电机的L端子电压，可以判断出发电机是否端子电压，可以判断出发电机是否运转，所以把交流发电机的运转，所以把交流发电机的L端子看成是向端子看成是向ECU输送信号的输送信号的一个传感器。一个传感器。直流电动机的最大电流约为直流电动机的最大电流约为30A，在发动机不工作时，转，在发动机不工作时，转向系统的工作由蓄电池供电；发动机工作时，由发电机供电。向系统的工作由蓄电池供电；发动机工作时，由发电机供电。5）电子控制系统
19、）电子控制系统电子控制系统由电子控制系统由一个一个8位单片机位单片机MC6805及外围及外围电路组成。电子电路组成。电子控制电动式动力控制电动式动力转向的工作过程转向的工作过程如图如图6-14所示。所示。电子控制电动式动力转向的工作过程电子控制电动式动力转向的工作过程 2.三菱电动式三菱电动式EPS的工作原理的工作原理6种车速下电动机的电流状态种车速下电动机的电流状态6.5 电控四轮转向系统电控四轮转向系统6.5.1电控四轮转向系统概述电控四轮转向系统概述 目前，绝大多数汽车都是以两个前轮作为转向车轮，这目前，绝大多数汽车都是以两个前轮作为转向车轮，这样的转向系统称为两轮转向系统（样的转向系统
20、称为两轮转向系统（Two-wheel steering，略，略作作2WS）。）。为了使汽车具有更好的弯道通过性和操纵稳定性，一些为了使汽车具有更好的弯道通过性和操纵稳定性，一些汽车在后桥上也安装了转向系统，前后左右四个车轮均为转汽车在后桥上也安装了转向系统，前后左右四个车轮均为转向车轮，这样的转向系统称为四轮转向系统（向车轮，这样的转向系统称为四轮转向系统（Four-wheel steering 或或all-wheel steering，略作，略作4WS）。）。汽车采用四轮转向（汽车采用四轮转向（4WS）系统的目的是：在汽车低速）系统的目的是：在汽车低速行驶时，依靠逆向转向（前、后车轮的转角方
21、向相反）获得行驶时，依靠逆向转向（前、后车轮的转角方向相反）获得较小的转向半径，改善汽车的操纵性；在汽车以中、高速行较小的转向半径，改善汽车的操纵性；在汽车以中、高速行驶时，依靠同向转向（前、后车轮的转角方向相同）减小汽驶时，依靠同向转向（前、后车轮的转角方向相同）减小汽车的横摆运动，使汽车可以高速变换行进路线，提高转向时车的横摆运动，使汽车可以高速变换行进路线，提高转向时的操纵稳定性。的操纵稳定性。4WS转向系统的一般布置形式转向系统的一般布置形式1-车速传感器；车速传感器；2-方向盘转角传感器；方向盘转角传感器；3-车轮转速传车轮转速传感器；感器；4-后轮转向执行机构；后轮转向执行机构；5
22、-后轮转角传感器后轮转角传感器（a）2WS车车（b）4WS车车 低速转向时的行驶轨迹低速转向时的行驶轨迹（a）2WS车车 （b）4WS车车 中、高速转向时的操纵性比较中、高速转向时的操纵性比较4WS系统在不同车速下的前后轮转向比率及车轮偏转状态系统在不同车速下的前后轮转向比率及车轮偏转状态6.5.2转向角比例控制式转向角比例控制式4WS系统系统 所谓转向角比例控制，是指使后轮的偏转方向在低速区与前轮的偏所谓转向角比例控制，是指使后轮的偏转方向在低速区与前轮的偏转方向相反，在高速区与前轮的偏转方向相同，并同时根据方向盘转向角转方向相反，在高速区与前轮的偏转方向相同，并同时根据方向盘转向角度和车速
23、情况控制后轮与前轮偏转角度比例。度和车速情况控制后轮与前轮偏转角度比例。转向角比例控制式四轮转向系统的构成转向角比例控制式四轮转向系统的构成 1.系统组成部件系统组成部件1）转向枢轴）转向枢轴偏置轴与转向枢轴的构造偏置轴与转向枢轴的构造 偏置轴与转向枢轴的工作原理偏置轴与转向枢轴的工作原理 2）4WS转换器转换器 4WS转换器的作用是驱动从动杆转动，实现转换器的作用是驱动从动杆转动，实现2WS向向4WS方式的转换和后轮转向方向与转向角比例控制。方式的转换和后轮转向方向与转向角比例控制。4WS转换器转换器与后轮转向传感器的工作原理及电压特性如图与后轮转向传感器的工作原理及电压特性如图6-23所示
24、。所示。（a）后轮执行结构（）后轮执行结构（4WS转换器）转换器）（b）后轮转向传感器的工作原理与电压特性）后轮转向传感器的工作原理与电压特性图图6-23 4WS转换器与后轮转向传感器的工作原理及电压特性转换器与后轮转向传感器的工作原理及电压特性3）转向角比例控制系统）转向角比例控制系统 转向角比例控制系统主要由转向转向角比例控制系统主要由转向ECU、车速传感器、车速传感器、4WS转换开关、转向角比例传感器和转换开关、转向角比例传感器和4WS转换器等组成，转转换器等组成，转向向ECU是控制中心。是控制中心。转向角比例控制式四轮转向系统的工作原理转向角比例控制式四轮转向系统的工作原理2.系统的主
25、要控制功能系统的主要控制功能1）转向控制方式的选择）转向控制方式的选择 当通过当通过2WS选择开关选择选择开关选择2WS方式时，方式时，ECU控制控制4WS转换器使后轮在任何车速下的转向角为零，这是为习惯于前转换器使后轮在任何车速下的转向角为零，这是为习惯于前轮转向的驾驶人设置的；在轮转向的驾驶人设置的；在4WS方式下，驾驶员还可根据驾方式下，驾驶员还可根据驾驶习惯和行驶情况通过驶习惯和行驶情况通过4WS转换开关进行转换开关进行NORM 工况与工况与SPORT工况的变换，对后轮转向角比例控制特性进行选择。工况的变换，对后轮转向角比例控制特性进行选择。2）转向角比例控制）转向角比例控制 当选定当
26、选定4WS方式时，方式时，ECU根据车速信号和转向角比例传根据车速信号和转向角比例传感器信号，计算车速与转向角的实际数值，控制感器信号，计算车速与转向角的实际数值，控制4WS转换器转换器电动机调节后轮转向角控制比例。电动机调节后轮转向角控制比例。3）安全保障功能）安全保障功能 当转向控制系统发生故障时，当转向控制系统发生故障时，4WS故障警告灯将点亮，故障警告灯将点亮，并在并在ECU中记忆故障部位，同时，后备系统实施以下控制。中记忆故障部位，同时，后备系统实施以下控制。当当4WS转换器主电动机发生故障时，转换器主电动机发生故障时，ECU驱动辅助电动机驱动辅助电动机工作，使后轮以工作，使后轮以N
27、ORM模式与前轮作同向转向运动，并根据模式与前轮作同向转向运动，并根据车速进行转向角比例控制。车速进行转向角比例控制。当车速传感器发生故障时，当车速传感器发生故障时，ECU取取SP1和和SP2两个车速传两个车速传感器中输出车速信号高的为依据，控制感器中输出车速信号高的为依据，控制4WS转换器主电动机转换器主电动机仅进行同向转向的转向角比例控制。仅进行同向转向的转向角比例控制。当转向角比例传感器发生故障时，当转向角比例传感器发生故障时，ECU驱动驱动4WS转换器辅转换器辅助电动机使后轮处于与前轮同向转向最大值，并终止转向角助电动机使后轮处于与前轮同向转向最大值，并终止转向角比例控制。如果辅助电动
28、机发生故障，则通过驱动主电动机比例控制。如果辅助电动机发生故障，则通过驱动主电动机完成这一控制。完成这一控制。当当ECU出现异常时，出现异常时，4WS辅助电动机驱动后轮至与前轮同辅助电动机驱动后轮至与前轮同向转向最大值位置，以避免后轮处于反向运动状态，并终止向转向最大值位置，以避免后轮处于反向运动状态，并终止转向角比例控制。当后轮处于与前轮同向转向状态时，后轮转向角比例控制。当后轮处于与前轮同向转向状态时，后轮的最大转向角很小，且有利于确保高速转向时的方向稳定性。的最大转向角很小，且有利于确保高速转向时的方向稳定性。6.5.3横摆角速度比例控制式横摆角速度比例控制式4WS系统系统 横摆角速度比
29、例控制是一种能根据检测出的车身横摆角横摆角速度比例控制是一种能根据检测出的车身横摆角速度来控制后轮转向量的控制方法。速度来控制后轮转向量的控制方法。它与转向角比例控制相比，具有两方面优点：一是它可它与转向角比例控制相比，具有两方面优点：一是它可以使汽车的车身方向从转向初期开始就与其行进方向保持高以使汽车的车身方向从转向初期开始就与其行进方向保持高度一致；二是它可以通过检测车身横摆角速度感知车身的自度一致；二是它可以通过检测车身横摆角速度感知车身的自转运动。转运动。因此，即使有外力（如横向风等）引起车身自转，也能因此，即使有外力（如横向风等）引起车身自转，也能马上感知到，并可迅速通过对后轮的转向
30、控制来抑制自转运马上感知到，并可迅速通过对后轮的转向控制来抑制自转运动。动。1.系统组成系统组成横摆角速度比例控制式横摆角速度比例控制式4WS系统的组成如系统的组成如6-25所示。所示。a-液压泵；液压泵；b-分流器；分流器；c-前动力转向器；前动力转向器；d-后转向助力器；后转向助力器；e-带轮传动组件；带轮传动组件；f-转角传动拉索；转角传动拉索；g-前带轮；前带轮；h-后带轮；后带轮；l、2-轮速传感器；轮速传感器；3-车速传感器；车速传感器；4-挡位开关；挡位开关；5-油面高度传感器；油面高度传感器；6-转转角传感器；角传感器；7-横摆角速度传感器；横摆角速度传感器；8-电动机转角传感
31、器；电动机转角传感器；9-转向电动机；转向电动机；10-ABS ECU；11-4WS ECU横摆角速度比例控制式横摆角速度比例控制式4WS系统系统1）前轮转向机构）前轮转向机构图图6-26 前轮转向机构前轮转向机构1-方向盘；方向盘；2-齿轮齿条副；齿轮齿条副；3-液压油缸；液压油缸；4-齿条端部；齿条端部；5-控制齿条；控制齿条；6-前带轮；前带轮；7-转角传动拉索；转角传动拉索；8-弹簧；弹簧；9-带轮传动组件带轮传动组件2）后轮转向机构）后轮转向机构 图图6-27 后轮转向机构后轮转向机构1-后带轮；后带轮；2-凸轮推杆；凸轮推杆；3-衬套；衬套；4-滑阀；滑阀；5-主动齿轮；主动齿轮；
32、6-脉动电动机；脉动电动机；7-从动齿从动齿轮；轮；8-阀控制杆；阀控制杆；9-液压缸右室；液压缸右室；l0、12-功率活塞；功率活塞；11-液压缸轴；液压缸轴；13-液压缸左液压缸左室；室；14-弹簧；弹簧；15-阀套筒；阀套筒；16-控制凸轮控制凸轮2.控制原理控制原理1）后轮转角控制）后轮转角控制 方向盘转角与后轮转角的关系如图方向盘转角与后轮转角的关系如图6-28所示。图所示。图6-28中中的后轮转角特性是由机械转向与电动转向特性合成后得到的。的后轮转角特性是由机械转向与电动转向特性合成后得到的。图图6-28 方向盘转角与后轮转角之间的关系方向盘转角与后轮转角之间的关系大转角控制（机械
33、式转向）。大转角控制（机械式转向）。图图6-29 大转角控制原理大转角控制原理1-前带轮；前带轮；2-滑阀；滑阀；3-支点支点A；4-阀控制杆；阀控制杆；5-液压缸轴；液压缸轴；6-功率活塞；功率活塞；7-阀套筒；阀套筒；8-控制凸轮控制凸轮小转角控制（电控转向）。小转角控制（电控转向）。（a）阀控制杆的运动）阀控制杆的运动 （b）整体的运动）整体的运动 图图6-30 小转角控制原理小转角控制原理 1-阀套筒；阀套筒；2-滑阀；滑阀；3-支点支点A；4-从动齿轮；从动齿轮；5-阀控制杆阀控制杆2）使汽车滑移角为零的控制）使汽车滑移角为零的控制3）受到横向风作用时的控制）受到横向风作用时的控制4
34、）ABS作用的控制作用的控制6.5.4本田序曲汽车的本田序曲汽车的4WS系统系统1.系统组成系统组成 本田序曲（本田序曲（Honda Prelude）汽车上采用的电动式电控）汽车上采用的电动式电控四轮转向系统如图四轮转向系统如图6-31所示。四轮转向控制单元对输入的传所示。四轮转向控制单元对输入的传感器信息进行分析处理，计算出所需的后轮转向角，并操纵感器信息进行分析处理，计算出所需的后轮转向角，并操纵后轮转向执行器电动机使后轮实现正确的转向。后轮转向执行器电动机使后轮实现正确的转向。在此转向系统中，前轮转向器和后轮转向执行器之间没在此转向系统中，前轮转向器和后轮转向执行器之间没有任何机械连接装
35、置，四轮转向控制有任何机械连接装置，四轮转向控制ECU利用方向盘转角、利用方向盘转角、车速和前轮转向角传感信息控制后轮转向角。车速和前轮转向角传感信息控制后轮转向角。图图6-31 本田序曲汽车电动式电控四轮转向系统本田序曲汽车电动式电控四轮转向系统1）后轮转向执行器）后轮转向执行器图图6-32 本田序曲汽车后轮转向执行器的构造本田序曲汽车后轮转向执行器的构造2）后轮转角传感器）后轮转角传感器3）前轮转角传感器）前轮转角传感器4）车速传感器）车速传感器2.系统的失效保护功能系统的失效保护功能 如果如果4WS ECU检测到系统出现故障，将使系统转换到检测到系统出现故障，将使系统转换到失效保护状态。
36、在这种状态下，失效保护状态。在这种状态下，ECU存入故障码，并接通存入故障码，并接通四轮转向指示灯发出警告。四轮转向指示灯发出警告。同时，控制同时，控制ECU切断后轮转向执行器电源，使后轮保持切断后轮转向执行器电源，使后轮保持在直行位置，系统回归为在直行位置，系统回归为2WS特性。特性。为防止后轮转向执行器断电时回正过快而造成方向不为防止后轮转向执行器断电时回正过快而造成方向不稳，稳，ECU在使系统进入保护状态的同时，会施加阻尼力矩，在使系统进入保护状态的同时，会施加阻尼力矩，使回正弹簧缓慢地将后转向横拉杆推回到中央位置。使回正弹簧缓慢地将后转向横拉杆推回到中央位置。复习思考题复习思考题1.简述电控动力转向系统的组成和类别。简述电控动力转向系统的组成和类别。2.简述电控四轮转向系统的功能和转向原理。简述电控四轮转向系统的功能和转向原理。3.在不同车速下，装备在不同车速下，装备4WS系统的汽车，其前后轮处系统的汽车，其前后轮处于何种偏转状态？于何种偏转状态？GAME OVER
