电控式四轮转向系统

第3章 四轮转向和电动转向
4.1 四轮转向技术
12、4WS今后发展趋势
对4WS提出异议的理由： （1）转向性能没有明显改善。 （2）性能上仅有微小改变，但结构很复杂 （3）实用性技术目前还没有达到成熟的地步。 如果把研制费花在提高轮胎性能和改善悬架设计会收到更 好的效果。 13、各公司的4WS系统特性比较
属于转向传感型，其后轮的偏转与车速无关，只与方向盘转角有一定关系。
当方向盘转角约为120左右，后轮与前轮转向一致，当方向盘转角大于240时，后轮 转向与前轮相反。
第3章 四轮转向和电动转向
（2）液压式四轮转向系统 • 第二代四轮转向系统利用液压系统来控制转向。这种类型的四轮 转向系统的后轮只能偏转1.5度左右，并且也只有在速度高于 22mile/h时才起作用。典型的液压式四轮转向系统如图4-26所示。 开始时，基本的齿轮齿条转向器使前轮偏转；同时把部分转向液 压送到后轮转向系统的控制阀中，控制该控制阀（滑阀）的位置。 前轮向某一方向偏转时，该滑阀向一个方向移动；前轮向另一方 向偏转时，该滑阀向与前面相反方向移动。 • • 然后该滑阀控制着第二套液压回路工作。这个回路利用由差速 器驱动后转向油泵产生的压力油为动力。这些压力油接着又驱动 一个齿轮齿条转向器像前轮的一样工作。但第二个齿轮齿条转向 器只能在很小的范围内移动。后轮的偏转角不得超过1.5度。
横向加速度 车速感应型
其结构是在前轮的动力转向器上，再安装一个后轮专用的控制 阀，产生一个大致与横向加速度成比例的，与前轮转向器阻力相 平衡的油压，把该压力的油液送到后轮执行机构。 在执行机构中， 装入高刚性弹簧，当与送来的油压达到平衡状态时，输出杆便产 生位移，从而带动后轮开始转向。
前轮转角 车速感应型
电控式四轮转向系的组成
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第3章 四轮转向和电动转向
4.1 四轮转向技术
11、与2WS相比， 4WS的优点：
（1）提高了汽车在高速行驶时和在滑溜路面上的转向性 能。 （2）驾驶员操纵方向盘反映灵敏，动作准确。 （3）在不良路面和侧风等条件下，汽车业具有较好的方 向稳定性，提高了高速下的直线行驶稳定性。 （4）提高了汽车高速转弯的行驶稳定性，不但便于转向 操纵，而且在进行急转弯时，也能保持汽车的行驶稳定性。 （5）通过使后轮转向与前轮转向相反，减小了低速行驶 时的转弯半径，不但便于在狭窄路面上进行 U型转弯，而 且在驶入车库等情况下便于驾驶。
第3章 四轮转向和电动转向
（3）电控式四轮转向系统
•
目前，四轮转向系统正越来越多地使用电子和计算机控制。电 控式四轮转向系统允许后轮与前轮以相同的方向偏转（在高速时） 或者以相反的方向偏转（在低速时）。 • 为实现这些功用，用计算机连接两个传感器和两个执行器。 图5-27说明了其输入和输出的工作流程。首先，车速传感器把确 切的车速信号传给计算机，计算机据此决定后轮与前轮是以相同 或者相反的方向偏转。同时，前轮转角传感器把前轮的实际转角 信号传给计算机。计算机通过后轮传感器和后轮转角传感器得到 后轮的实际转角信号。根据这些输入信号，计算机分别告诉前、 后轮转向器各自的偏转量。图4-28所示为电控式四轮转向系统主 要部件的布置位置。 • 另外，还有许多附件也是必要的；如液压泵（如果用液压 执行器而不是电动机）、电磁线圈、断路阀等。上述部件及其它 部件的不断改进，将更好地提高四轮转向系统效率和可靠性。
在该系统中，从油泵出来的油液直接流入电磁阀，车速传感器， 转角传感器分别将车速和前轮转角信号输入计算机。按计算机指 令，控制油液流入后轮执行机构。
• 前轮转角传感型：为了把前轮转角传给后轮，在前轮 齿轮齿条式转向器的齿条轴上，安装了后轮转向齿轮， 其角位移，通过中间传动轴，传给后轮转向器。后轮 具有小转角同相转向，大转角逆相转向的功能。在微 小转向的高速行驶时，形成了同相转向，获得了行驶 稳定性，在大转角转向的极低速行驶时，变成逆相转 向，获得了小半径转向性能。 • 前轮转角比例车速感应型 在动力传至后轮转向轴之前， 与前者基本相同，但后轮的执行机构由相位控制部分 和动力补助部分构成。动力补助部分以油压为动力， 由后轮滑阀和动力缸构成。相位控制部分能实现对后 轮同相位或逆相位的控制。
第3章 四轮转向和电动转向
• 9、四轮转向（4WS）控制种类 • （1）机械控制式 • （2）机械+电子控制式 • （3）电子控制液压工作式 • （4）液压控制液压工作式 • （5）电子控制电动工作式 • 10、举例说明4WS的控制原理 （1）机械控制式（本田公司4ws系统） 机械式四轮转向系统是最早开发的四轮转向系统的一种。它包括前轮的齿 轮齿条转向系和前后转向系之间的传动轴。随着前轮偏转，转向力通过传动轴 传到后轮。机械式四轮转向系统中有时也为后轮加装第二套转向器来帮助转向。
第3章 四轮转向和电动转向
4.2 电动转向（EPS）
一、综述
所谓电动转向（EPS），就是在机械转向系统中，用电池作为能源， 电机为动力，以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号，通过电子 控制装置，协助人力转向，并获得最佳转向力特性的伺服系统。 主要是速度控制和电动机电流控制。速度控制是当速度高于某一值时， 系统应停止对电动机供电， 离合器处于分离状态，这时就按普通的转 向控制方式工作。系统确定电动机电流的大小是按照汽车转向力矩和 车速信号。当车速很低时，转向需要的助力大，此时供给电动机的电 流值就应大；当车速接近45km/h时，转向需要的助力减少，此时供给 电动机的电流值就应减少；当车速超过45km/h时，若无需助力，此时 就应切断电动机的电流。
第4章 四轮转向和电动转向
4.1 四轮转向技术
6、四轮转向（4WS）在改变形式路线时的性能
7、低速下的小转弯半径的行驶 8、后轮转向的控制类型 （1）转角传感型 后轮偏转角与前轮的偏转角之间存在某种函数关系。即后 轮可以按与前轮同方向或反方向旋转。 （2）车速传感型 根据车速设定程序，当车速达到某一预定值时，后轮与前 轮同方向偏转，而低于这一预定值时，则方向相反。