基于汽车电子控制技术的四轮转向系统
摘要：随着经济社会的飞速发展，人们的生活水平的提高，私家车需求日益旺盛。汽车行业经过百年的发展历程，已经形成了一套较为成熟的产业体系和市场份额，新兴车企和传统汽车行业巨头为了在新增的市场需求中获得新一轮的增长，纷纷开始进行技术创新，增长自身参与市场竞争的技术核心竞争力。在数字化技术融入人们日常生活的当下，将电子控制技术与四轮转向系统相融合提升车辆的行驶稳定性、灵活性以及操控便捷性，使汽车四轮转向系统成为面向消费者的技术亮点。基于此，本文通过阐述四轮转向系统的工作原理，对基于汽车电子控制技术的四轮转向系统以及四轮转向系统的组成进行分析，一起为相关人员对电控四轮转向系统的发展提供有价值的参考和借鉴。
关键词：汽车电子控制技术四轮转向系统分析
汽车自诞生以来对行驶稳定性以及汽车操控性操控性能要求的不断提高，正是驱动着汽车工业不断发展的直接动力。随着以集成电路为基础的汽车电子控制技术的发展成熟以期消费者需求的日渐旺盛，四轮转向技术作为一种主动底盘控制技术开始得到广泛的应用，四轮转向技术的应用可以对车辆操纵性能以及转向性能产生直接、有效的作用。四轮转向技术诞生三十多年以来，被应用于众多车型上并经受了多年的运行检验，相关技术已经得到了长足的发展进步。
4WS是汽车四轮转向的缩写，应用4WS技术的汽车在转向时，汽车后轮也会产生现对于车身的转向，该后轮转向是主动的，这样汽车的四个轮子都参与到了汽车的转向过程并起到转向作用。这样不仅降低了汽车的转向半径，也相应的提升了车辆的行驶稳定性、转向机动型以及操纵稳定性。后轮主动参与车辆转向是4WS与传统2WS的显著区别，根据转向时后轮与前轮转向的不同分为同相位转向以及逆相位转向，同相位转向是指后轮与前轮转向方向相同，而逆相位转向则是指后轮与前轮转向相反。这两种不同的转向方式给四轮转向汽车的行驶品质的提升具有促进作用，在车辆高速行驶时，同相位转向帮助车辆提升操纵的稳定性，而在车辆低速行驶时则采用逆相位形式，幫助汽车转向减少转弯半径，提升车辆的行驶灵活性。在车辆四轮转向技术发展过程中发展出了多种不同的四轮转向实现方案，按照车辆结构以及执行机构的不同可以分为：电子控制电动式、机械+电子控制式、液压控制液压工作式、电子控制液压工作式等。
2四轮转向系统结构及工作原理
现阶段的汽车四轮转向系统4WS得到了广泛的应用，4WS系统最初是由尼桑公司研究并应用于车辆生产之中的，经过了三十多年的发展，4WS系统以其优秀的四轮控制性能得到了广泛的欢迎，也帮助车企在车辆研发领域积累了深厚的技术基础，助力车企开发出更加适应市场和更高经济效益的车型。
2.14WS系统的组成
随着二十世纪末以来在信息技术、集成电路、微电子领域的技术突破，以这些技术为基础的汽车电子控制技术也逐步发展成熟，4WS系统的发展成熟也正是基于汽车电子控制技术的进步，4WS系统中对于车辆四轮的控制以及前后轮的转向分配使用到了电子控制技术以及电机助力技术。由于在车辆四轮转向过程中，车辆的前轮和后轮在不同的速度之下的转向方式存在差别，因此在四轮转向控制之中应用4WS结构相对独立，且在车辆前后轮转向系统中不存在机械连接，因此可以确保转向性能可以在系统正常运行的状态下保持高水平。
车辆转向机构、ECU、减速器、电动机、传感器等部分共同构成4WS系统，并实现对车辆四轮转向的有效控制。在车辆后轮参与转向的过程中电子控制技术深度介入，帮助车辆后轮执行正确的转向工作，满足车辆的正常行驶以及提升车辆的转向性能。
2.2电子控制4WS系统的工作原理
ECU即电子控制单元，常被形象的称为“行车电脑”，ECU是车辆电子控制系统内执行分析计算并向相应部件输出控制信号的单元，在4WS系统中ECU也承担UI车辆运动信号的分析和运算，在车辆进行四轮转向时，位于车辆前轮的传感器将车辆前轮的转向信号以及车辆的运动状态传入ECU，经过ECU对该型号的处理、分析、运算，产生输送向步进电机的驱动信号，步进电机根据驱动信号执行相应的动作作用于车辆的后轮转向机构，通过这个途径控制后轮的转向。ECU在此过程中仍然对车辆的运动状态进行全程、实时的监测，对车辆后轮转向角与目标转向角之间的差值进行计算，根据计算结果对后轮的转角实现实时调整。这样的实时调整与车辆的实际运动状态相契合，实现汽车的四轮转向。
电子控制4WS系统设定有两种转向模式可供驾驶员选择，驾驶员可以通过转向模式开关选择传统的2WS模式也可以保持4WS状态继续行驶，设置这两种转向模式不仅是为驾驶员根据实际路况提供更多地选择，也是当4WS系统出现故障无法正常执行四轮转向时保留传统的前轮转向设置，保证车辆运行的安全性，确保驾乘人员的人身安全。当4WS系统出现故障时，驾驶室仪表台上出现4WS故障指示灯，提醒驾