摘 要

汽車行業(yè)的快速發(fā)展，要求其技術(shù)手段必須不斷創(chuàng)新，才能夠滿足人們的需要，獲得長足的發(fā)展和進(jìn)步?，F(xiàn)代化汽車更加注重智能化、自動(dòng)化發(fā)展，四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用電子控制技術(shù)后，具有較強(qiáng)的智能化水平，從而保證駕駛過程中，能夠?qū)ζ囘M(jìn)行較好的控制。

【關(guān)鍵詞】汽車電子控制技術(shù) 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 4WS系統(tǒng)

交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)了汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車技術(shù)水平不斷提升，尤其是四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用，保證了汽車駕駛過程中，可以對(duì)汽車進(jìn)行較好的控制。目前汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要應(yīng)用了4WS系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化控制，保證汽車在行駛時(shí)能夠具有較高的安全性。本文分析了4WS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并就4WS系統(tǒng)的有效應(yīng)用展開了分析和論述。

1 汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理分析

4WS系統(tǒng)在汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，4WS系統(tǒng)是日本NISSAN公司研制的，在對(duì)四輪控制中，發(fā)揮了重要作用。4WS系統(tǒng)的可靠性較高，并且工作壓力大、系統(tǒng)較為可靠，有效地滿足了汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用需要。

1.1 4WS系統(tǒng)組成

4WS系統(tǒng)是基于汽車電子控制技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，其采用了電子控制技術(shù)和電機(jī)助力技術(shù)。4WS應(yīng)用于四輪轉(zhuǎn)向控制當(dāng)中，結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，在前后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)當(dāng)中，并不存在機(jī)械連接，保證系統(tǒng)在工作中，能夠具有較強(qiáng)的性能水平。4WS系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、傳感器、ECU、電動(dòng)機(jī)、減速器等部分組成。電子控制技術(shù)在后輪轉(zhuǎn)向中得到應(yīng)用，可以完成汽車轉(zhuǎn)向操作，滿足汽車行駛需要。

1.2 4WS系統(tǒng)工作原理

從上文中4WS系統(tǒng)的組成部分來看，4WS系統(tǒng)發(fā)揮功能，需要借助于電子控制技術(shù)，并且對(duì)傳感器進(jìn)行應(yīng)用，獲取轉(zhuǎn)向信息，利用ECU分析計(jì)算，之后將相關(guān)命令傳遞給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行執(zhí)行，以完成轉(zhuǎn)向操作。在這一過程中，ECU和傳感器之間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，可以對(duì)汽車狀況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向角能夠符合要求。4WS系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向控制過程中，主要有兩種轉(zhuǎn)向模式，一種是4WS狀態(tài)，即車主根據(jù)4WS系統(tǒng)反饋的信息，對(duì)轉(zhuǎn)向過程中存在的危險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)避，保證轉(zhuǎn)向安全；另一種是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)處于2WS狀態(tài)，通過對(duì)后輪自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行控制，完成轉(zhuǎn)向需要。無論是4WS還是2WS轉(zhuǎn)向，都需要借助于傳感器和ECU之間的聯(lián)動(dòng)，保證對(duì)汽車行駛狀況進(jìn)行把握，以保證汽車轉(zhuǎn)向具有較高的安全性和可靠性。

2 基于汽車電子控制技術(shù)的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析

4WS系統(tǒng)在汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的應(yīng)用，采用了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的執(zhí)行元件，具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)效果，能夠提升轉(zhuǎn)向的靈敏性，保證駕駛員轉(zhuǎn)向操作具有較高的穩(wěn)定性和安全性。4WS系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)結(jié)果框架以及系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)進(jìn)行把握，保證系統(tǒng)具有較強(qiáng)的剛性功能，能夠更好地滿足汽車行業(yè)發(fā)展需要。

2.1 結(jié)構(gòu)框架

四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，關(guān)鍵點(diǎn)在于把握其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠從整體角度出發(fā)，對(duì)各個(gè)局部進(jìn)行有效地分析，以保證4WS汽車電控系統(tǒng)功能和作用得以發(fā)揮。4WS系統(tǒng)中，傳感器以及控制ECU是系統(tǒng)功能得以發(fā)揮的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)過程中，需要選擇性能較好的單片機(jī)，并且保證指示燈設(shè)計(jì)合理，能夠?yàn)槠囻{駛員提供預(yù)警，避免轉(zhuǎn)向過程中出現(xiàn)危險(xiǎn)。關(guān)于4WS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架，我們可以從圖1中看出。

4WS系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要兼顧4WS模式和2WS模式，保證兩種模式在系統(tǒng)應(yīng)用過程中發(fā)揮應(yīng)有的功能和作用，保證4WS系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性。在進(jìn)行控制核心選擇時(shí)，利用80C196KB單片機(jī)，可以保證系統(tǒng)性能，對(duì)獲取的信號(hào)信息進(jìn)行有效處置，保證系統(tǒng)功能穩(wěn)定發(fā)揮。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖2，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到微處理器的設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)兩個(gè)方面內(nèi)容，這兩個(gè)方面設(shè)計(jì)合理性，直接影響到了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能。

2.2.1 微處理器設(shè)計(jì)

微處理器是四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的重要組成部分，在利用4WS系統(tǒng)過程中，微處理器性能需要得以保證。微處理器是ECU的核心部門，對(duì)大部分輸入信號(hào)進(jìn)行處理，工作量較大。微處理器的性能，直接影響到了信號(hào)處理效率和質(zhì)量，對(duì)于4WS系統(tǒng)功能有著十分重要的影響。在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，其采取A/D或是D/A的轉(zhuǎn)換模式，能夠保證信號(hào)進(jìn)行有效傳輸。同時(shí)，在CPU選擇時(shí)，可以應(yīng)用80C196KB單片機(jī)，這種單片機(jī)具有較好的處理性能。

2.2.2 電路設(shè)計(jì)

電路設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到信號(hào)有效調(diào)理，能夠保證電路符合系統(tǒng)處理信息需要。4WS系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)以ECU設(shè)計(jì)為主，ECU是輸入信號(hào)調(diào)理電路的重要組成部分，主要由運(yùn)算放大器LM2902和外圍阻容元件構(gòu)成低通濾波器。為了保證電路運(yùn)行的穩(wěn)定性，利用電極管D1和D2進(jìn)行過載保護(hù)，當(dāng)元器件中電流或是電壓過大，對(duì)電路產(chǎn)生破壞后，可以對(duì)故障問題進(jìn)行較好的解決。同時(shí)，電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證A/D轉(zhuǎn)換器能夠?qū)Ω蓴_信號(hào)進(jìn)行處理，并通過利用濾波電容，對(duì)高頻干擾問題進(jìn)行有效解決。同時(shí)，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)過程中，需要加強(qiáng)電路與其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，尤其考慮到電路設(shè)計(jì)與微處理器選擇之間的關(guān)系，保證CPU和ECU之間發(fā)揮聯(lián)動(dòng)作用，保證4WS系統(tǒng)具有較強(qiáng)的功能。

2.2.3 抗干擾設(shè)計(jì)

4WS系統(tǒng)在四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中應(yīng)用，干擾設(shè)計(jì)問題必須予以考慮。系統(tǒng)工作時(shí)，由于受到電源波動(dòng)以及電磁輻射的影響，可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸出現(xiàn)混亂的情況，進(jìn)而影響到程序正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致程序出現(xiàn)失控。在這一過程中，為了保證程序運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，可以利用多級(jí)濾波技術(shù)對(duì)抗電源波動(dòng)干擾，降低外部電磁輻射的影響，從而保證數(shù)據(jù)信息更加有效的獲取。

3 結(jié)束語

4WS系統(tǒng)在汽車四輪轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電子控制技術(shù)的有效利用，保證在轉(zhuǎn)向操作時(shí)，為駕駛員提供較好的指導(dǎo)，在遇到危險(xiǎn)時(shí)，能夠?qū)︸{駛員進(jìn)行預(yù)警，避免駕駛員錯(cuò)誤操作，給汽車和自身帶來危險(xiǎn)。因此，汽車行業(yè)在發(fā)展過程中，要注重對(duì)電子控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，使其能夠?qū)λ妮嗈D(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行完善，提升轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能水平，使其更加穩(wěn)定、可靠。

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作者簡介

張凱（1988-），男，山西省臨猗縣人。學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)為運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院助工。主要研究方向?yàn)槠囯娮印?/p>

單位單位

運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東省運(yùn)城市 044000