电机位置传感器的测量范围为180°,电机位置传感器提供两个电压信号,旋转360°为两个信号阶段,如图49所示。根据两个电压信号计算出电机位置。AL控制单元统计旋转半圈的次数,并在关闭点火开关时保存。
总转向角传感器:
带第2代主动转向控制的车辆具有一个总转向角传感器,传感器从下面用法兰连接在转向器上。
总转角传感器由一个磁阻元件和一个永久磁铁组成。永久磁铁固定在转向器主动齿轮的端面上。总转向角传感器通过F-CAN与AL控制单元和DSC控制单元相连。由总转向角传感器测得的角度通过信号传递给AL控制单元。DSC控制单元使用AL控制单元在F-CAN上提供的计算值。
此外,F-CAN上还连接有DSC传感器和转向柱开关中心的转向角传感器。
宝马车系自E70起取消总转向角传感器(如图50所示)。主动转向控制的单元计算出一个“虚拟”总转向角。这个虚拟传感器提供与总转向角传感器相同的信息,虚拟总转向角描述齿条的准确位置,总转向角0°等于齿条中部位置。
主动转向控制的控制单元根据下列信号计算出总转向角:
◆转向角传感器信号
◆伺服电机位置传感器信号
缺少信号时的试运转:当电机位置传感器的信号丢失时,齿条位置未知,必须重新学习。因此必须主动转向控制重新进行试运转。
四轮转向系统
四轮转向系统以电动、液压或者机械方式使后轮也进行偏转,来改善汽车转向性能。尽管四轮转向系统还很不普及,但应该了解它们是如何工作的。
所生产的汽车大都趋向于不足转向,只有少数趋于过度转向。如果汽车能够对不足转向、过度转向问题进行自动补偿,使汽车能够在各种运行条件下几乎都为中性转向,这种汽车肯定会受到欢迎。四轮转向(4WS)系统就是为提供接近中性转向而设计的,这种系统具有以下优点:
汽车在高速和湿滑路面上转弯行驶会变得更加稳定,操纵性更好。汽车在整个速度范围内对转向输入的反应变得更快、更精确。
汽车在高速时的直线行驶稳定性得到改善,路面不平整和侧向风对汽车稳定性的负效应被减小。
汽车在高速变换车道时的稳定性得到改善,高速绕桩行驶更加轻松,即使在驾驶员必须突然加大角度改变行驶方向的状况下,汽车发生横摆的可能性也会降低。
在低速时通过后轮与前轮反相偏转,汽车的转向半径会大大减小,因此,汽车在狭窄路面及停车的机动性会更好。
通过回顾前轮转向汽车的转向动力学,可以更好地理解四轮转向的优点。汽车在进行非直线行驶时,轮胎要承受附着力、驱动力及转向输入力,在转向行驶期间这些力互相干预。对于前轮转向的汽车,汽车后部总想要赶上前轮的方向变化,从而引起汽车横摆。作为汽车驾驶的常规操作,驾驶员需要学会不用思考就能对这些力进行调整。
在转向行驶时,驾驶员要将这些复杂的力转变为运动,必须使这些力相互平衡。轮胎承受路面附着力和侧偏角作用,附着力使车轮保持在路面上,驱动力使汽车直线行驶,转向输入则使前轮偏转,汽车会随即阻止车轮的偏转动作,从而形成侧偏角。当汽车开始对转向输入做出响应时,就产生了转向力,由于后轮试图跟上前轮产生的转向力,所以,汽车就会发止横摆运动。由于在汽车反应与转向输入之间存在时间滞后,当前轮回到直线行驶位置时,汽车必须再次通过由转向而产生的大小相等、方向相反的力进行调整。当转动转向盘时,车身由于后轮再次试图赶上由前轮产生的转向力而发生横摆。
四轮转向的真正目的是在任何转向行驶时使4个车轮都发生偏转,从而减小驾驶员作用在转向盘上的输入。与两轮转向汽车一样,四轮转向汽车的轮胎附着力也是保持四轮着地,但在驾驶员略微转动转向盘时,4个车轮都对转向输入进行反应,4个车轮都产生侧偏角,使整个汽车向一个方向移动,而不是后半部努力追赶前半部,还能减小在车轮恢复直行位置时的横摆。由于消除了后轮迟滞,所以汽车对转向输入的响应变得更快。
由于各种四轮转向系统的结构和维修要求都不相同,所以,必须按照汽车维修手册才能正确地对四轮转向系统进行诊断、维修和校准。
液压式四轮转向系统:
液压式四轮转向系统其组成部件和操作都很简单,后轮随前轮同向偏转,最大偏转角度不超过1.5°。这种四轮转向系统只在车速高于50km/h时才会使后轮偏转,而且在汽车倒车时不会使后轮偏转。
双向液压缸转动车轮固定在后部的短车架上,由后转向油泵向该油缸供给油液。后转向油泵由差速器驱动,后转向油泵只在前轮偏转时才工作,位于发动机舱内的储液箱向后转向油泵供应油液。(待续)