電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1、電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 作用：作用： 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)(EPS)可以在低速可以在低速時(shí)減輕轉(zhuǎn)向力，以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性；時(shí)減輕轉(zhuǎn)向力，以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性；在高速時(shí)則可適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力，以提高操縱穩(wěn)在高速時(shí)則可適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力，以提高操縱穩(wěn)定性。定性。液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制裝的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制裝置而構(gòu)成的。置而構(gòu)成的。 根據(jù)控制方式的不同，液壓式電子控制動(dòng)根據(jù)控制方式的不同，液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為流量控

2、制式、反力控制式流量控制式、反力控制式和閥靈敏度控制式和閥靈敏度控制式三種形式。三種形式。 流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(凌志轎車)1動(dòng)力轉(zhuǎn)向油缸；2電磁閥；3動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥；4ECU；5車速傳感器 如圖所示為凌志轎車采用的流量控制式動(dòng)如圖所示為凌志轎車采用的流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 由圖可見，該系統(tǒng)主要由由圖可見，該系統(tǒng)主要由車速傳感器、電車速傳感器、電磁閥、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓磁閥、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓泵和電子控制單元等泵和電子控制單元等組成。電磁閥安裝在通向組成。電磁閥安裝在通向轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞兩側(cè)油室的油道之間，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞兩側(cè)油室的油道之間，當(dāng)

3、電磁閥的閥針完全開啟時(shí)，兩油道就被電磁閥旁通。閥的閥針完全開啟時(shí)，兩油道就被電磁閥旁通。流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是根據(jù)車速傳感器流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是根據(jù)車速傳感器的信號(hào)，控制電磁閥閥針的開啟程度。的信號(hào)，控制電磁閥閥針的開啟程度。 而控制轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞兩側(cè)油室的旁而控制轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞兩側(cè)油室的旁路液壓油流量，來改變轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力。路液壓油流量，來改變轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力。車速越高，流過電磁閥電磁線圈的平均電車速越高，流過電磁閥電磁線圈的平均電流值越大，電磁閥閥針的開啟程度越大，流值越大，電磁閥閥針的開啟程度越大，旁路液壓油流量越大，而液壓助力作用越旁路液壓油流量越大，而液壓助力作用越小，使

4、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力也隨之增加。小，使轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力也隨之增加。 電磁閥的結(jié)構(gòu) 電磁閥的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 脈沖電流信號(hào)的占空比將逐漸增大，使流過脈沖電流信號(hào)的占空比將逐漸增大，使流過電磁線圈的平均電流值隨車速的升高而增大。電磁線圈的平均電流值隨車速的升高而增大。 流量控制式流量控制式EPSEPS的特點(diǎn)是在一般液壓動(dòng)力的特點(diǎn)是在一般液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上再增加旁通流量控制閥、車速傳轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上再增加旁通流量控制閥、車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器、感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器、ECUECU和控制開關(guān)等。和控制開關(guān)等。日產(chǎn)藍(lán)鳥轎車流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1動(dòng)力轉(zhuǎn)向油罐；2轉(zhuǎn)向管柱；3轉(zhuǎn)向角速度傳感器；4ECU；5轉(zhuǎn)向角速度傳感器

5、增幅器；6旁通流量控制閥；7電磁線圈；8轉(zhuǎn)向齒輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；9油泵 在轉(zhuǎn)向油泵與轉(zhuǎn)向機(jī)體之間設(shè)有旁通管路，在轉(zhuǎn)向油泵與轉(zhuǎn)向機(jī)體之間設(shè)有旁通管路，在旁通管路中又設(shè)有旁通油量控制閥。在旁通管路中又設(shè)有旁通油量控制閥。 根據(jù)車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器和控根據(jù)車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器和控制開關(guān)等信號(hào)，制開關(guān)等信號(hào)，ECUECU向旁通流量控制閥按照汽車向旁通流量控制閥按照汽車的行駛狀態(tài)發(fā)出控制信號(hào)，控制旁通流量，從的行駛狀態(tài)發(fā)出控制信號(hào)，控制旁通流量，從而調(diào)整向轉(zhuǎn)向器供油的流量，如圖所示。而調(diào)整向轉(zhuǎn)向器供油的流量，如圖所示。 當(dāng)向轉(zhuǎn)向器供油流量減少時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向控當(dāng)向轉(zhuǎn)向器供油流量減少時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制

6、閥靈敏度下降，轉(zhuǎn)向助力作用降低，轉(zhuǎn)向力制閥靈敏度下降，轉(zhuǎn)向助力作用降低，轉(zhuǎn)向力增加。增加。 流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成 三種適應(yīng)不同行駛條件的轉(zhuǎn)向力特性曲線 汽車急轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)向力特性曲線 系統(tǒng)中系統(tǒng)中ECUECU的的基本功能基本功能是接收車速傳感器、是接收車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器及變換開關(guān)的信號(hào)，以控制轉(zhuǎn)向角速度傳感器及變換開關(guān)的信號(hào)，以控制旁通流量控制閥的電流，并具有故障自診斷功旁通流量控制閥的電流，并具有故障自診斷功能。能。 當(dāng)控制單元、傳感器、開關(guān)等電控系統(tǒng)發(fā)當(dāng)控制單元、傳感器、開關(guān)等電控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，安全保險(xiǎn)裝置能夠確保與一般動(dòng)力生故障時(shí)，安全保險(xiǎn)裝置能夠確保與一般動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置

7、的功能相同。轉(zhuǎn)向裝置的功能相同。 流量控制式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種流量控制式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種通過車速傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)向動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置供應(yīng)通過車速傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)向動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置供應(yīng)壓力油，改變壓力油的輸入。壓力油，改變壓力油的輸入。 輸出流量，以控制轉(zhuǎn)向力的大小。輸出流量，以控制轉(zhuǎn)向力的大小。 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在原來液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向功這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在原來液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向功能上再增加壓力油流量控制功能，所以結(jié)構(gòu)簡能上再增加壓力油流量控制功能，所以結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。單，成本較低。 但是，但是，當(dāng)流向動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的壓力油降低當(dāng)流向動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的壓力油降低到極限值時(shí)，對(duì)于快速轉(zhuǎn)向會(huì)產(chǎn)生壓力不足、到極

8、限值時(shí)，對(duì)于快速轉(zhuǎn)向會(huì)產(chǎn)生壓力不足、響應(yīng)較慢等缺點(diǎn)，響應(yīng)較慢等缺點(diǎn)，故使它的推廣應(yīng)用受到限制。故使它的推廣應(yīng)用受到限制。 反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖1泵；2儲(chǔ)油箱；3分流閥；4扭力桿；5轉(zhuǎn)向盤；6銷；7轉(zhuǎn)向閥桿；8控制閥閥體；9銷；10銷；11小齒輪軸；12活塞；13動(dòng)力缸；14齒條；15小齒輪；16柱塞；17油壓反力室；18電磁閥 由圖可見，系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向控制閥、分流閥、由圖可見，系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向控制閥、分流閥、電磁閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向油泵、儲(chǔ)油箱、車速電磁閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向油泵、儲(chǔ)油箱、車速傳感器傳感器( (圖中未畫出圖中未畫出) )及電子控制單元及電子控制單元(ECU)(ECU)

9、等組等組成。成。轉(zhuǎn)向控制閥是在傳統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向控制閥是在傳統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)上增設(shè)了油壓反力室而構(gòu)成的。控制閥的基礎(chǔ)上增設(shè)了油壓反力室而構(gòu)成的。扭扭力桿的上端通過銷子與轉(zhuǎn)閥閥桿相連，下端與小力桿的上端通過銷子與轉(zhuǎn)閥閥桿相連，下端與小齒輪軸用銷子連接。齒輪軸用銷子連接。 小齒輪軸的上端通過銷子與控制閥閥體相連。小齒輪軸的上端通過銷子與控制閥閥體相連。 轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力通過扭力桿傳遞轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力通過扭力桿傳遞給小齒輪軸。給小齒輪軸。 當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大，扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大，扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，控制閥體和轉(zhuǎn)閥閥桿之間將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，于控制閥

10、體和轉(zhuǎn)閥閥桿之間將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，于是就改變了閥體和閥桿之間油道的通、斷和工是就改變了閥體和閥桿之間油道的通、斷和工作油液的流動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用。作油液的流動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用。 分流閥的作用把來自轉(zhuǎn)向油泵的液壓油向分流閥的作用把來自轉(zhuǎn)向油泵的液壓油向控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)進(jìn)行分流。控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)進(jìn)行分流。 按照車速和轉(zhuǎn)向要求，改變控制閥一側(cè)與按照車速和轉(zhuǎn)向要求，改變控制閥一側(cè)與電磁閥一側(cè)的油壓，確保電磁閥一側(cè)具有穩(wěn)定電磁閥一側(cè)的油壓，確保電磁閥一側(cè)具有穩(wěn)定的液壓油流量。的液壓油流量。 電磁閥的作用是根據(jù)需要，將油壓反力室電磁閥的作用是根據(jù)需要，將油壓反力室一側(cè)的液壓油

11、流回儲(chǔ)油箱。一側(cè)的液壓油流回儲(chǔ)油箱。 ECUECU根據(jù)車速的高低線性控制電磁閥的開根據(jù)車速的高低線性控制電磁閥的開口面積?？诿娣e。 當(dāng)車輛停駛或速度較低時(shí)，當(dāng)車輛停駛或速度較低時(shí)，ECUECU使電磁線圈使電磁線圈的通電電流增大，電磁閥開口面積增大，經(jīng)分流的通電電流增大，電磁閥開口面積增大，經(jīng)分流閥分流的液壓油，通過電磁閥重新回流到儲(chǔ)油箱閥分流的液壓油，通過電磁閥重新回流到儲(chǔ)油箱中，所以作用于柱塞的背壓中，所以作用于柱塞的背壓( (油壓反力室壓力油壓反力室壓力) )降降低。低。 于是柱塞推動(dòng)控制閥轉(zhuǎn)閥閥桿的力于是柱塞推動(dòng)控制閥轉(zhuǎn)閥閥桿的力( (反力反力) )較較小，因此只需要較小的轉(zhuǎn)向力就可使扭

12、力桿扭轉(zhuǎn)小，因此只需要較小的轉(zhuǎn)向力就可使扭力桿扭轉(zhuǎn)變形，使閥體與閥桿產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助變形，使閥體與閥桿產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用。力作用。 當(dāng)車輛在中、高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí)，當(dāng)車輛在中、高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí)，ECUECU使電使電磁線圈的通電電流減小，電磁閥開口面積減小。磁線圈的通電電流減小，電磁閥開口面積減小。 所以，油壓反力室的油壓升高，作用于柱所以，油壓反力室的油壓升高，作用于柱塞的背壓增大，于是柱塞推動(dòng)轉(zhuǎn)閥閥桿的力增塞的背壓增大，于是柱塞推動(dòng)轉(zhuǎn)閥閥桿的力增大。大。 此時(shí)需要較大的轉(zhuǎn)向力才能使閥體與閥桿此時(shí)需要較大的轉(zhuǎn)向力才能使閥體與閥桿之間作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)之間作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)( (相當(dāng)于增加了扭力桿

13、的扭轉(zhuǎn)剛相當(dāng)于增加了扭力桿的扭轉(zhuǎn)剛度度) )，而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用。，而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用。 所以在中、高速時(shí)可使駕駛員獲得良好的所以在中、高速時(shí)可使駕駛員獲得良好的轉(zhuǎn)向手感和轉(zhuǎn)向特性。轉(zhuǎn)向手感和轉(zhuǎn)向特性。 輸入到電磁閥中的信號(hào)是通、斷脈沖信號(hào)，輸入到電磁閥中的信號(hào)是通、斷脈沖信號(hào)，改變信號(hào)占空比改變信號(hào)占空比( (信號(hào)導(dǎo)通時(shí)間所占的比例信號(hào)導(dǎo)通時(shí)間所占的比例) )就就可以控制流過電磁閥線圈平均電流值的大小。可以控制流過電磁閥線圈平均電流值的大小。 當(dāng)車速升高時(shí)，受輸出電流特性的限制，當(dāng)車速升高時(shí)，受輸出電流特性的限制，輸入到電磁閥線圈的平均電流值減小，所以電輸入到電磁閥線圈的平均電流值減小，所以

14、電磁閥的開度也減小。磁閥的開度也減小。圖6.12 豐田“馬克”型反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖6.13 反力控制式轉(zhuǎn)向控制閥的結(jié)構(gòu)1扭桿；2回轉(zhuǎn)閥；3油壓反力室；4柱塞；5控制閥軸(a) (b)圖6.14 電磁閥的結(jié)構(gòu)及其特性曲線 圖6.15 兩種動(dòng)力轉(zhuǎn)向特性的比較 這樣，根據(jù)車速的高、低就可以調(diào)整油壓這樣，根據(jù)車速的高、低就可以調(diào)整油壓室反力，從而得到最佳的轉(zhuǎn)向操縱力。室反力，從而得到最佳的轉(zhuǎn)向操縱力。 圖圖6.156.15所示為流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與所示為流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向特性的對(duì)比。反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向特性的對(duì)比。 從圖中可以看出，反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向

15、系從圖中可以看出，反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向還是比較理想的。統(tǒng)的轉(zhuǎn)向還是比較理想的。 停車擺放及車輛低速時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力比較停車擺放及車輛低速時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力比較小，而中、高速時(shí)又具有轉(zhuǎn)向力手感適宜的特小，而中、高速時(shí)又具有轉(zhuǎn)向力手感適宜的特性。性。 反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)車速大小，反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)車速大小，控制反力室油壓，從而改變輸入、輸出增益幅控制反力室油壓，從而改變輸入、輸出增益幅度以控制轉(zhuǎn)向力。度以控制轉(zhuǎn)向力。 其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在，具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在，具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，轉(zhuǎn)向剛度大，駕駛員能感受到路面情自由度，轉(zhuǎn)向剛度大，駕駛員能感受到路面情況，可以獲得

16、穩(wěn)定的操作手感等。況，可以獲得穩(wěn)定的操作手感等。 其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價(jià)格較高。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價(jià)格較高。 閥靈敏度控制式閥靈敏度控制式EPSEPS是根據(jù)車速控制電是根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益( (閥靈敏度閥靈敏度) )來控制油壓的。來控制油壓的。 這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、部件少、價(jià)這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、部件少、價(jià)格便宜，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度。格便宜，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度。閥靈敏度控制式閥靈敏度控制式EPS EPS 這樣，根據(jù)車速的高、低就可以調(diào)整油壓室反力，從而得到最佳的轉(zhuǎn)向操縱力。 圖6.15所示為流

17、量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向特性的對(duì)比。 從圖中可以看出，反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向還是比較理想的。 停車擺放及車輛低速時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力停車擺放及車輛低速時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力比較小，而中、高速時(shí)又具有轉(zhuǎn)向力手感適宜比較小，而中、高速時(shí)又具有轉(zhuǎn)向力手感適宜的特性。的特性。 反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)車速大小，反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)車速大小，控制反力室油壓，從而改變輸入、輸出增益幅控制反力室油壓，從而改變輸入、輸出增益幅 與反力控制式轉(zhuǎn)向相比，轉(zhuǎn)向剛性差，與反力控制式轉(zhuǎn)向相比，轉(zhuǎn)向剛性差，但可以最大限度提高原來的彈性剛度來加以克但可以最大限度提高原來的彈性剛度來加以克服，從而獲得

18、自然的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特服，從而獲得自然的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。性。 圖圖6.166.16所示為所示為8989型地平線牌轎車所采型地平線牌轎車所采用的閥靈敏度可變控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。用的閥靈敏度可變控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 該系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)向控制閥的轉(zhuǎn)子閥做了局該系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)向控制閥的轉(zhuǎn)子閥做了局部改進(jìn)，并增加了電磁閥、車速傳感器和電子部改進(jìn)，并增加了電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等?？刂茊卧?。 (1) (1) 轉(zhuǎn)子閥一般在圓周上形成轉(zhuǎn)子閥一般在圓周上形成6 6條或條或8 8條溝糟，條溝糟，各溝槽利用閥部外體，與泵、動(dòng)力缸、電磁閥各溝槽利用閥部外體，與泵、動(dòng)力缸、電磁閥及油箱連接。及油箱連接。(

19、a)系統(tǒng)示意圖 (b)轉(zhuǎn)子閥圖6.16 地平線牌轎車采用的閥靈敏度可變控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 圖圖6.176.17所示為實(shí)際的轉(zhuǎn)子閥結(jié)構(gòu)斷面圖。所示為實(shí)際的轉(zhuǎn)子閥結(jié)構(gòu)斷面圖。 圖圖6.186.18所示為閥部的等液壓回路圖，轉(zhuǎn)所示為閥部的等液壓回路圖，轉(zhuǎn)子閥的可變小孔分為低速專用小孔子閥的可變小孔分為低速專用小孔(1R(1R、1L1L、2R2R、2L)2L)和高速專用小孔和高速專用小孔(3R(3R、3L)3L)兩種，在高兩種，在高速專用可變孔的下邊設(shè)有旁通電磁閥回路，其速專用可變孔的下邊設(shè)有旁通電磁閥回路，其工作過程如下：工作過程如下： 當(dāng)車輛停止時(shí)，電磁閥完全關(guān)閉。當(dāng)車輛停止時(shí)，電磁閥完全關(guān)閉。

20、如果此時(shí)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，則高靈敏度低如果此時(shí)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，則高靈敏度低速專用小孔速專用小孔1R1R及及2R2R在較小的轉(zhuǎn)向扭矩作用下即在較小的轉(zhuǎn)向扭矩作用下即可關(guān)閉，轉(zhuǎn)向液壓泵的高壓油液經(jīng)可關(guān)閉，轉(zhuǎn)向液壓泵的高壓油液經(jīng)1L1L流向轉(zhuǎn)向流向轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸右腔室，其左腔室的油液經(jīng)動(dòng)力缸右腔室，其左腔室的油液經(jīng)3L3L、2L2L流回流回儲(chǔ)油箱。儲(chǔ)油箱。 圖6.17 轉(zhuǎn)子閥及電磁閥結(jié)構(gòu)斷面圖1動(dòng)力缸；2電磁閥；3油箱；4泵圖6.18 閥部的等效液壓回路圖 所以，此時(shí)具有輕便的轉(zhuǎn)向特性。所以，此時(shí)具有輕便的轉(zhuǎn)向特性。 而且施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩越大，而且施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩越大，可變小孔可變小孔1L

21、1L、2L2L的開口面積越大，節(jié)流作用就的開口面積越大，節(jié)流作用就越小，轉(zhuǎn)向助力作用越明顯。越小，轉(zhuǎn)向助力作用越明顯。 隨著車輛行駛速度的提高，在電子控隨著車輛行駛速度的提高，在電子控制單元的作用下，電磁閥的開度也線性增加。制單元的作用下，電磁閥的開度也線性增加。 如果向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，則轉(zhuǎn)向液壓泵如果向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，則轉(zhuǎn)向液壓泵的高壓油液經(jīng)的高壓油液經(jīng)1L1L、3R3R旁通電磁閥流回儲(chǔ)油箱。旁通電磁閥流回儲(chǔ)油箱。 此時(shí)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸右腔室的轉(zhuǎn)向助力此時(shí)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸右腔室的轉(zhuǎn)向助力油壓就取決于旁通電磁閥和靈敏度低的高速專油壓就取決于旁通電磁閥和靈敏度低的高速專用可變孔用可變孔3R3R的開度。的開度

22、。 車速越高，在電子控制單元的控制下，車速越高，在電子控制單元的控制下，電磁閥的開度越大，旁路流量越大，轉(zhuǎn)向助力電磁閥的開度越大，旁路流量越大，轉(zhuǎn)向助力作用越?。蛔饔迷叫。?當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大時(shí)，3R3R的開度逐漸減小，的開度逐漸減小，轉(zhuǎn)向助力作用也隨之增大。轉(zhuǎn)向助力作用也隨之增大。 由此可見，閥靈敏度控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向由此可見，閥靈敏度控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可使駕駛員獲得非常自然的轉(zhuǎn)向手感和良系統(tǒng)可使駕駛員獲得非常自然的轉(zhuǎn)向手感和良好的速度轉(zhuǎn)向特性。好的速度轉(zhuǎn)向特性。 所以具有多工況的轉(zhuǎn)向特性如所以具有多工況的轉(zhuǎn)向特性如圖圖6.18(c)6.18(c)所示。所示。 在車速不變的情況下，施加

23、在轉(zhuǎn)向盤在車速不變的情況下，施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力越小，高速專用小孔上的轉(zhuǎn)向力越小，高速專用小孔3R3R的開度越大，的開度越大，轉(zhuǎn)向助力作用也越??；轉(zhuǎn)向助力作用也越?。?圖6.18 閥部的等效液壓回路圖 從低速到高速的過渡區(qū)間，由于電磁從低速到高速的過渡區(qū)間，由于電磁閥的作用，按照車速控制可變小孔的油量，因閥的作用，按照車速控制可變小孔的油量，因而可以按順序改變特性。而可以按順序改變特性。 (2) (2) 電磁閥如電磁閥如圖圖6.176.17所示的電磁閥結(jié)構(gòu)圖，該所示的電磁閥結(jié)構(gòu)圖，該閥設(shè)有按控制上下流量的旁通油道，是可變的閥設(shè)有按控制上下流量的旁通油道，是可變的節(jié)流閥。節(jié)流閥。 在低速時(shí)向電

24、磁線圈通以最大的電流，在低速時(shí)向電磁線圈通以最大的電流，使可變孔關(guān)閉，隨著車速升高，依次減小通電使可變孔關(guān)閉，隨著車速升高，依次減小通電電流，可變孔開啟；電流，可變孔開啟； 在高速時(shí)，開啟面積達(dá)到最大值。在高速時(shí)，開啟面積達(dá)到最大值。 該閥在左右轉(zhuǎn)向時(shí)，油液流動(dòng)的方向該閥在左右轉(zhuǎn)向時(shí)，油液流動(dòng)的方向可以逆轉(zhuǎn)，所以在上下流動(dòng)方向中，可變小孔可以逆轉(zhuǎn)，所以在上下流動(dòng)方向中，可變小孔必須具有相同的特性。必須具有相同的特性。 為了確保高壓時(shí)流體有效作用于閥，為了確保高壓時(shí)流體有效作用于閥，必須提供穩(wěn)定的油壓控制。必須提供穩(wěn)定的油壓控制。(3) (3) 電子控制單元接收來自車速傳感器的信號(hào)，電子控制單元

25、接收來自車速傳感器的信號(hào)，控制向電磁閥和電磁線圈輸出電流?？刂葡螂姶砰y和電磁線圈輸出電流。 如如圖圖6.196.19所示為控制系統(tǒng)的回路圖。所示為控制系統(tǒng)的回路圖。 圖6.17 轉(zhuǎn)子閥及電磁閥結(jié)構(gòu)斷面圖1動(dòng)力缸；2電磁閥；3油箱；4泵 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于工作壓力和工作液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于工作壓力和工作靈敏度較高，外廓尺寸較小，因而獲得了廣泛靈敏度較高，外廓尺寸較小，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。 在采用氣壓制動(dòng)或空氣懸架的大型車輛上，在采用氣壓制動(dòng)或空氣懸架的大型車輛上，也有采用氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的。也有采用氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的。 但這類動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的共同缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)但這類動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的共同缺點(diǎn)是結(jié)

26、構(gòu)復(fù)雜、消耗功率大、容易產(chǎn)生泄漏、轉(zhuǎn)向力不易雜、消耗功率大、容易產(chǎn)生泄漏、轉(zhuǎn)向力不易有效控制等。近年來隨著微機(jī)在汽車上的廣泛有效控制等。近年來隨著微機(jī)在汽車上的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，應(yīng)用，出現(xiàn)了電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，簡稱簡稱電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS。 電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS通常由通常由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電子控制單元器、電子控制單元(ECU)(ECU)、電動(dòng)機(jī)和電磁離合、電動(dòng)機(jī)和電磁離合器器等組成，如圖所示。等組成，如圖所示。電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS的組成、原理與特點(diǎn)的組成、原理與特點(diǎn)電動(dòng)式EPS的組成1轉(zhuǎn)向盤；2輸入軸；3ECU；4電動(dòng)機(jī)

27、；5電磁離合器；6轉(zhuǎn)向齒條；7橫拉桿；8轉(zhuǎn)向輪；9輸出軸；10扭力桿；11扭矩傳感器；12轉(zhuǎn)向齒輪 控制系統(tǒng)電路圖 表6-1 EPS系統(tǒng)的主要參數(shù)(Minica) (2)(2)在奧拓在奧拓(Alto)(Alto)牌車上，轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)牌車上，轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)合為一個(gè)整體，裝在轉(zhuǎn)向柱上，電機(jī)和減速機(jī)合為一個(gè)整體，裝在轉(zhuǎn)向柱上，電磁離合器裝在電動(dòng)機(jī)的輸出端旁，控制件裝在磁離合器裝在電動(dòng)機(jī)的輸出端旁，控制件裝在司機(jī)座位下。司機(jī)座位下。(3)Minica(3)Minica車上，轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速車上，轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)與離合器仍是合為一個(gè)整體，用以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)與離合器仍是合為一

28、個(gè)整體，用以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸，控制件裝在司機(jī)助手側(cè)的機(jī)罩下。軸，控制件裝在司機(jī)助手側(cè)的機(jī)罩下。MiraMira車上，轉(zhuǎn)矩傳感器與傳動(dòng)齒輪是分開的。車上，轉(zhuǎn)矩傳感器與傳動(dòng)齒輪是分開的。電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)合為一體，安裝在與傳動(dòng)齒輪電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)合為一體，安裝在與傳動(dòng)齒輪相對(duì)的齒條箱上，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力直接傳給齒相對(duì)的齒條箱上，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力直接傳給齒條軸，控制件安裝在司機(jī)助手側(cè)的儀表盤。條軸，控制件安裝在司機(jī)助手側(cè)的儀表盤。Mira車上EPS的布置 1制動(dòng)開關(guān)；2轉(zhuǎn)矩傳感器(主、輔助)；3發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；4車速傳感器；5減速機(jī)；6電動(dòng)機(jī)；7蓄電池；8計(jì)算機(jī) 電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS是利用電動(dòng)機(jī)作為助力源，是利

29、用電動(dòng)機(jī)作為助力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由ECUECU完成助力控制，完成助力控制，其原理可概括如下：其原理可概括如下： 當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)不斷地測出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入到同時(shí)輸入到ECUECU。 ECUECU根據(jù)這些輸入信號(hào)，確定助力轉(zhuǎn)根據(jù)這些輸入信號(hào)，確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向輔助動(dòng)力的大小。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通轉(zhuǎn)向輔助動(dòng)力的大小。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電

30、磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，得過減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，得到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS有許多液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所有許多液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)：不具備的優(yōu)點(diǎn)：(1) (1) 將電動(dòng)機(jī)、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等將電動(dòng)機(jī)、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等部件裝配成一個(gè)整體，這既無管道也無控制閥，部件裝配成一個(gè)整體，這既無管道也無控制閥，使其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量減輕，一般電動(dòng)式使其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量減輕，一般電動(dòng)式EPSEPS的質(zhì)的質(zhì)量比液壓式量比液壓式EPSEPS質(zhì)量輕質(zhì)量輕25%25%左右

31、。左右。(2) (2) 沒有液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必須的常運(yùn)轉(zhuǎn)沒有液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必須的常運(yùn)轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向液壓泵，電動(dòng)機(jī)只是在需要轉(zhuǎn)向時(shí)，才式轉(zhuǎn)向液壓泵，電動(dòng)機(jī)只是在需要轉(zhuǎn)向時(shí)，才接通電源，所以動(dòng)力消耗和燃油消耗均可降到接通電源，所以動(dòng)力消耗和燃油消耗均可降到最低。最低。(3) (3) 省去了油壓系統(tǒng)，所以不需要給轉(zhuǎn)向液壓省去了油壓系統(tǒng)，所以不需要給轉(zhuǎn)向液壓泵補(bǔ)充油，也不必?fù)?dān)心漏油。泵補(bǔ)充油，也不必?fù)?dān)心漏油。(4) (4) 可以比較容易地按照汽車性能的需要設(shè)置、可以比較容易地按照汽車性能的需要設(shè)置、修改轉(zhuǎn)向助力特性。修改轉(zhuǎn)向助力特性。轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器 轉(zhuǎn)矩傳感器的作用是測量轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)矩傳感器的

32、作用是測量轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)轉(zhuǎn)矩，以作為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)轉(zhuǎn)矩，以作為電動(dòng)助力的依據(jù)之一。的依據(jù)之一。 在輸出軸的極靴上分別繞有在輸出軸的極靴上分別繞有A A、B B、C C、D D四四個(gè)線圈，轉(zhuǎn)向盤處于中間位置個(gè)線圈，轉(zhuǎn)向盤處于中間位置( (直駛直駛) )時(shí)，扭力時(shí)，扭力桿的縱向?qū)ΨQ面正好處于圖示輸出軸極靴桿的縱向?qū)ΨQ面正好處于圖示輸出軸極靴ACAC、BDBD的對(duì)稱面上。的對(duì)稱面上。 當(dāng)在當(dāng)在U U、T T兩端加上連續(xù)的輸入脈沖電壓信兩端加上連續(xù)的輸入脈沖電壓信號(hào)號(hào)U Ui i時(shí)由于通過每個(gè)極靴的磁通量相等，所以時(shí)由于通過每個(gè)極靴的磁通量相等，所以在在V V、W W兩端檢測到的輸

33、出電壓信號(hào)兩端檢測到的輸出電壓信號(hào)U Uo=0o=0。(a) (b) 無觸點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理圖 轉(zhuǎn)向時(shí)，由于扭力桿和輸出軸極靴之間發(fā)轉(zhuǎn)向時(shí)，由于扭力桿和輸出軸極靴之間發(fā)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形，極靴生相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形，極靴A A、D D之間的磁阻增加，之間的磁阻增加，B B、C C之間的磁阻減少，各個(gè)極靴的磁通量發(fā)生之間的磁阻減少，各個(gè)極靴的磁通量發(fā)生變化，于是在變化，于是在V V、W W之間就出現(xiàn)了電位差。之間就出現(xiàn)了電位差。 其電位差與扭力桿的扭轉(zhuǎn)角和輸入電壓其電位差與扭力桿的扭轉(zhuǎn)角和輸入電壓U Ui i成正比。成正比。 所以，所以，通過測量通過測量V V、W W兩端的電位差就可以兩端的電位

34、差就可以測量出扭力桿的扭轉(zhuǎn)角，測量出扭力桿的扭轉(zhuǎn)角，于是也就知道了轉(zhuǎn)向于是也就知道了轉(zhuǎn)向盤施加的轉(zhuǎn)矩。盤施加的轉(zhuǎn)矩?；瑒?dòng)可變電阻式轉(zhuǎn)矩傳感器滑動(dòng)可變電阻式轉(zhuǎn)矩傳感器1小齒輪；2滑環(huán)；3軸；4扭矩；5輸出端；6外殼；7電位計(jì) 它是將負(fù)載它是將負(fù)載力矩引起的扭力力矩引起的扭力桿角位移轉(zhuǎn)換為桿角位移轉(zhuǎn)換為電位器電阻的變電位器電阻的變化，并經(jīng)滑環(huán)傳化，并經(jīng)滑環(huán)傳遞出來作為轉(zhuǎn)矩遞出來作為轉(zhuǎn)矩信號(hào)。信號(hào)。 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS用電動(dòng)機(jī)與啟動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)用電動(dòng)機(jī)與啟動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)原理上基本相同，但一般采用永久磁場。原理上基本相同，但一般采用永久磁場。 最大電流一般為最大電流一般為30A30

35、A，電壓為，電壓為DC 12VDC 12V，額，額定轉(zhuǎn)矩為定轉(zhuǎn)矩為10N10Nm m左右。左右。 轉(zhuǎn)向助力用直流電動(dòng)機(jī)需要正、反轉(zhuǎn)控制。轉(zhuǎn)向助力用直流電動(dòng)機(jī)需要正、反轉(zhuǎn)控制。 a a1 1、a a2 2為觸發(fā)信號(hào)端。為觸發(fā)信號(hào)端。 當(dāng)當(dāng)a a1 1端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體管端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體管VTVT3 3導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT2VT2得到基極電流而導(dǎo)通，電流經(jīng)得到基極電流而導(dǎo)通，電流經(jīng)VT2VT2、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)M M、VT3VT3、搭鐵而構(gòu)成回路，于是電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。、搭鐵而構(gòu)成回路，于是電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)當(dāng)a2a2端得到輸入信號(hào)時(shí)，電流則經(jīng)端得到輸入信號(hào)時(shí)，電流則經(jīng)VT1VT1、M M、VT4VT4

36、、搭鐵而構(gòu)成回路，電動(dòng)機(jī)因電流方向相、搭鐵而構(gòu)成回路，電動(dòng)機(jī)因電流方向相反而反轉(zhuǎn)。控制觸發(fā)信號(hào)端電流的大小，就可反而反轉(zhuǎn)?？刂朴|發(fā)信號(hào)端電流的大小，就可以控制通過電動(dòng)機(jī)電流的大小。以控制通過電動(dòng)機(jī)電流的大小。 直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 電磁離合器電磁離合器 當(dāng)電流通過滑環(huán)進(jìn)入電磁離合器線圈時(shí)，當(dāng)電流通過滑環(huán)進(jìn)入電磁離合器線圈時(shí)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過軸、主動(dòng)輪、壓板、花鍵、電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過軸、主動(dòng)輪、壓板、花鍵、從動(dòng)軸傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)式從動(dòng)軸傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)式EPSEPS一般都設(shè)一般都設(shè)定一個(gè)工作范圍。定一個(gè)工作范圍。 如當(dāng)車速達(dá)到如當(dāng)車速達(dá)到45km/h45km/h時(shí)，就不需要輔助動(dòng)時(shí)，就

37、不需要輔助動(dòng)力轉(zhuǎn)向，這時(shí)電動(dòng)機(jī)就停止工作。力轉(zhuǎn)向，這時(shí)電動(dòng)機(jī)就停止工作。 為了不使電動(dòng)機(jī)和電磁離合器的慣性影響為了不使電動(dòng)機(jī)和電磁離合器的慣性影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作，離合器應(yīng)及時(shí)分離，以切斷轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作，離合器應(yīng)及時(shí)分離，以切斷輔助動(dòng)力。輔助動(dòng)力。 另外，另外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器會(huì)自當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器會(huì)自動(dòng)分離，這時(shí)仍可利用手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向動(dòng)分離，這時(shí)仍可利用手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。 單片干式電磁離合器的工作原理圖1滑環(huán)；2線圈；3壓板；4花鍵；5從動(dòng)軸；6主動(dòng)輪；7滾動(dòng)軸承減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu) 減速機(jī)構(gòu)是電動(dòng)式減速機(jī)構(gòu)是電動(dòng)式EPSEPS不可缺少的部件。不可缺少的部件。 目前，實(shí)用的減速機(jī)構(gòu)有多

38、種組合方式，目前，實(shí)用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式，也有一般采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式，也有的采用兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式。的采用兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式。 為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)中的齒輪有的采用中的齒輪有的采用特殊齒形特殊齒形，有的采用，有的采用樹脂樹脂材料材料制成。制成。 電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS實(shí)例實(shí)例 如如圖圖6.266.26所示為奧拓所示為奧拓(Alto)(Alto)牌汽車牌汽車電動(dòng)式電動(dòng)式EPSEPS配件布置圖。配件布置圖。 該系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、該系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、EC

39、UECU、電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)組成。電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)組成。 轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器( (滑動(dòng)可變電阻型滑動(dòng)可變電阻型) )、電動(dòng)機(jī)和、電動(dòng)機(jī)和 減速機(jī)構(gòu)制成一個(gè)整體，如減速機(jī)構(gòu)制成一個(gè)整體，如圖圖6.276.27所示，所示，安裝在轉(zhuǎn)向柱上。安裝在轉(zhuǎn)向柱上。 電磁離合器安裝在電動(dòng)機(jī)的輸出端旁，電磁離合器安裝在電動(dòng)機(jī)的輸出端旁，ECUECU安裝在司機(jī)座位下面。安裝在司機(jī)座位下面。圖6.26 奧拓(Alto)牌汽車電動(dòng)式EPS布置圖1車速傳感器；2轉(zhuǎn)矩傳感器；3減速機(jī)構(gòu)；4電動(dòng)機(jī)和離合器；5發(fā)電機(jī)；6轉(zhuǎn)向齒輪；7發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；8蓄電池；9ECU 圖圖6.286.28所示為奧拓所示為奧拓(Alto)(A

40、lto)牌汽車用轉(zhuǎn)矩牌汽車用轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)。傳感器的結(jié)構(gòu)。 當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時(shí)，施加在轉(zhuǎn)向盤上當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時(shí)，施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力經(jīng)輸入軸、扭桿傳遞給輸出軸，扭桿的轉(zhuǎn)向力經(jīng)輸入軸、扭桿傳遞給輸出軸，扭桿的扭曲變形使輸入軸與輸出軸之間發(fā)生相對(duì)扭的扭曲變形使輸入軸與輸出軸之間發(fā)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。 與此同時(shí)滑塊沿軸向移動(dòng)，控制臂將與此同時(shí)滑塊沿軸向移動(dòng)，控制臂將滑塊的軸向移動(dòng)變換成電位器的旋轉(zhuǎn)角度，即滑塊的軸向移動(dòng)變換成電位器的旋轉(zhuǎn)角度，即將轉(zhuǎn)矩值變換成電壓量，并輸入到電子控制單將轉(zhuǎn)矩值變換成電壓量，并輸入到電子控制單元。元。圖6.27 奧拓(Alto)牌汽車電動(dòng)式EPS內(nèi)部結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)矩傳感器；2控

41、制臂；3傳感器軸；4扭桿；5滑塊；6球槽；7連接環(huán)；8鋼球；9蝸輪；10蝸桿；11離合器；12電動(dòng)機(jī) (a)傳感器結(jié)構(gòu) (b)轉(zhuǎn)向盤右轉(zhuǎn)時(shí) (c)轉(zhuǎn)向盤在中間位置時(shí) (d)轉(zhuǎn)向盤左轉(zhuǎn)時(shí)圖6.28 奧拓(Alto)牌汽車用轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)1、10控制臂；2電位器；3滑塊；4環(huán)座；5、12鋼球；6輸出軸；7扭桿；8輸入軸；9扭矩傳感器；11鋼球槽；13心軸旋轉(zhuǎn)方向；14控制臂旋轉(zhuǎn)方向；15滑塊滑動(dòng)方向 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時(shí)，傳感器的當(dāng)轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時(shí)，傳感器的輸出電壓為輸出電壓為2.5V2.5V； 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器的輸出當(dāng)轉(zhuǎn)向盤向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器的輸出電壓大于電壓大于2.5V2.5

42、V； 轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出特性曲線如轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出特性曲線如圖圖6.296.29所所示。示。 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤向左旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器的輸出當(dāng)轉(zhuǎn)向盤向左旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器的輸出電壓小于電壓小于2.5V2.5V。 因此，因此，ECUECU根據(jù)傳感器輸出電壓的高低，根據(jù)傳感器輸出電壓的高低，就可以判定轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度。就可以判定轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 圖圖所示為奧拓所示為奧拓(Alto)(Alto)牌汽車電動(dòng)式牌汽車電動(dòng)式EPSEPS控制框圖，其控制內(nèi)容如下所述：控制框圖，其控制內(nèi)容如下所述： 轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出特性曲線 奧拓(Alto)汽車電動(dòng)式EPS控制框圖1. 1. 電動(dòng)機(jī)電流控制電動(dòng)機(jī)電流控制

43、ECU ECU根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩和車速信號(hào)確定并控制根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩和車速信號(hào)確定并控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的方向和大小，使其在每一電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的方向和大小，使其在每一種車速下都可以得到最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩。種車速下都可以得到最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩。2. 2. 速度控制速度控制 當(dāng)車速高于當(dāng)車速高于43km/h43km/h到到52km/h52km/h時(shí)，停止對(duì)電時(shí)，停止對(duì)電動(dòng)機(jī)供電的同時(shí)，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)的電磁離合器分動(dòng)機(jī)供電的同時(shí)，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)的電磁離合器分離，按普通轉(zhuǎn)向控制方式工作，以確保行車安離，按普通轉(zhuǎn)向控制方式工作，以確保行車安全。全。3. 3. 臨界控制臨界控制 這是為了保護(hù)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)及控制組件這

44、是為了保護(hù)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)及控制組件而設(shè)的控制項(xiàng)目。而設(shè)的控制項(xiàng)目。 在轉(zhuǎn)向器偏轉(zhuǎn)至最大在轉(zhuǎn)向器偏轉(zhuǎn)至最大( (即臨界狀態(tài)即臨界狀態(tài)) )時(shí)，由時(shí)，由于此時(shí)電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以流入電動(dòng)機(jī)的電于此時(shí)電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以流入電動(dòng)機(jī)的電流達(dá)最大值。流達(dá)最大值。 為了避免持續(xù)的大電流使電動(dòng)機(jī)及控制組為了避免持續(xù)的大電流使電動(dòng)機(jī)及控制組件發(fā)熱損壞，每當(dāng)較大電流連續(xù)通過件發(fā)熱損壞，每當(dāng)較大電流連續(xù)通過30s30s后，后，系統(tǒng)就會(huì)控制電流使之逐漸減小。系統(tǒng)就會(huì)控制電流使之逐漸減小。 當(dāng)臨界控制狀態(tài)解除后，控制系統(tǒng)就會(huì)再當(dāng)臨界控制狀態(tài)解除后，控制系統(tǒng)就會(huì)再逐漸增大電流，一直達(dá)到正常的工作電流值為逐漸增大電流，一

45、直達(dá)到正常的工作電流值為止。止。4. 4. 自診斷和安全控制自診斷和安全控制 該系統(tǒng)的電子控制單元具有故障自診斷功該系統(tǒng)的電子控制單元具有故障自診斷功能，當(dāng)電子控制單元檢測到系統(tǒng)存在故障時(shí)即能，當(dāng)電子控制單元檢測到系統(tǒng)存在故障時(shí)即會(huì)顯示出相應(yīng)的故障碼，以便采取相應(yīng)的措施。會(huì)顯示出相應(yīng)的故障碼，以便采取相應(yīng)的措施。 當(dāng)檢測出系統(tǒng)的基本部件如轉(zhuǎn)矩傳感器、當(dāng)檢測出系統(tǒng)的基本部件如轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)機(jī)、車速傳感器等出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)處電動(dòng)機(jī)、車速傳感器等出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)處于嚴(yán)重故障的情況下，系統(tǒng)就會(huì)使電磁離合器于嚴(yán)重故障的情況下，系統(tǒng)就會(huì)使電磁離合器斷開，停止轉(zhuǎn)向助力控制，確保系統(tǒng)安全、可斷開，停止轉(zhuǎn)

46、向助力控制，確保系統(tǒng)安全、可靠。靠。 6.3 6.3 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷和檢修電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷和檢修 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般都具有故障自電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般都具有故障自診斷功能，以監(jiān)測、診斷系統(tǒng)的工作情況。診斷功能，以監(jiān)測、診斷系統(tǒng)的工作情況。 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電子控制單元將其故當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電子控制單元將其故障信息以代碼形式顯示出來，以使維修人員快障信息以代碼形式顯示出來，以使維修人員快速、準(zhǔn)確地判斷出故障類型及故障部位。速、準(zhǔn)確地判斷出故障類型及故障部位。 下面以米拉下面以米拉(Mira)(Mira)轎車電動(dòng)式轎車電動(dòng)式EPSEPS系系統(tǒng)為例介紹電子控制動(dòng)

47、力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障統(tǒng)為例介紹電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障自診斷測試方法。自診斷測試方法。1. 1. 警告燈的檢查警告燈的檢查 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于ONON位時(shí)，警告燈應(yīng)點(diǎn)位時(shí)，警告燈應(yīng)點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后警告燈熄滅為正常。亮，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后警告燈熄滅為正常。 警告燈不亮?xí)r，檢查燈泡是否損壞，熔絲警告燈不亮?xí)r，檢查燈泡是否損壞，熔絲和導(dǎo)線是否斷路。和導(dǎo)線是否斷路。 若發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，警告燈仍亮?xí)r，首先應(yīng)若發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，警告燈仍亮?xí)r，首先應(yīng)考慮該系統(tǒng)是否處于保險(xiǎn)狀態(tài)考慮該系統(tǒng)是否處于保險(xiǎn)狀態(tài)( (只有常規(guī)轉(zhuǎn)向只有常規(guī)轉(zhuǎn)向工作，無電動(dòng)助力工作，無電動(dòng)助力) )，并通過其自診斷系統(tǒng)進(jìn)，并通過其自診斷系統(tǒng)進(jìn)行必要的檢查。行必要的檢查。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后警告燈熄滅為正常。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后警告燈熄滅為