電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述(ppt 48頁).ppt

1、第三章電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述,1,液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),2,電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),3,電子式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),4,電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的診斷與檢修,5,3.1電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述,1.電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用,電子控制動力轉(zhuǎn)向（ElectronicControlPowerSteering，簡稱EPS或ECPS）系統(tǒng)是根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向情況等對轉(zhuǎn)向助力實施控制，使動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同的行駛條件下都有最佳的放大倍率。,電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),2.電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成,2.電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類,3.2液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),根據(jù)其控制方式的不同，可分為流

2、量控制式、反作用力控制式和閥靈敏度控制式三種形式。,3.2.1流量控制式EPS系統(tǒng),電磁閥安裝在通向轉(zhuǎn)向動力缸活塞兩側(cè)油室的油道之間，當(dāng)電磁閥的閥芯完全開啟時，兩油道就被電磁閥旁路。EPSECU根據(jù)車速傳感器的信號，控制電磁閥閥芯的開啟程度，從而通過控制轉(zhuǎn)向動力缸活塞兩側(cè)油室的旁路液壓油流量來改變轉(zhuǎn)向助力。當(dāng)車速很低時，EPSECU輸出的脈沖控制信號占空比很小，通過電磁閥線圈的平均電流很小，電磁閥閥芯開啟程度也很小，旁路液壓油流量小，液壓助力作用大，使轉(zhuǎn)向盤操縱輕便。當(dāng)車速提高時，EPSECU輸出的脈沖控制信號占空比增大，使電磁閥線圈的平均電流增大，電磁閥閥芯的開啟程度增大，旁路液壓油流量增大

3、，從而使液壓助力作用減小，以提高操縱穩(wěn)定性。,3.2.2反作用力控制式EPS系統(tǒng),轉(zhuǎn)向控制閥是在傳統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)閥式動力轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)上增設(shè)了油壓反作用力室而構(gòu)成。扭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。,小齒輪軸的上端部通過銷子與控制閥閥體相連。轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力通過扭力桿傳遞給小齒輪軸。當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大，扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時，控制閥閥體和轉(zhuǎn)閥閥桿之間將發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，于是就改變了閥體和閥桿之間油道的通、斷關(guān)系和工作油液的流動方向，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用。分流閥的作用是將來自轉(zhuǎn)向液壓泵的油液向控制閥一側(cè)和電磁閥一側(cè)分流，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，

4、確保電磁閥一側(cè)具有穩(wěn)定的油液流量。固定小孔的作用是把供給轉(zhuǎn)向控制閥的一部分流量分配到油壓反作用力室一側(cè)。電磁閥根據(jù)需要開啟適當(dāng)?shù)拈_度，使油壓反作用力室一側(cè)的油液流回儲油箱。,反作用力控制式EPS系統(tǒng)具有三種控制形態(tài),3.2.3閥靈敏度控制式EPS系統(tǒng),典型閥靈敏度控制式EPS系統(tǒng),轉(zhuǎn)子閥的可變小孔分為低速專用小孔（1R，1L，2R，2L）和高速專用小孔（3R，3L）兩種，在高速專用小孔的下邊設(shè)有旁通電磁閥回路。,發(fā)動機,前輪,轉(zhuǎn)向油泵,轉(zhuǎn)向動力缸,儲油箱,電磁閥,EPSECU,車速傳感器,車燈開關(guān),擋位開關(guān),蓄電池,外體,內(nèi)體,閥部等效液壓回路分析,車輛停止時，電磁閥完全關(guān)閉隨著車輛行駛速度的

5、提高，EPSECU輸出的控制信號使電磁閥的開度線性增加,3.3電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),1.電動式EPS系統(tǒng)的組成,電動式EPS系統(tǒng)是在機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了電動式助力機構(gòu)、轉(zhuǎn)向助力控制系統(tǒng)后形成的。它是由轉(zhuǎn)矩傳感器、直流電動機、電磁離合器、減速機構(gòu)和車速傳感器、EPSECU組成的。,轉(zhuǎn)矩傳感器,轉(zhuǎn)矩傳感器用于測定轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的轉(zhuǎn)向力矩。,在輸出軸的極靴上分別繞有A，B，C，D四個線圈，連接成一個橋式回路。,轉(zhuǎn)矩傳感器,應(yīng)用于EPS系統(tǒng)的另一種轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器，它將負載力矩所引起的扭力桿扭轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)換為電位計電阻的變化，并通過滑環(huán)將信號輸出。,直流電動機,電動機的輸出轉(zhuǎn)矩控制是通

6、過控制其輸入電流來實現(xiàn)的，而電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則是由EPSECU輸出的正、反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖控制的。,電磁離合器,安裝在電動機輸出軸上的主動輪內(nèi)裝有電磁線圈，通過滑環(huán)引入電流。當(dāng)離合器通電時，電磁線圈產(chǎn)生的電磁力使壓板與主動輪端面壓緊。于是，電動機的動力經(jīng)主動輪、壓板、花鍵、從動軸傳遞給減速機構(gòu)。,減速機構(gòu),電動式EPS系統(tǒng)減速機構(gòu)的組合方式：蝸輪-蝸桿傳動與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動兩級行星齒輪傳動與傳動齒輪驅(qū)動為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機構(gòu)中的齒輪有的采用特殊齒形，有的采用樹脂材料制成。,2.電動式EPS系統(tǒng)的工作原理,3.4電子式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS）,在汽車低速行駛時，依靠逆向轉(zhuǎn)向（前、后車輪的轉(zhuǎn)角方向

7、相反），獲得較小的轉(zhuǎn)向半徑，改善汽車的操縱便捷性；在汽車中、高速行駛時，依靠同向轉(zhuǎn)向（前、后車輪的轉(zhuǎn)角方向相同），減小汽車的橫擺運動，使汽車可以利用高速變換行進路線，提高轉(zhuǎn)向時的操縱穩(wěn)定性。,3.4.1轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng),1.系統(tǒng)的組成,車速傳感器前轉(zhuǎn)向橫拉桿輸出小齒輪轉(zhuǎn)向盤連接軸轉(zhuǎn)角比傳感器扇形齒輪,輸入小齒輪從動桿后轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向樞軸輔助電動機4WS轉(zhuǎn)換器主電動機,偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸構(gòu)造,從動桿回轉(zhuǎn)中心,偏置軸運動軌跡,偏置軸,連接座,扇形齒輪,轉(zhuǎn)向樞軸,從動桿,轉(zhuǎn)向樞軸左右回轉(zhuǎn)中心,外套,內(nèi)套,偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的工作原理,轉(zhuǎn)向樞軸,從動桿,扇形齒輪,偏置軸,轉(zhuǎn)向樞軸,從動桿,4WS

8、轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu),偏置軸,輔助電動機,4WS轉(zhuǎn)換器,主電動機,4WS轉(zhuǎn)換器輸出軸,從動桿,蝸輪-蝸桿機構(gòu),轉(zhuǎn)角比傳感器,轉(zhuǎn)角比傳感器結(jié)構(gòu)原理圖,利用滑動電阻器把反映后轉(zhuǎn)向齒輪箱中的從動桿回轉(zhuǎn)角度變化的模擬信號電壓輸入ECU，作為ECU進行轉(zhuǎn)向角比例控制的基本信號。,2.轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng)控制原理,轉(zhuǎn)角比控制,ECU根據(jù)車速傳感器和轉(zhuǎn)角比傳感器的輸入信號，計算出車速與轉(zhuǎn)向角的實際數(shù)值，然后把它們的實際數(shù)值與標準數(shù)據(jù)作比較，向主電動機發(fā)出控制指令，控制主電動機驅(qū)動從動桿轉(zhuǎn)動。在此過程中，駕駛員可使用4WS模式切換開關(guān)，選擇“NORMAL”或“SPORT”模式。,2WS選擇控制,當(dāng)2WS選擇開關(guān)

9、被設(shè)定在ON（導(dǎo)通）位置，且變速器被掛入倒擋位置時，ECU就設(shè)定后輪轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向量為零。這項控制是為那些習(xí)慣于使用2WS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)倒車的駕駛員設(shè)置的。,安全保障控制,若主電動機異常，則ECU僅利用“NORMAL”模式的同向轉(zhuǎn)向部分驅(qū)動輔助電動機，進行與車速相對應(yīng)的轉(zhuǎn)角比控制。若車速傳感器異常，則ECU會以SP1與SP2輸入的較高車速值為依據(jù)，控制主電動機僅進行同向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角比控制。若轉(zhuǎn)角比傳感器異常，則ECU驅(qū)動輔助電動機同向運動到最大值后，中止控制。若此時輔助電動機異常，則用主電動機完成以上工作。若ECU異常，則ECU會驅(qū)動輔助電動機同向運動到最大值后，中止控制。此時要避免出現(xiàn)反向轉(zhuǎn)向。,3.

10、4.2橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng),可以使汽車的車身方向從轉(zhuǎn)向初期開始就與其行進方向保持高度一致（只有極小偏差）；可以通過檢測車身橫擺角速度感知車身的自轉(zhuǎn)運動，因此，即使有轉(zhuǎn)向以外的力（如橫向風(fēng)等）引起車身自轉(zhuǎn)，也能馬上感知到，并可迅速通過對后輪的轉(zhuǎn)向控制來抑制自轉(zhuǎn)運動。,1.系統(tǒng)組成,（1）前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu),轉(zhuǎn)向盤,齒輪-齒條副,轉(zhuǎn)向齒輪液壓油缸,齒條端部,控制齒條,前帶輪,轉(zhuǎn)角傳動拉索,彈簧,帶輪傳動組件,（2）后輪轉(zhuǎn)向機構(gòu),后帶輪,凸輪推桿,襯套,滑閥,主動齒輪,脈動電動機,從動齒輪,閥控制桿,液壓缸右室,功率活塞,功率活塞,液壓缸軸,液壓缸左室,彈簧,閥套筒,控制凸輪,2.控制原理,后輪

11、轉(zhuǎn)角控制,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角在左、右約200以上的反向區(qū)域內(nèi)，實際上表現(xiàn)的是汽車在低速時的大轉(zhuǎn)角與停車時的轉(zhuǎn)向切換操作。而在中、高速內(nèi)的轉(zhuǎn)向就變成了僅在電動轉(zhuǎn)向范圍內(nèi)的后輪轉(zhuǎn)向。ECU隨時讀取來自車速傳感器的信號，然后計算出與車輛狀態(tài)相適應(yīng)的后輪目標轉(zhuǎn)向角，再驅(qū)動脈動電動機，完成后輪轉(zhuǎn)向操作。,大轉(zhuǎn)角控制（機械式轉(zhuǎn)向）,前帶輪,滑閥,支點A,閥控制桿,液壓缸軸,功率活塞,閥套筒,控制凸輪,小轉(zhuǎn)角控制（同向轉(zhuǎn)向）,閥套筒,滑閥,支點A,從動齒輪,閥控制桿,滑閥,閥控制桿,使汽車滑移角為零的控制,使汽車滑移角為零的控制是抑制4WS汽車在轉(zhuǎn)向初期過渡階段出現(xiàn)的車身向轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)

12、動滯后的一種控制方法。這種控制方法可在轉(zhuǎn)向開始的瞬間，控制后輪反向轉(zhuǎn)動，使車身產(chǎn)生自轉(zhuǎn)運動，抑制公轉(zhuǎn)運動，防止車身向轉(zhuǎn)向外側(cè)轉(zhuǎn)動。此時，橫擺角速度傳感器會檢測出自轉(zhuǎn)運動的增大，并反饋給控制系統(tǒng)，控制后輪產(chǎn)生一個同向轉(zhuǎn)向，取得自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)運動的平衡。這樣就能保證從轉(zhuǎn)向初期到轉(zhuǎn)向結(jié)束汽車滑移角始終為零。,受到橫向風(fēng)作用時的控制,ABS作用的控制,3.5電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的診斷與檢修,3.5.1三菱電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修,3.5.1三菱電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修,3.5.1三菱電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修,三菱微型汽車轉(zhuǎn)向裝置時常失效而停駛。檢查時發(fā)現(xiàn)故障警示燈點亮，變?yōu)槌Ｒ?guī)轉(zhuǎn)向機構(gòu)（無電動助力），完全處于保險狀態(tài)。,3.5.2凌志電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修,1.電子控制系統(tǒng)故障檢修,2.電子控制部件的檢查,（1）電磁閥的檢查,打開點火開關(guān)，察看ECU-IG熔絲是否正常拔下ECU線束插座，將電壓表正表筆接插接器+B腳，負表筆搭鐵，電壓應(yīng)為1014V（蓄電池電壓）,第三章小結(jié),電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述,1,