模塊六電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1、模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)模塊六模塊六 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)課題一課題一 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作原理原理課題二課題二 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢查電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢查模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)課題一課題一 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與工作原理傳統(tǒng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所設(shè)定的固定放大倍率具有以下缺點(diǎn)：傳統(tǒng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所設(shè)定的固定放大倍率具有以下缺點(diǎn)：如果所設(shè)計(jì)的固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了減小汽如果所設(shè)計(jì)的固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向

2、系統(tǒng)是為了減小汽車在停車或低速行駛狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力，則當(dāng)汽車以車在停車或低速行駛狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力，則當(dāng)汽車以高速行駛時(shí)，這一固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會使轉(zhuǎn)動(dòng)高速行駛時(shí)，這一固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會使轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力顯得太小，不利于對高速行駛的汽車進(jìn)行方向轉(zhuǎn)向盤的力顯得太小，不利于對高速行駛的汽車進(jìn)行方向控制；反之，如果所設(shè)計(jì)的固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制；反之，如果所設(shè)計(jì)的固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了增加汽車在高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向力，則當(dāng)汽車停駛或是為了增加汽車在高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向力，則當(dāng)汽車停駛或低速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤就會顯得非常吃力。低速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤就會顯得非常吃力。 電

3、子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時(shí)可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時(shí)可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；當(dāng)汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí)，又能保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放當(dāng)汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí)，又能保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。定性。 模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)一、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成和工作原理一、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成和工作原理1動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的組成如圖如圖6-1所示，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向控所示，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向控制閥和機(jī)械轉(zhuǎn)向器

4、等組成制閥和機(jī)械轉(zhuǎn)向器等組成 圖6-1 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系1-油罐；2-溢流閥；3-油泵；4-量孔；5-單向閥；6-安全閥；7-滑閥；8-反作用柱塞；9-分配閥體；10-回位彈簧；11-轉(zhuǎn)向螺桿；12-轉(zhuǎn)向螺母；13-縱拉桿；14-轉(zhuǎn)向搖臂；15-動(dòng)力缸模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的工作原理動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的工作原理（1）汽車直線行駛時(shí)）汽車直線行駛時(shí)（2）汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)）汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)如圖如圖6-1（b）所示，當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，左旋轉(zhuǎn)向螺桿按順時(shí)）所示，當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，左旋轉(zhuǎn)向螺桿按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向螺桿針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向螺桿11和滑閥克服間隙和滑閥克服間隙h向右作軸向移

5、向右作軸向移動(dòng)。動(dòng)。 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，滑閥左移，動(dòng)力缸活塞向左移動(dòng)，最終向當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，滑閥左移，動(dòng)力缸活塞向左移動(dòng)，最終向左帶動(dòng)轉(zhuǎn)向車輪，如圖左帶動(dòng)轉(zhuǎn)向車輪，如圖6-1（c） 模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù) 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向動(dòng)力源不同可分為電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向動(dòng)力源不同可分為液壓式電液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electro Hydraulic Power Steering，簡稱為簡稱為EHPS)和和電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electrical Power Steering，簡稱，簡稱EPS)

6、。液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS是在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)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)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等形成的。器和電子控制單元等形成的。電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS是在傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系是在傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，電子控制單元統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)

7、減速增動(dòng)方向。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向器構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向器構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 3電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)二、電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成圖圖6-2所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由車速傳感器、電控單元、電磁閥、動(dòng)力轉(zhuǎn)向該系統(tǒng)主要由車速

8、傳感器、電控單元、電磁閥、動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥和動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵等組成?？刂崎y和動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵等組成。 圖6-2 豐田凌志轎車電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖6-3 電磁閥的結(jié)構(gòu)電磁閥（圖電磁閥（圖6-3所示）所示）是電子控制系統(tǒng)的是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件，由電控執(zhí)行元件，由電控單元控制其工作狀單元控制其工作狀態(tài)。態(tài)。 模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理圖圖6-4所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的所示為豐田凌志轎車電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

9、的原理電路。原理電路。圖6-4 豐田凌志轎車電子控制液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理電路模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)三、電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力轉(zhuǎn)向電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力轉(zhuǎn)向的動(dòng)力源，由電控單元根據(jù)扭矩傳感器和車速傳感器輸出的動(dòng)力源，由電控單元根據(jù)扭矩傳感器和車速傳感器輸出的信號進(jìn)行動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制。的信號進(jìn)行動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制。（一）電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成（一）電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成主要由車速傳感器、扭矩傳感器、電控單元、電磁離合器和主要由車速傳感器、扭矩傳感器

10、、電控單元、電磁離合器和電動(dòng)機(jī)等組成，如圖電動(dòng)機(jī)等組成，如圖6-6所示。所示。圖6-6 電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1-車速傳感器（速度表）；2-轉(zhuǎn)向傳感器；3-減速機(jī)；4-電動(dòng)機(jī)與離合器；5-發(fā)電機(jī)；6-轉(zhuǎn)向齒輪；7-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；8-蓄電池；9-P/S控制組件模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)1扭矩傳感器扭矩傳感器扭矩傳感器的作用是檢測轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)扭矩傳感器的作用是檢測轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對扭矩向器之間的相對扭矩（1）電磁感應(yīng)式扭矩傳感器）電磁感應(yīng)式扭矩傳感器圖6-7 電磁感應(yīng)式扭矩傳感器及輸出信號模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽

11、車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)（2）滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器）滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器圖6-8 滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖6-9 全范圍控制型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器（1、10-控制臂；2-電位計(jì)；3、11-滑塊；4-環(huán)座；5、13-鋼球；6-輸出軸；7-扭桿；8-輸入軸；9-轉(zhuǎn)向傳感器；12-鋼球槽；14-心軸旋轉(zhuǎn)方向；15-控制臂旋轉(zhuǎn)方向；16-滑塊滑動(dòng)方向模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2電磁離合器和電動(dòng)機(jī)電磁離合器和電動(dòng)機(jī)圖6-10 電磁離合器的位置1-轉(zhuǎn)向傳感器；2-控制臂；3-傳感器軸

12、；4-扭桿；5-滑塊；6-球槽；7-連接環(huán)；8-鋼球；9-蝸輪；10-蝸桿；11-電磁離合器；12-電動(dòng)機(jī)模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖6-11 電磁離合器的工作原理圖6-12 電動(dòng)機(jī)控制電路3電控單元電控單元模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)（二）電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理（二）電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器檢測出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩，電控單元根據(jù)該轉(zhuǎn)矩信號與車速檢測出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩，電控單元根據(jù)該轉(zhuǎn)矩信號與車速傳感器輸出的車速信號

13、計(jì)算出轉(zhuǎn)向助力的大小和方向，并傳感器輸出的車速信號計(jì)算出轉(zhuǎn)向助力的大小和方向，并據(jù)此選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向。然后電控單元向執(zhí)行器據(jù)此選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向。然后電控單元向執(zhí)行器（電動(dòng)機(jī)和電磁離合器）輸出控制指令，控制電磁離合器（電動(dòng)機(jī)和電磁離合器）輸出控制指令，控制電磁離合器通電接合、電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速機(jī)通電接合、電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，施加在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)與汽車車速相匹構(gòu)減速增扭后，施加在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)與汽車車速相匹配的轉(zhuǎn)向助力。配的轉(zhuǎn)向助力。模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)（三）鈴木車系電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向

14、系統(tǒng)（三）鈴木車系電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)鈴木車系電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按車速控制范圍可分鈴木車系電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按車速控制范圍可分為兩種：低中速控制型（為兩種：低中速控制型（045km/h）和全范圍控制型）和全范圍控制型（080km/h）。）。1低中速控制型（低中速控制型（045km/h）EPS低中速控制型（低中速控制型（045km/h）EPS的主要控制內(nèi)容有：的主要控制內(nèi)容有：（1）速度控制）速度控制（2）電動(dòng)機(jī)電流控制）電動(dòng)機(jī)電流控制（3）臨界控制）臨界控制模塊六 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2全范圍控制型（全范圍控制型（080km/h）EPS全范圍控制型（全范圍控制型（080km/h）EPS的控制過程如圖的控制過程如圖6-14 全范圍控制型（全范圍控制型（080km/h）EPS的主要控制內(nèi)容有：的主要控制內(nèi)容