項目七電控轉(zhuǎn)向及四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢修

項目七電控動力轉(zhuǎn)向及四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢修常書戰(zhàn)11:18上午主要內(nèi)容電子控制動力轉(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521:18上午引言

在汽車行駛中，轉(zhuǎn)向運動是最基本的運動。我們通過方向盤來操縱和控制汽車的行駛方向，從而實現(xiàn)自己的行駛意圖。在現(xiàn)代汽車上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，它也是決定汽車主動安全性的關(guān)鍵總成。如何設(shè)計汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車廠家和科研機構(gòu)的重要課題。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對更多不同的駕駛?cè)巳?，汽車的操縱性設(shè)計顯得尤為重要。普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)普通的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機械系統(tǒng)，汽車的轉(zhuǎn)向運動是由駕駛員操縱方向盤，通過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車輪而實現(xiàn)的。常用的有兩種是齒輪齒條式和循環(huán)球式(用于需要較大的轉(zhuǎn)向力時)。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是我們最常見的，目前大部分低端轎車采用的就是齒輪齒條式機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動機通過液壓泵產(chǎn)生的液體壓力或電動機驅(qū)動力來實現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。動力轉(zhuǎn)向是一種以駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角）為輸入信號，以轉(zhuǎn)向車輪的角位移為輸出信號的伺服機構(gòu)。以下將普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)稱為傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向操作靈活、輕便，在設(shè)計汽車時對轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式的選擇靈活性增大，能吸收路面對前輪產(chǎn)生的沖擊等優(yōu)點，現(xiàn)代汽車上普遍采用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于1955年在Buick上首次采用，解決了轉(zhuǎn)向輕便性問題，

為了減少減少駕駛員在轉(zhuǎn)向時的勞動強度，特意在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加了一套助力裝置，稱為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點1、汽車的轉(zhuǎn)向特性受駕駛員自身因素的影響嚴(yán)重；2、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)濟性差，一般轎車每行駛一百公里要多消耗0.3~0.4升的燃料；3、存在液壓油泄漏問題，對環(huán)境造成污染。在環(huán)保性能被日益強調(diào)的今天，無疑是一個明顯的劣勢。雖然傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、工作可靠，但是也存在很多固有的缺點，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于方向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間的機械連接而產(chǎn)生一些自身無法避免的缺陷：

同樣道理，若要保證汽車在高速行駛時操縱有適度手感，那么當(dāng)其要停車或低速調(diào)頭時就會感到轉(zhuǎn)向太重，兩者不能兼顧。最重要的是提供不了合適的轉(zhuǎn)向助力：

即若要保證汽車在停車或低速調(diào)頭時轉(zhuǎn)向輕便，就需要助力機構(gòu)提供較大的助力，由于提供的助力不能改變，所以汽車在高速行駛時就會感到有”發(fā)飄“的感覺；由于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動比固定，故提供不了合適的轉(zhuǎn)向助力。想一下1:18上午8現(xiàn)代汽車對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求究竟有哪些？現(xiàn)代汽車對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求實際應(yīng)用中，一般要求：當(dāng)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到最大設(shè)計轉(zhuǎn)角時，轉(zhuǎn)向盤總轉(zhuǎn)數(shù)不宜超過5圈，而轉(zhuǎn)向盤操縱力最大不超過250N?，F(xiàn)代汽車對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，主要概括為轉(zhuǎn)向的靈敏度和操縱的輕便性。高的轉(zhuǎn)向靈敏度，要求轉(zhuǎn)向器具有小的傳動比，以小的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角迅速轉(zhuǎn)向，好的操縱輕便性，則要求轉(zhuǎn)向器具有大的傳動比，這樣才能以較小的轉(zhuǎn)向盤操縱力獲得大的轉(zhuǎn)向力矩。對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體要求良好的操縱性合適的轉(zhuǎn)向力與位置感具有回正功能適當(dāng)?shù)穆访娣答伭抗ぷ骺煽抗?jié)省能源安靜、噪聲小

轉(zhuǎn)向必須靈活、平順，具有很好的隨動性，能夠安全行駛在狹窄、連續(xù)拐彎的彎道上。

低速或停車時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤不能太費力，高速行駛時，又不能感覺到轉(zhuǎn)向盤上的力太小而有發(fā)“飄“的感覺，因此要求轉(zhuǎn)向盤上的力最好能隨車速變化，同時要求駕駛員能清楚地感覺到轉(zhuǎn)向盤的位置，感覺到操縱轉(zhuǎn)向盤的角度與汽車行駛軌跡的對應(yīng)關(guān)系，具有很好的直線行駛穩(wěn)定性和高速行駛的路感。

在轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤應(yīng)當(dāng)能自動回到直線行駛的位置，回轉(zhuǎn)的速度要平穩(wěn)、適當(dāng)。使殘留的角速度盡可能小。

從道路表面?zhèn)鱽淼臎_擊應(yīng)能傳達(dá)到轉(zhuǎn)向盤上，增加駕駛員的路感，但不能太大，要使駕駛員的感覺是舒適的。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是安全件，如果不能轉(zhuǎn)向或失去控制就會發(fā)生車毀人亡的事故。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)具有故障預(yù)警功能，當(dāng)計算機控制系統(tǒng)或助力系統(tǒng)發(fā)生故障時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍然應(yīng)保留人力轉(zhuǎn)向功能。

在保證轉(zhuǎn)向性能的前提下，盡可能降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力消耗。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，根據(jù)助力的不同可分為：傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械式的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由液壓泵、油管、壓力流量控制閥體、V型傳動皮帶、儲油罐等部件構(gòu)成。無論車是否轉(zhuǎn)向，這套系統(tǒng)都要工作，而且在大轉(zhuǎn)向車速較低時，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力。所以，也在一定程度上浪費了資源。還有，機械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由液壓泵及管路和油缸組成，為保持壓力，不論是否需要轉(zhuǎn)向助力，系統(tǒng)總要處于工作狀態(tài)，能耗較高，這也是耗資源的一個原因所在。傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常流式是指汽車在行駛中，不轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，流量控制閥在中間位置，油路保持暢通。常壓式是指汽車在行駛中，無論轉(zhuǎn)向盤是否轉(zhuǎn)動，整個液壓系統(tǒng)總是一直保持高壓。

傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）一般按液流的形式可分為常流式和常壓式兩種類型。1:18上午14第一節(jié)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。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向機、轉(zhuǎn)向傳動桿和轉(zhuǎn)向節(jié)等構(gòu)成。

在低速時有較大的放大倍率，可以減輕轉(zhuǎn)向操縱力，使轉(zhuǎn)向輕便、靈活。在高速時則適當(dāng)減小放大倍率，以穩(wěn)定轉(zhuǎn)向手感，提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。151:18上午A解決轉(zhuǎn)向輕便與轉(zhuǎn)向靈活的矛盾。B提高行駛安全性和舒適性。電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)161:18上午2.電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成EPS機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)171:18上午2.電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類液壓式增設(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，電子控制單元根據(jù)檢測到的車速信號，控制電磁閥，使轉(zhuǎn)向動力放大倍率實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足高、低速時的轉(zhuǎn)向助力要求。

轉(zhuǎn)向動力源電動式利用直流電動機作為動力源，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號，控制電動機轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)動方向。電動機的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機構(gòu)減速增矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)上，使之得到一個與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。

181:18上午1:18上午19第二節(jié)

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，可分為流量控制式、反作用力控制式和閥靈敏度控制式三種形式。

7.2.1流量控制式EPS系統(tǒng)

動力轉(zhuǎn)向液壓泵電磁閥電磁閥整體式動力轉(zhuǎn)向控制閥EPSECU車速傳感器車速傳感器蓄電池易熔線點火開關(guān)熔絲（ECU-IG）201:18上午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，從而使液壓助力作用減小，以提高操縱穩(wěn)定性。211:18上午7.2.2反作用力控制式EPS系統(tǒng)轉(zhuǎn)向液壓泵儲油箱分流閥電磁閥扭力桿轉(zhuǎn)向盤銷子轉(zhuǎn)閥閥桿控制閥閥體小齒輪軸活塞轉(zhuǎn)向動力缸齒條小齒輪柱塞油壓反作用力室固定小孔轉(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。221:18上午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，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。

231:18上午反作用力控制式EPS系統(tǒng)具有三種控制形態(tài)停車與低速狀態(tài)

中高速直線行駛狀態(tài)

中高速轉(zhuǎn)向行駛

241:18上午7.2.3閥靈敏度控制式EPS系統(tǒng)閥靈敏度控制式EPS系統(tǒng)是根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增量（閥靈敏度）來控制油壓。

優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單部件少價格便宜具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度可以獲得自然的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性251:18上午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261:18上午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提高，EPSECU輸出的控制信號使電磁閥的開度線性增加……271:18上午1:18上午28第三節(jié)

電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式電控動力轉(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，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。在采用氣壓制動或空氣懸架的大型車輛上，也有采用氣壓動力轉(zhuǎn)向的。電動式EPS的發(fā)展同時，這類動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的也有嚴(yán)重的缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、消耗功率大，容易產(chǎn)生泄漏，轉(zhuǎn)向力不易有效控制等。最重要的是這類動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的助力是根據(jù)固定放大倍數(shù)算出來的，因此無法兼顧低速和高速時對助力的不同要求。1:18上午30隨著電子技術(shù)的進一步發(fā)展，目前越來越多的轎車上采用了電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（簡稱電動式EPS），它是一種直接依靠電動機提供輔助轉(zhuǎn)矩的電控動力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因具有可變的動力放大倍數(shù)，即可使在低速時轉(zhuǎn)向輕便、靈活，也可在高速時，保證穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感、駕駛舒適性、操縱穩(wěn)定性更高，所以得到了廣泛應(yīng)用。電動式EPS主要優(yōu)點1、效率高。HPS系統(tǒng)為機械和液壓連接，效率一般為60%～70%；EPS系統(tǒng)為機械與電機連接，效率可達(dá)90%以上。2、能耗少。對于HPS系統(tǒng)，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，液壓泵始終處于工作狀態(tài)，使汽車燃油消耗率增加4%～6%；而EPS系統(tǒng)僅在需要轉(zhuǎn)向時，才產(chǎn)生助力，使汽車燃油消耗率僅增加0.5%左右。沒有液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必須的常運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向油泵，電動機只是在需要轉(zhuǎn)向時才接通電源，所以動力消耗和燃油消耗均可降到最低。

在使用中，同型號的汽車裝EPS比裝HPS節(jié)省燃油約5%。按100公里平均油耗8.0L，行程20萬公里計算，可節(jié)省油費3000元左右。1:18上午324、對環(huán)境污染少。EPS為電機與減速機構(gòu)連接，EPS對環(huán)境幾乎沒有污染。

3、“路感好”，操縱性好。在不同的車速下都能獲得較好助力，改善汽車操縱的穩(wěn)定性。系統(tǒng)可以通過軟件加以控制，使汽車在各種速度下都能得到滿意的轉(zhuǎn)向助力。6、應(yīng)用范圍廣。EPS系統(tǒng)可適用于各種汽車，尤其對于環(huán)保型的純電動汽車，EPS系統(tǒng)的控制更加精準(zhǔn)。5、可以獨立于發(fā)動機工作。EPS系統(tǒng)以電源為能源，只要電源電力充足，即可產(chǎn)生助力作用。1:18上午338、電動機工作可用ECU進行控制，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，具有較好的兼容性。7、裝配性好，易于布置。因為EPS系統(tǒng)零件數(shù)目少，整體外形尺寸比HPS小，易于整車布置和裝配。將各部件裝配成一個整體，既無管道也無控制閥，其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量減輕。一般電動式EPS的質(zhì)量比液壓式EPS質(zhì)量輕25%左右。9、采用電力作為轉(zhuǎn)向動力，省去了油壓系統(tǒng)，所以不需要給轉(zhuǎn)向油泵補充油，也不必?fù)?dān)心漏油。341:18上午概念電動式EPS系統(tǒng)是一種直接依靠電動機提供輔助轉(zhuǎn)矩的電動助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅需要控制電動機電流的方向和幅值，不需要復(fù)雜的控制機構(gòu)。另外，該系統(tǒng)由于利用微機控制，因此，為轉(zhuǎn)向特性的設(shè)置提供了較高的自由度，同時還降低了成本和重量。1:18上午35特點

電動機、減速機、轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向齒輪箱可以制成一個整體，管道、液壓泵等不需單獨占據(jù)空間，易于裝車。增加了電動機和減速機，取消了液壓管道等部件，使整個系統(tǒng)趨于小型輕量化。液壓泵僅在必要時用來使電動機運轉(zhuǎn)，故可以節(jié)能。因為零件的數(shù)目少，不需要加油和抽空氣，所以在生產(chǎn)線上的裝配性好。由此，從發(fā)展的角度看，電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將成為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在汽車上。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)向盤轉(zhuǎn)向軸EPSECU直流電動機電磁離合器轉(zhuǎn)向齒條橫拉桿轉(zhuǎn)向輪輸出軸扭力桿轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)向齒輪361:18上午轉(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。

371:18上午轉(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(fù)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。

381:18上午直流電動機電動機的輸出轉(zhuǎn)矩控制是通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。391:18上午電磁離合器

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)?；h(huán)電磁線圈壓板花鍵從動軸主動輪球軸承401:18上午減速機構(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。411:18上午2.電動式EPS系統(tǒng)的工作原理421:18上午1:18上午43當(dāng)駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)矩傳感器不斷輸出與轉(zhuǎn)向力大小相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩信號，同時，車速傳感器提供的車速信號與該信號同時輸入給電控單元，電控單元根據(jù)這些輸入信號，確定動力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，即選定電動機的電流和方向。電動機的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器傳遞并通過減速機構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)上，使之得到一個與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。當(dāng)超過規(guī)定的車速時，離合器的驅(qū)動信號被切斷，電動機與減速機構(gòu)分離，同時電動機也停止工作。1:18上午44

所以，通過測量V、W兩端的電位差就可以測量出扭力桿的扭轉(zhuǎn)角，即可得出轉(zhuǎn)向盤上施加的轉(zhuǎn)矩大小。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤處于中間位置（直駛）時，扭力桿的縱向?qū)ΨQ面正好處于圖示輸出軸極靴AC、BD的對稱面上，當(dāng)在U、T兩端加上連續(xù)的輸入脈沖電壓信號Ui時，由于通過每個極靴的磁通量相等，所以在V、W兩端檢測到的輸出電壓信號U0=0；當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，由于扭力桿和輸出軸極靴之間發(fā)生相對扭轉(zhuǎn)變形，極靴A、D之間的磁阻增加，B、C之間的磁阻減少，各個極靴的磁通量發(fā)生變化，于是在V、W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Ui成正比。1.優(yōu)點與傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動式EPS在多個方面具有明顯的優(yōu)勢。（1）技術(shù)的復(fù)雜程度低不論是控制系統(tǒng)還是助力系統(tǒng)都是通過一個簡單的，易于控制的動力源——電流來實現(xiàn)，這大大降低了技術(shù)的復(fù)雜程度。（2）高效率、低能耗

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即使在不轉(zhuǎn)向的時候也需要不停地提供液壓油，因為轉(zhuǎn)向泵在不停地轉(zhuǎn)動，最高可以消耗發(fā)動機5％的功率。與之相比，電動式系統(tǒng)只在汽車轉(zhuǎn)向的時候，電動機才開始工作，因此可以節(jié)能80％～90%（每百公里可以減少汽油的消耗量約0.2～0.3L）。另外，由于電動式EPS系統(tǒng)省略了液壓系統(tǒng)的一些附件，如轉(zhuǎn)向泵、儲油灌、高壓油管和回油管，減輕了整車的重量。（3）通用性好電動式EPS可以通過設(shè)置不同的程序，能快速地與不同車型匹配，因而能縮短生產(chǎn)和開發(fā)周期。電動式EPS總結(jié)（4）安裝方便、使用可靠

與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動式EPS取消了油泵、皮帶、皮帶輪、液壓軟管、控制閥、油罐、液壓油及密封件等，只增加了電動機、減速機構(gòu)、傳感器及電控單元等，零件比液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)少，質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)更緊湊，在安裝位置選擇方面也更容易，并且能降低系統(tǒng)噪聲。也沒有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的漏油問題。（5）轉(zhuǎn)向舒適、精確電動式EPS能在各種行駛工況下根據(jù)車速，轉(zhuǎn)向角，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向速度的狀況提供合理的助力。減輕汽車低速行駛時的轉(zhuǎn)向操縱力，提高汽車高速行駛時的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，進而提高汽車的安全性。同時它的阻尼特性又具有可編程性，保證了路面沖擊能夠被極好地吸收，減小了由路面不平所引起的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的擾動，改善汽車的轉(zhuǎn)向特性。

2.缺點（1）不宜用于大型車輛

車用電源的電壓較低（一般為12V或42V），使得電動式EPS系統(tǒng)提供的輔助動力較小，用于大型車輛比較困難。（2）匹配較難減速機構(gòu)、電動機等部件的摩擦力和慣性力會影響轉(zhuǎn)向特性（如產(chǎn)生過多轉(zhuǎn)向等），或者改變轉(zhuǎn)向盤的自動回正作用以及它的阻尼特性，因此正確匹配整車性能至關(guān)重要。由此可見，電動式EPS尤其適用于對空間、重量要求更高的使用小排量發(fā)動機的微型汽車上，尤其適用于電動汽車。1:18上午48第四節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩輪轉(zhuǎn)向和四輪轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向特性差異低速轉(zhuǎn)向特性如圖所示汽車在低速轉(zhuǎn)向時：

2WS汽車的情況是后輪不轉(zhuǎn)向，所以轉(zhuǎn)向中心大致在后軸的延長線上。4WS汽車的情況是對后輪進行逆向操縱，轉(zhuǎn)向中心比2WS汽車靠近車體處。在低速轉(zhuǎn)向時，若兩前輪轉(zhuǎn)向角相同，則4WS汽車的轉(zhuǎn)向半徑更小，內(nèi)輪差也小，轉(zhuǎn)向性能好。對小轎車而言，如果后輪逆向轉(zhuǎn)向5度，則可以減少最小轉(zhuǎn)向半徑0.5米，內(nèi)輪差約0.1米。1:18上午51中高速轉(zhuǎn)向特性

直線行駛的汽車轉(zhuǎn)向是下列兩運動的合成運動：汽車質(zhì)心繞轉(zhuǎn)向中心的公轉(zhuǎn)和汽車?yán)@質(zhì)心的自轉(zhuǎn)。如圖所示為2WS汽車中高速轉(zhuǎn)向時車輛的運動狀態(tài)：前輪轉(zhuǎn)向時，前輪產(chǎn)生側(cè)偏角α，并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向心力使車體開始自轉(zhuǎn)，當(dāng)車體出現(xiàn)自轉(zhuǎn)時，后輪產(chǎn)生側(cè)偏角β，和旋轉(zhuǎn)向心力，車速越高，離心力越大，所以必須給前輪更大的側(cè)偏角，使它產(chǎn)生更大的旋轉(zhuǎn)向心力，與此同時，后輪也產(chǎn)生與此相應(yīng)的側(cè)偏角，車體的自轉(zhuǎn)趨勢更加嚴(yán)重。也就是說，車速越高，轉(zhuǎn)向時容易引起車輛的旋轉(zhuǎn)和側(cè)滑。4WS中高速轉(zhuǎn)向特性

理想的高速轉(zhuǎn)向運動狀態(tài)是盡可能使車體的傾向和前進方向一致，從而使后輪產(chǎn)生足夠的旋轉(zhuǎn)向心力。在4WS汽車通過對后輪同向轉(zhuǎn)向操縱，使后輪也產(chǎn)生側(cè)偏角，使它與前輪的旋轉(zhuǎn)向心力相平衡，從而抑制自轉(zhuǎn)運動，得到車體方向和車輛前進方向一致的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向狀態(tài)。作用

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。

轉(zhuǎn)向角比例控制式橫擺角速度比例控制式

分類551:18上午7.4.1轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng)所謂轉(zhuǎn)向角比例控制，就是使后輪的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角成比例變化，并使后輪在汽車低速行駛時相對于前輪反向轉(zhuǎn)向;在汽車中、高速行駛時，相對于前輪同向轉(zhuǎn)向。

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561:18上午車速傳感器前轉(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571:18上午偏置軸與轉(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581:18上午偏置軸與轉(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591:18上午

4WS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601:18上午轉(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。611:18上午2.轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng)控制原理621:18上午轉(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(biāo)準(zhǔn)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。631:18上午2WS選擇控制當(dāng)2WS選擇開關(guān)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。

641:18上午7.4.2橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng)橫擺角速度比例控制，是一種根據(jù)檢測出的車身橫擺角速度來控制后輪轉(zhuǎn)向量的控制方法。它與轉(zhuǎn)向角比例控制相比，具有兩方面優(yōu)點。

優(yōu)點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。651:18上午1.系統(tǒng)組成661:18上午（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671:18上午（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681:18上午2.控制原理后輪轉(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(biāo)轉(zhuǎn)向角，再驅(qū)動脈動電動機，完成后輪轉(zhuǎn)向操作。691:18上午大轉(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

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