7 汽車電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)PPT課件

1,單元三電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢修,電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；當(dāng)汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時，又能保證提供最優(yōu)的動力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。,2,相關(guān)知識,3.1液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.2電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.3電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),3,為了實(shí)現(xiàn)在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需要的力都是最佳值，必須采用更先進(jìn)的電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ElectronicControlPowerSteerin，EPS）電子控制動力轉(zhuǎn)向系可分為液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩類。,4,3.1液壓式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了電子控制裝置而構(gòu)成的，根據(jù)控制方式的不同，可分為流量控制式、反力控制式和閥靈敏控制式三種形式。,5,3.1.1流量控制式ESP,流量控制式EPS是根據(jù)車速傳感器信號調(diào)節(jié)動力轉(zhuǎn)向裝置中油液的輸入、輸出流量，以控制轉(zhuǎn)向助力大小。可分為分流控制式和旁流控制式。,6,、轎車的流量控制式如圖3-1所示，流量控制式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由車速傳感器、電磁閥、整體式動力轉(zhuǎn)向控制閥、動力轉(zhuǎn)向油泵和電子控制單元等組成。,7,分流控制式液壓電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理,車速越高，流過電磁閥電磁線圈的平均電流越大，電磁閥的開啟程度越大,8,、藍(lán)鳥轎車的流量控制式圖3-2所示為藍(lán)鳥轎車的流量控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它是在一般液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上再增加了旁通流量控制閥、車速傳感器、轉(zhuǎn)角速度傳感器、電子控制單元和控制開關(guān)等部件。,9,圖3-3所示為旁流控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成。,10,3.1.2反力控制式,反力控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是按照車速的變化，控制反力室油壓反力，調(diào)整動力轉(zhuǎn)向器，從而使汽車在各種條件下轉(zhuǎn)向盤上所需的轉(zhuǎn)向操縱力都達(dá)到最佳狀態(tài)。有時也把這種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為漸進(jìn)型動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ProgressivePowerSteering，PPS）。,11,、基本組成如圖3-4所示為反力控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成。,12,圖3-5電子控制漸進(jìn)型動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu),13,車速傳感器（略）電磁閥。電磁閥一般安裝在轉(zhuǎn)向齒輪箱體上，主要由電磁線圈、鐵芯及滑閥等組成。,14,分流閥分流閥的基本結(jié)構(gòu)如圖3-6所示，主要由閥門、彈簧及進(jìn)出油口等構(gòu)成。,1至電磁閥,2至轉(zhuǎn)向油泵,3至轉(zhuǎn)閥,4至油壓反力室,15,轉(zhuǎn)向控制閥。轉(zhuǎn)向控制閥的結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。,圖3-7反力控制式動力轉(zhuǎn)向控制閥結(jié)構(gòu)1扭桿2回轉(zhuǎn)閥3油壓反力室,16,3.1.3閥靈敏度控制式,閥靈敏度控制式EPS是根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益（閥靈敏度）來控制動力轉(zhuǎn)向缸油壓大小。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，可以獲得較好的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。,17,閥靈敏度控制式EPS主要由轉(zhuǎn)子閥、電磁閥、車速傳感器及ECU等組成。,圖3-10靈敏度控制式EPS的結(jié)構(gòu),18,圖3-10轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)及原理,19,圖3-11轉(zhuǎn)子閥的等效液壓油路,20,3.2電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種直接依靠電動機(jī)提供輔助扭矩的電動助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)只需利用微機(jī)控制電動機(jī)電流的方向和幅值，就可直接控制轉(zhuǎn)向助力的大小，控制的自由度較高，且結(jié)構(gòu)簡單、布置方便，其在轎車上的應(yīng)用越來越廣泛。,21,3.2.1基本結(jié)構(gòu)和工作原理,電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成如圖3-12所示，主要由轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器、電動機(jī)、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)、電子控制單元等組成。,22,工作原理電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本原理是電子控制單元（ECU）根據(jù)車速傳感器和扭矩傳感器的信號，判斷汽車的運(yùn)行狀況，以確定助力扭矩的大小和方向，然后發(fā)出控制指令，控制電動機(jī)的電流大小和方向，通過減速機(jī)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力扭矩，使汽車在低、中和高速下都能獲得最佳的轉(zhuǎn)向效果。,23,3.2.2主要部件的結(jié)構(gòu)及工作原理,、轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器的作用是檢測駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩、轉(zhuǎn)向方向等參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斔徒oECU，以作為電動助力的依據(jù)之一。轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)、原理如圖3-14所示。,24,、電動機(jī)轉(zhuǎn)向助力電動機(jī)就是一般的永磁電動機(jī)，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩控制是通過控制其輸入電流來實(shí)現(xiàn)，而電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則是由電子控制單元輸出的正反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖控制。圖3-15所示為一種比較簡單實(shí)用的正反轉(zhuǎn)控制電路。,25,、電磁離合器圖3-16所示為電磁離合器的結(jié)構(gòu)。當(dāng)電流通過滑環(huán)進(jìn)入離合器線圈時，主動輪產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵的壓板被吸引與主動輪壓緊，電動機(jī)的動力經(jīng)過軸、主動輪、壓板、花鍵、從動軸傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,26,、減速機(jī)構(gòu)目前使用的減速機(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)動組合式，也有的采用兩級行星齒輪與傳動齒輪組合式，如圖3-17所示。,27,、電子控制單元電動動力轉(zhuǎn)向的基本組成如圖3-18所示。,28,3.3電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝備于一汽大眾寶來、高爾夫、速騰及上海大眾途安等車型中。與傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向器相比，電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)：它可以協(xié)助駕駛員行車，并減輕身體和心理負(fù)擔(dān)；同時，它僅在需要時進(jìn)行工作。轉(zhuǎn)向助力與車速、轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向角等有關(guān)。,29,3.3.1系統(tǒng)組成,帶雙小齒輪的電動機(jī)械轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)如圖3-19所示。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的部件主要包括轉(zhuǎn)向盤、帶轉(zhuǎn)向角度傳感器的組合開關(guān)、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向力矩傳感器、電動機(jī)械轉(zhuǎn)向助力器電動機(jī)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向輔助控制單元等。,30,元件的布置,31,3.3.2控制原理,轉(zhuǎn)向助力是通過一個控制單元永久程序存儲器中的特性曲線組來進(jìn)行控制的。,32,電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向過程的控制原理如圖3-22所示。工作過程如下：駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤；轉(zhuǎn)向盤上的扭矩轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向器上的扭轉(zhuǎn)棒，轉(zhuǎn)向力矩傳感器探測到轉(zhuǎn)動，并將測得的轉(zhuǎn)向力矩發(fā)送給控制單元；轉(zhuǎn)向角度傳感器發(fā)送當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角信號，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)送當(dāng)前的轉(zhuǎn)向速度信號；控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩、車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向速度，以及在控制單元中設(shè)置的特性曲線，確定需要的助力扭矩，并控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)向助力是通過驅(qū)動齒輪來完成的，驅(qū)動齒輪由電動機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)通過蝸輪傳動并驅(qū)動小齒輪作用到齒條上，從而傳送助力轉(zhuǎn)向力；轉(zhuǎn)向盤扭矩和助力扭矩的總和是轉(zhuǎn)向器上引起齒條運(yùn)動的有效扭矩，該扭矩驅(qū)動齒條實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。,33,34,3.3主要元件,電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖3-28所示。,35,、轉(zhuǎn)向角度傳感器轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器安裝在復(fù)位環(huán)的后面，與安全氣囊的滑環(huán)安裝在一起。它位于組合開關(guān)和轉(zhuǎn)向盤之間的轉(zhuǎn)向柱上。,36,、轉(zhuǎn)向扭矩傳感器轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)如圖3-31所示。利用轉(zhuǎn)向扭矩傳感器，可以直接在轉(zhuǎn)向小齒輪上計(jì)算轉(zhuǎn)向盤扭矩。該傳感器以磁阻的功能原理工作。它被設(shè)計(jì)成雙保險（備用），以保證獲得最高的安全性。,37,轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的工作原理如圖3-32所示。,38,、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器是電動機(jī)械轉(zhuǎn)向助力器電動機(jī)的一個組成元件。從外部無法接觸到它。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器是根據(jù)磁阻功能原理工作的，在結(jié)構(gòu)上與轉(zhuǎn)向力矩傳感器相同。、車速傳感器轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車速信號由控制單元提供。、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器,39,、電動機(jī)械轉(zhuǎn)向助力器電動機(jī)電動機(jī)為無刷異步電機(jī)，如圖所示。工作