第6章汽車電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ppt課件

1、汽車電子控制技術(shù)汽車電子控制技術(shù)第第6章章 汽車電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)教學(xué)提示：操作輕便、路感清晰的電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)教學(xué)提示：操作輕便、路感清晰的電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)極大地提高了汽車的操縱性能。四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在極大地提高了汽車的操縱性能。四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在提高車輛的彎道通過性能方面優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用日提高車輛的彎道通過性能方面優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用日益廣泛。益廣泛。教學(xué)要求：本章主要介紹汽車電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和四教學(xué)要求：本章主要介紹汽車電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。要求學(xué)生了解電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。要求學(xué)生了解電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用概況，熟悉電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和四輪轉(zhuǎn)向系上的應(yīng)用概況，熟悉電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的

2、基本組成。統(tǒng)的基本組成。6.1 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述6.1.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用與相關(guān)要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用與相關(guān)要求 用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Automobile Steering System，圖，圖6-1）。）。為確保行車安全，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有如下要求：為確保行車安全，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有如下要求：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)工作可靠，操縱輕便。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)工作可靠，操縱輕便。 對(duì)輕微的路面沖擊，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)有自動(dòng)回正能力。對(duì)輕微的路面沖擊，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)有自動(dòng)回正能力。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)能減小地面?zhèn)鞯椒较虮P上的沖擊，并保持適當(dāng)轉(zhuǎn)向機(jī)

3、構(gòu)應(yīng)能減小地面?zhèn)鞯椒较虮P上的沖擊，并保持適當(dāng)?shù)牡摹奥犯新犯小薄?當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)能減輕或避免對(duì)駕駛員的當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)能減輕或避免對(duì)駕駛員的傷害。傷害。6.1.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向的能源不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向的能源不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Mechanical steering system和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Power steering system兩類。兩類。 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在低速時(shí)減輕轉(zhuǎn)向操作力，以提電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在低速時(shí)減輕轉(zhuǎn)向操作力，以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱輕便性；在高速時(shí)則可適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力，高轉(zhuǎn)向系

4、統(tǒng)的操縱輕便性；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。以提高操縱穩(wěn)定性。 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用，在提高汽車轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的同四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用，在提高汽車轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的同時(shí)，能顯著縮短轉(zhuǎn)彎半徑，提高車輛的彎道通過性能。時(shí)，能顯著縮短轉(zhuǎn)彎半徑，提高車輛的彎道通過性能。6.2 汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.2.1動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 為使汽車操縱輕便及為使汽車操縱輕便及行駛安全，目前轎車、載行駛安全，目前轎車、載重汽車、客車大多采用液重汽車、客車大多采用液壓轉(zhuǎn)向助力器，構(gòu)成液壓壓轉(zhuǎn)向助力器，構(gòu)成液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Hyd

5、raulic power steering system，略作，略作HPS）。）。 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖 圖圖6-3 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油路圖液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油路圖1-油箱；油箱；2-溢流閥；溢流閥；3-齒輪油泵；齒輪油泵；4-進(jìn)油道量孔；進(jìn)油道量孔；5-單向閥；單向閥；6-安全閥；安全閥；7-滑閥；滑閥；8-反作用閥；反作用閥；9-閥體；閥體；10-回位彈簧；回位彈簧；11-轉(zhuǎn)向螺桿；轉(zhuǎn)向螺桿；12-轉(zhuǎn)向螺母；轉(zhuǎn)向螺母；13-縱拉桿；縱拉桿；14-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向垂臂；向垂臂；15-動(dòng)力缸動(dòng)力缸 （a右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí) （b左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)圖圖6

6、-4 轉(zhuǎn)向控制閥在轉(zhuǎn)向時(shí)改變油路轉(zhuǎn)向控制閥在轉(zhuǎn)向時(shí)改變油路2.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不足動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不足6.2.2電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向Electronic Control Power Steering，EPS系系統(tǒng)在低速行駛時(shí)可使統(tǒng)在低速行駛時(shí)可使轉(zhuǎn)向輕便、靈敏；當(dāng)轉(zhuǎn)向輕便、靈敏；當(dāng)汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)汽車在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí)，又能保證提供向時(shí)，又能保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。的操縱穩(wěn)定性。圖圖6-5 電控動(dòng)力

7、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2.電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 根據(jù)動(dòng)力源的不同，電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為液壓根據(jù)動(dòng)力源的不同，電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式EPS和電動(dòng)式電子控制和電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)式EPS）。）。 液壓式液壓式EPS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、車速傳感器和控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和ECU等，等，ECU根據(jù)檢根據(jù)檢測(cè)到的車速信號(hào)，控制電磁閥，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力放大倍率實(shí)現(xiàn)連測(cè)到的車速信號(hào)，控制電磁閥，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力

8、放大倍率實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足汽車在中、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求。續(xù)可調(diào)，從而滿足汽車在中、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求。 電動(dòng)式電動(dòng)式EPS是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，ECU根據(jù)轉(zhuǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和方向。向參數(shù)和車速等信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和方向。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增加轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增加轉(zhuǎn)矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。轉(zhuǎn)向作用力。3.電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn) 為滿足現(xiàn)代汽車對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

9、的要求，電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為滿足現(xiàn)代汽車對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。具有以下特點(diǎn)。良好的隨動(dòng)性：即方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間具有準(zhǔn)確的良好的隨動(dòng)性：即方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間具有準(zhǔn)確的 對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)能保證轉(zhuǎn)向輪可維持在任意轉(zhuǎn)向角位置。應(yīng)關(guān)系，同時(shí)能保證轉(zhuǎn)向輪可維持在任意轉(zhuǎn)向角位置。有高度的轉(zhuǎn)向靈敏度：即轉(zhuǎn)向輪對(duì)方向盤具有靈敏的響應(yīng)。有高度的轉(zhuǎn)向靈敏度：即轉(zhuǎn)向輪對(duì)方向盤具有靈敏的響應(yīng)。良好的穩(wěn)定性：即具有很好的直線行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向自動(dòng)良好的穩(wěn)定性：即具有很好的直線行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向自動(dòng)回正能力。回正能力。助力效果能隨車速變化和轉(zhuǎn)向阻力的變化作相應(yīng)的調(diào)整：助力效果能隨車速變化和轉(zhuǎn)向阻力的變化

10、作相應(yīng)的調(diào)整：低速時(shí)，有較大的助力效果，以克服路面的轉(zhuǎn)向阻力；中、低速時(shí)，有較大的助力效果，以克服路面的轉(zhuǎn)向阻力；中、高速時(shí)，要有適當(dāng)?shù)穆犯?，以避免因轉(zhuǎn)向過輕方向盤高速時(shí)，要有適當(dāng)?shù)穆犯?，以避免因轉(zhuǎn)向過輕方向盤“發(fā)發(fā)飄飄”）而發(fā)生事故。）而發(fā)生事故。6.3 液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.3.1流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 圖圖6-6 流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1-動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵；動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵；2-電磁閥；電磁閥；3-動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥；動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥；4-ECU；5-車速傳感器；車速傳感器；p-壓力壓力油管；油管；T-回油管回油管6.3

11、.2流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程 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，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)電磁閥的閥針完全開啟時(shí)，兩油道就被電磁閥接通了一個(gè)當(dāng)電磁閥的閥針完全開啟時(shí)，兩油道就被電磁閥接通了一個(gè)旁路，使動(dòng)力缸活塞兩側(cè)壓力差減小，助力減??；相反則助旁路，使動(dòng)力缸活塞兩側(cè)壓力差減小，助力減??；相反則助力增大。力增大。圖圖6-7 電磁閥結(jié)構(gòu)電磁閥結(jié)構(gòu)圖圖6-8 電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)6.3.3流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作電路流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作電路 動(dòng)力轉(zhuǎn)向動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU是是EPS的核心控制部件。它根據(jù)車速

12、傳感的核心控制部件。它根據(jù)車速傳感器提供的車速信號(hào)，通過改變旁通電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比的器提供的車速信號(hào)，通過改變旁通電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比的方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向力。方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向力。豐田流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路圖豐田流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路圖 6.4 電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.4.1電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述1.電動(dòng)式電動(dòng)式EPS的組成的組成 圖圖6-10 電動(dòng)式電動(dòng)式EPS的組成的組成1-方向盤；方向盤；2-輸入軸轉(zhuǎn)向軸）；輸入軸轉(zhuǎn)向軸）；3-ECU；4-電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)；5-電磁離合器；電磁離合器；6-轉(zhuǎn)向齒條；轉(zhuǎn)向齒條；7-橫拉桿；橫拉桿；8-轉(zhuǎn)向車

13、輪；轉(zhuǎn)向車輪；9-輸出軸；輸出軸；10-扭力桿；扭力桿；11-轉(zhuǎn)矩傳感器；轉(zhuǎn)矩傳感器；12-轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)向齒輪2.電動(dòng)式電動(dòng)式EPS的工作原理的工作原理 圖圖6-10 電動(dòng)式電動(dòng)式EPS的組成的組成1-方向盤；方向盤；2-輸入軸轉(zhuǎn)向軸）；輸入軸轉(zhuǎn)向軸）；3-ECU；4-電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)；5-電磁離合器；電磁離合器；6-轉(zhuǎn)向齒條；轉(zhuǎn)向齒條；7-橫拉桿；橫拉桿；8-轉(zhuǎn)向車輪；轉(zhuǎn)向車輪；9-輸出軸；輸出軸；10-扭力桿；扭力桿；11-轉(zhuǎn)矩傳感器；轉(zhuǎn)矩傳感器；12-轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)向齒輪3.電動(dòng)式電動(dòng)式EPS的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)6.4.2三菱轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三菱轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 三菱米尼卡三菱米尼卡

14、Minica轎車所用電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)轎車所用電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由向系統(tǒng)主要由ECU、直流電動(dòng)機(jī)和離合器、車速傳感器、轉(zhuǎn)、直流電動(dòng)機(jī)和離合器、車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向機(jī)總成等組成。矩傳感器和轉(zhuǎn)向機(jī)總成等組成。三菱米尼卡轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成三菱米尼卡轎車電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 1.三菱電動(dòng)式三菱電動(dòng)式EPS的組成的組成1電動(dòng)機(jī)和離合器電動(dòng)機(jī)和離合器 圖圖6-12 電動(dòng)機(jī)的行星齒輪機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的行星齒輪機(jī)構(gòu)1-轉(zhuǎn)矩傳感器；轉(zhuǎn)矩傳感器；2-卷軸；卷軸；3-轉(zhuǎn)矩桿；轉(zhuǎn)矩桿；4-輸入軸；輸入軸；5-直流電動(dòng)機(jī)和離合器；直流電動(dòng)機(jī)和離合器；6-行星小齒行星小齒輪；輪；7-

15、恒星齒輪；恒星齒輪；8-行星小齒輪；行星小齒輪；9-齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)的小齒輪；齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)的小齒輪；10-從動(dòng)齒輪；從動(dòng)齒輪；A-主主動(dòng)齒輪；動(dòng)齒輪；B-內(nèi)齒圈內(nèi)齒圈 系統(tǒng)的系統(tǒng)的ECU根根據(jù)車速的快慢來控?fù)?jù)車速的快慢來控制電動(dòng)機(jī)的電流，制電動(dòng)機(jī)的電流，車輛在停駛和極低車輛在停駛和極低速狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)電速狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)電流最大，助力作用流最大，助力作用大。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的大。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的助力經(jīng)離合器傳動(dòng)助力經(jīng)離合器傳動(dòng)齒輪減速后，起到齒輪減速后，起到助力作用。助力作用。2轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器 轉(zhuǎn)矩傳感器的功能是將轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角變?yōu)檗D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩傳感器的功能是將轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角變?yōu)檗D(zhuǎn)向信號(hào)，輸送給

16、向信號(hào)，輸送給ECU。一般轉(zhuǎn)矩桿的扭轉(zhuǎn)角度設(shè)定為。一般轉(zhuǎn)矩桿的扭轉(zhuǎn)角度設(shè)定為4左左右，這是由于采用行星齒輪機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)精度右，這是由于采用行星齒輪機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)精度提高所致。提高所致。3車速傳感器車速傳感器 車速傳感器安裝在變車速傳感器安裝在變速器上，是一種電磁感應(yīng)速器上，是一種電磁感應(yīng)式傳感器。該傳感器的作式傳感器。該傳感器的作用是根據(jù)車速的變化，把用是根據(jù)車速的變化，把主、副系統(tǒng)的脈沖信號(hào)輸主、副系統(tǒng)的脈沖信號(hào)輸送給送給ECU，車速傳感器每，車速傳感器每轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生8個(gè)脈沖信號(hào)，個(gè)脈沖信號(hào)，由于是主、副兩個(gè)系統(tǒng)，由于是主、副兩個(gè)系統(tǒng)，故信號(hào)的可靠性更高。故

17、信號(hào)的可靠性更高。車速傳感器的結(jié)構(gòu)車速傳感器的結(jié)構(gòu)1-殼體；殼體；2-定子線圈；定子線圈；3-磁極；磁極；4-下側(cè)定子；下側(cè)定子；5-定子定子4汽車交流發(fā)電機(jī)的汽車交流發(fā)電機(jī)的L端子端子 利用交流發(fā)電機(jī)的利用交流發(fā)電機(jī)的L端子電壓，可以判斷出發(fā)電機(jī)是否端子電壓，可以判斷出發(fā)電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)，所以把交流發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以把交流發(fā)電機(jī)的L端子看成是向端子看成是向ECU輸送信號(hào)的輸送信號(hào)的一個(gè)傳感器。一個(gè)傳感器。 直流電動(dòng)機(jī)的最大電流約為直流電動(dòng)機(jī)的最大電流約為30A，在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，轉(zhuǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作由蓄電池供電；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由發(fā)電機(jī)供電。向系統(tǒng)的工作由蓄電池供電；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，

18、由發(fā)電機(jī)供電。5電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)由電子控制系統(tǒng)由一個(gè)一個(gè)8位單片機(jī)位單片機(jī)MC6805及外圍及外圍電路組成。電子電路組成。電子控制電動(dòng)式動(dòng)力控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向的工作過程轉(zhuǎn)向的工作過程如圖如圖6-14所示。所示。電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向的工作過程電子控制電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向的工作過程 2.三菱電動(dòng)式三菱電動(dòng)式EPS的工作原理的工作原理6種車速下電動(dòng)機(jī)的電流狀態(tài)種車速下電動(dòng)機(jī)的電流狀態(tài)6.5 電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.5.1電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 目前，絕大多數(shù)汽車都是以兩個(gè)前輪作為轉(zhuǎn)向車輪，這目前，絕大多數(shù)汽車都是以兩個(gè)前輪作為轉(zhuǎn)向車輪，這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為

19、兩輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為兩輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Two-wheel steering，略，略作作2WS）。）。 為了使汽車具有更好的彎道通過性和操縱穩(wěn)定性，一些為了使汽車具有更好的彎道通過性和操縱穩(wěn)定性，一些汽車在后橋上也安裝了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，前后左右四個(gè)車輪均為轉(zhuǎn)汽車在后橋上也安裝了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，前后左右四個(gè)車輪均為轉(zhuǎn)向車輪，這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向車輪，這樣的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Four-wheel steering 或或all-wheel steering，略作，略作4WS）。）。 汽車采用四輪轉(zhuǎn)向汽車采用四輪轉(zhuǎn)向4WS系統(tǒng)的目的是：在汽車低速系統(tǒng)的目的是：在汽車低速行駛時(shí)，依靠逆向轉(zhuǎn)向前、后

20、車輪的轉(zhuǎn)角方向相反獲得行駛時(shí)，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，改善汽車的操縱性；在汽車以中、高速行較小的轉(zhuǎn)向半徑，改善汽車的操縱性；在汽車以中、高速行駛時(shí)，依靠同向轉(zhuǎn)向前、后車輪的轉(zhuǎn)角方向相同減小汽駛時(shí)，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(yùn)動(dòng)，使汽車可以高速變換行進(jìn)路線，提高轉(zhuǎn)向時(shí)車的橫擺運(yùn)動(dòng)，使汽車可以高速變換行進(jìn)路線，提高轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性。的操縱穩(wěn)定性。4WS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一般布置形式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一般布置形式1-車速傳感器；車速傳感器；2-方向盤轉(zhuǎn)角傳感器；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器；3-車輪轉(zhuǎn)速傳車輪轉(zhuǎn)速傳感器；感器；4-后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)；后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)；5-

21、后輪轉(zhuǎn)角傳感器后輪轉(zhuǎn)角傳感器（a2WS車車 （b4WS車車 低速轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛軌跡低速轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛軌跡 （a2WS車車 （b4WS車車 中、高速轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱性比較中、高速轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱性比較4WS系統(tǒng)在不同車速下的前后輪轉(zhuǎn)向比率及車輪偏轉(zhuǎn)狀態(tài)系統(tǒng)在不同車速下的前后輪轉(zhuǎn)向比率及車輪偏轉(zhuǎn)狀態(tài)6.5.2轉(zhuǎn)向角比例控制式轉(zhuǎn)向角比例控制式4WS系統(tǒng)系統(tǒng) 所謂轉(zhuǎn)向角比例控制，是指使后輪的偏轉(zhuǎn)方向在低速區(qū)所謂轉(zhuǎn)向角比例控制，是指使后輪的偏轉(zhuǎn)方向在低速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反，在高速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同，與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反，在高速區(qū)與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同，并同時(shí)根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向角度和車速情況控制后輪與前輪偏轉(zhuǎn)并同時(shí)

22、根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向角度和車速情況控制后輪與前輪偏轉(zhuǎn)角度比例。角度比例。轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成 1.系統(tǒng)組成部件系統(tǒng)組成部件1轉(zhuǎn)向樞軸轉(zhuǎn)向樞軸偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的構(gòu)造偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的構(gòu)造 偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的工作原理偏置軸與轉(zhuǎn)向樞軸的工作原理 24WS轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 4WS轉(zhuǎn)換器的作用是驅(qū)動(dòng)從動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器的作用是驅(qū)動(dòng)從動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)2WS向向4WS方式的轉(zhuǎn)換和后輪轉(zhuǎn)向方向與轉(zhuǎn)向角比例控制。方式的轉(zhuǎn)換和后輪轉(zhuǎn)向方向與轉(zhuǎn)向角比例控制。4WS轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器與后輪轉(zhuǎn)向傳感器的工作原理及電壓特性如圖與后輪轉(zhuǎn)向傳感器的工作原理及電壓特性如圖6-23所示。所示。（a

23、后輪執(zhí)行結(jié)構(gòu)后輪執(zhí)行結(jié)構(gòu)4WS轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換器） （b后輪轉(zhuǎn)向傳感器的工作原理與電壓特性后輪轉(zhuǎn)向傳感器的工作原理與電壓特性圖圖6-23 4WS轉(zhuǎn)換器與后輪轉(zhuǎn)向傳感器的工作原理及電壓特性轉(zhuǎn)換器與后輪轉(zhuǎn)向傳感器的工作原理及電壓特性3轉(zhuǎn)向角比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向角比例控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向角比例控制系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向角比例控制系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向ECU、車速傳感器、車速傳感器、4WS轉(zhuǎn)換開關(guān)、轉(zhuǎn)向角比例傳感器和轉(zhuǎn)換開關(guān)、轉(zhuǎn)向角比例傳感器和4WS轉(zhuǎn)換器等組成，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等組成，轉(zhuǎn)向向ECU是控制中心。是控制中心。轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理轉(zhuǎn)向角比例控制式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理2.系統(tǒng)的主要控制功能系統(tǒng)的主要控制功

24、能1轉(zhuǎn)向控制方式的選擇轉(zhuǎn)向控制方式的選擇 當(dāng)通過當(dāng)通過2WS選擇開關(guān)選擇選擇開關(guān)選擇2WS方式時(shí)，方式時(shí)，ECU控制控制4WS轉(zhuǎn)換器使后輪在任何車速下的轉(zhuǎn)向角為零，這是為習(xí)慣于前轉(zhuǎn)換器使后輪在任何車速下的轉(zhuǎn)向角為零，這是為習(xí)慣于前輪轉(zhuǎn)向的駕駛?cè)嗽O(shè)置的；在輪轉(zhuǎn)向的駕駛?cè)嗽O(shè)置的；在4WS方式下，駕駛員還可根據(jù)駕方式下，駕駛員還可根據(jù)駕駛習(xí)慣和行駛情況通過駛習(xí)慣和行駛情況通過4WS轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行NORM 工況與工況與SPORT工況的變換，對(duì)后輪轉(zhuǎn)向角比例控制特性進(jìn)行選擇。工況的變換，對(duì)后輪轉(zhuǎn)向角比例控制特性進(jìn)行選擇。2轉(zhuǎn)向角比例控制轉(zhuǎn)向角比例控制 當(dāng)選定當(dāng)選定4WS方式時(shí)，方式時(shí)，ECU根

25、據(jù)車速信號(hào)和轉(zhuǎn)向角比例傳根據(jù)車速信號(hào)和轉(zhuǎn)向角比例傳感器信號(hào)，計(jì)算車速與轉(zhuǎn)向角的實(shí)際數(shù)值，控制感器信號(hào)，計(jì)算車速與轉(zhuǎn)向角的實(shí)際數(shù)值，控制4WS轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)后輪轉(zhuǎn)向角控制比例。電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)后輪轉(zhuǎn)向角控制比例。3安全保障功能安全保障功能 當(dāng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，4WS故障警告燈將點(diǎn)亮，故障警告燈將點(diǎn)亮，并在并在ECU中記憶故障部位，同時(shí)，后備系統(tǒng)實(shí)施以下控制。中記憶故障部位，同時(shí)，后備系統(tǒng)實(shí)施以下控制。當(dāng)當(dāng)4WS轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，ECU驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)工作，使后輪以工作，使后輪以NORM模式與前輪作同向轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)

26、模式與前輪作同向轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)車速進(jìn)行轉(zhuǎn)向角比例控制。車速進(jìn)行轉(zhuǎn)向角比例控制。當(dāng)車速傳感器發(fā)生故障時(shí)，當(dāng)車速傳感器發(fā)生故障時(shí)，ECU取取SP1和和SP2兩個(gè)車速傳兩個(gè)車速傳感器中輸出車速信號(hào)高的為依據(jù)，控制感器中輸出車速信號(hào)高的為依據(jù)，控制4WS轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換器主電動(dòng)機(jī)僅進(jìn)行同向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角比例控制。僅進(jìn)行同向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向角比例控制。當(dāng)轉(zhuǎn)向角比例傳感器發(fā)生故障時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向角比例傳感器發(fā)生故障時(shí)，ECU驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)4WS轉(zhuǎn)換器輔轉(zhuǎn)換器輔助電動(dòng)機(jī)使后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向最大值，并終止轉(zhuǎn)向角助電動(dòng)機(jī)使后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向最大值，并終止轉(zhuǎn)向角比例控制。如果輔助電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，則通過驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)比例控制

27、。如果輔助電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，則通過驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)完成這一控制。完成這一控制。當(dāng)當(dāng)ECU出現(xiàn)異常時(shí)，出現(xiàn)異常時(shí)，4WS輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪至與前輪同輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪至與前輪同向轉(zhuǎn)向最大值位置，以避免后輪處于反向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并終止向轉(zhuǎn)向最大值位置，以避免后輪處于反向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并終止轉(zhuǎn)向角比例控制。當(dāng)后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)，后輪轉(zhuǎn)向角比例控制。當(dāng)后輪處于與前輪同向轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)，后輪的最大轉(zhuǎn)向角很小，且有利于確保高速轉(zhuǎn)向時(shí)的方向穩(wěn)定性。的最大轉(zhuǎn)向角很小，且有利于確保高速轉(zhuǎn)向時(shí)的方向穩(wěn)定性。6.5.3橫擺角速度比例控制式橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng)系統(tǒng) 橫擺角速度比例控制是一種能根據(jù)檢測(cè)出的車身橫擺角橫

28、擺角速度比例控制是一種能根據(jù)檢測(cè)出的車身橫擺角速度來控制后輪轉(zhuǎn)向量的控制方法。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(diǎn)：一是它可它與轉(zhuǎn)向角比例控制相比，具有兩方面優(yōu)點(diǎn)：一是它可以使汽車的車身方向從轉(zhuǎn)向初期開始就與其行進(jìn)方向保持高以使汽車的車身方向從轉(zhuǎn)向初期開始就與其行進(jìn)方向保持高度一致；二是它可以通過檢測(cè)車身橫擺角速度感知車身的自度一致；二是它可以通過檢測(cè)車身橫擺角速度感知車身的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 因此，即使有外力如橫向風(fēng)等引起車身自轉(zhuǎn)，也能因此，即使有外力如橫向風(fēng)等引起車身自轉(zhuǎn)，也能馬上感知到，并可迅速通過對(duì)后輪的轉(zhuǎn)向控制來抑制自轉(zhuǎn)運(yùn)馬上感知到，并可迅速通過對(duì)

29、后輪的轉(zhuǎn)向控制來抑制自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。1.系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成橫擺角速度比例控制式橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng)的組成如系統(tǒng)的組成如6-25所示。所示。a-液壓泵；液壓泵；b-分流器；分流器；c-前動(dòng)力轉(zhuǎn)向器；前動(dòng)力轉(zhuǎn)向器；d-后轉(zhuǎn)向助力器；后轉(zhuǎn)向助力器；e-帶輪傳動(dòng)組件；帶輪傳動(dòng)組件；f-轉(zhuǎn)角傳動(dòng)拉索；轉(zhuǎn)角傳動(dòng)拉索；g-前帶輪；前帶輪；h-后帶輪；后帶輪；l、2-輪速傳感器；輪速傳感器；3-車速傳感器；車速傳感器；4-擋位開關(guān)；擋位開關(guān)；5-油面高度傳感器；油面高度傳感器；6-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角傳感器；角傳感器；7-橫擺角速度傳感器；橫擺角速度傳感器；8-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器；9-轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)向

30、電動(dòng)機(jī)；10-ABS ECU；11-4WS ECU橫擺角速度比例控制式橫擺角速度比例控制式4WS系統(tǒng)系統(tǒng)1前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)圖圖6-26 前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1-方向盤；方向盤；2-齒輪齒條副；齒輪齒條副；3-液壓油缸；液壓油缸；4-齒條端部；齒條端部；5-控制齒條；控制齒條；6-前帶輪；前帶輪；7-轉(zhuǎn)角傳動(dòng)拉索；轉(zhuǎn)角傳動(dòng)拉索；8-彈簧；彈簧；9-帶輪傳動(dòng)組件帶輪傳動(dòng)組件2后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 圖圖6-27 后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1-后帶輪；后帶輪；2-凸輪推桿；凸輪推桿；3-襯套；襯套；4-滑閥；滑閥；5-主動(dòng)齒輪；主動(dòng)齒輪；6-脈動(dòng)電動(dòng)機(jī)；脈動(dòng)電動(dòng)機(jī)；7-從動(dòng)齒從動(dòng)齒輪；輪

31、；8-閥控制桿；閥控制桿；9-液壓缸右室；液壓缸右室；l0、12-功率活塞；功率活塞；11-液壓缸軸；液壓缸軸；13-液壓缸左液壓缸左室；室；14-彈簧；彈簧；15-閥套筒；閥套筒；16-控制凸輪控制凸輪2.控制原理控制原理1后輪轉(zhuǎn)角控制后輪轉(zhuǎn)角控制 方向盤轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系如圖方向盤轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系如圖6-28所示。圖所示。圖6-28中中的后輪轉(zhuǎn)角特性是由機(jī)械轉(zhuǎn)向與電動(dòng)轉(zhuǎn)向特性合成后得到的。的后輪轉(zhuǎn)角特性是由機(jī)械轉(zhuǎn)向與電動(dòng)轉(zhuǎn)向特性合成后得到的。圖圖6-28 方向盤轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系方向盤轉(zhuǎn)角與后輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系大轉(zhuǎn)角控制機(jī)械式轉(zhuǎn)向）。大轉(zhuǎn)角控制機(jī)械式轉(zhuǎn)向）。 圖圖6-29 大轉(zhuǎn)角控制原理大轉(zhuǎn)角控制原理1-前帶輪；前帶輪；2-滑閥；滑閥；3-支點(diǎn)支點(diǎn)A；4-閥控制桿；閥控制桿；5-液壓缸軸；液壓缸軸；6-功率活塞；功率活塞；7-閥套筒；閥套筒；8-控制凸輪控制凸輪小轉(zhuǎn)角控制電控轉(zhuǎn)向）。小轉(zhuǎn)角控制電控轉(zhuǎn)向）。 （a閥控制桿的運(yùn)動(dòng)閥控制桿的運(yùn)動(dòng) （b整體的運(yùn)動(dòng)整體的運(yùn)動(dòng) 圖圖6-30 小轉(zhuǎn)角控制原理小轉(zhuǎn)角控制原理 1-閥套筒；閥套筒；2-滑閥；滑閥；3-支點(diǎn)支點(diǎn)A；4-從動(dòng)齒輪；從動(dòng)齒輪；5-閥控制桿閥控制桿2使汽車滑移角為零的控制使