第10章汽車控制系統(tǒng)ppt課件

1、汽車電器與電子控制系統(tǒng)主講：伍時和三亞學(xué)院 理工學(xué)院第十章 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第十章 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng).第一節(jié) 概述第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理第三節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡單模型與運(yùn)動特性第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)例第六節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)第十章第十章 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng).第一節(jié) 概述一、對助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求二、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用3具有執(zhí)行行駛的穩(wěn)定性。自動回正功能4有隨動作用。汽車轉(zhuǎn)向角與駕駛員的支配方向角一致。5可靠?？梢员ＷC大力轉(zhuǎn)向的可靠性1可以有效減小支配力。支配力小于250Nm2轉(zhuǎn)向性能好。助力作用快，轉(zhuǎn)向性能好。1功用：

2、以駕駛員支配方向盤為輸入信號，以車輪的角位移為輸出信號的伺服機(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。2產(chǎn)生一定的反向作用力矩，使得司機(jī)具有支配手感。缺陷：具有固定倍率的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車高速轉(zhuǎn)向角顯得過小，反之低速時顯得過大。電子阻力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以抑制這一缺陷。3可以吸收路面對前輪的沖擊力。.制動力分配圖第一節(jié) 概述.第一節(jié) 概述一、對助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求二、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用的組成.第一節(jié) 概述三、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型1傳統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)下頁圖10-21常流式：汽車行駛過程中，方向盤是不轉(zhuǎn)動時，流量控制閥堅(jiān)持在中間位置，油路堅(jiān)持暢通。2常壓式：汽車行駛過程中，無論方向盤能否轉(zhuǎn)動，整個液壓系一

3、致直堅(jiān)持高壓。按液流方式分類缺陷：假設(shè)汽車高速運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整方向盤力感，低速時顯得力感過大。反之，那么在高速時，會感到方向盤處于飄拂覺得。電子阻力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以抑制這一缺陷。 電子阻力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以引入速度信號反響，可以根據(jù)車速的情況，改動調(diào)理阻力轉(zhuǎn)向安裝的反響力感，可以抑制這一缺陷。.第一節(jié) 概述2電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成：電子控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向齒輪箱、油泵、分流閥組成。控制電磁閥。三、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型低速電流大，回流大，高速電流小，回流小。.電子控制器：檢測輪速信號，判別車輛運(yùn)轉(zhuǎn)工況停頓、高速、低速對電磁閥的電流進(jìn)展線性控制，從而到達(dá)控制阻力轉(zhuǎn)向的目的。 力感調(diào)理：低速和大轉(zhuǎn)角時，電流大，電磁閥

4、吸力添加，液壓調(diào)理用的油回流較多，作用在柱塞油壓降低，支配閥軸油壓降低，支配桿力感較小。反之那么產(chǎn)生相反的效果。第一節(jié) 概述三、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型2電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力過程：在轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力作用下，扭桿就可以產(chǎn)生一定的扭矩作用在與驅(qū)動小齒輪固定在一同的旋轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)過一定的角度，使得兩閥的通道口相通，動力缸遭到壓力油的作用，驅(qū)動缸內(nèi)的活塞左右挪動，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力。.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS：利用電動機(jī)的作用作為助力源。 根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向等參數(shù)，由電子控制單元完成助力控制。第一節(jié) 概述三、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型3電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電子控制電源、電動機(jī)、離合器、減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)

5、向軸、手動齒輪組成。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS分類：轉(zhuǎn)向柱助力式、齒輪助力式、齒條助力式。齒輪助力式電動機(jī)固定在轉(zhuǎn)向柱一側(cè)，經(jīng)減速機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向柱助力式電動機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)與小齒輪相連，直接驅(qū)動齒輪助力轉(zhuǎn)向。齒條助力式電動機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動齒條產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)向。.1性能優(yōu)第一節(jié) 概述四、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)2效率高3油耗小4路感好5回正好8運(yùn)用范圍廣9裝配性好，且易于布置6對環(huán)境污染小7可以獨(dú)立于發(fā)動機(jī)任務(wù).系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成：轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電子控制單元、電動機(jī)、離合器、減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向軸。手動齒輪條式轉(zhuǎn)向器構(gòu)成。第一節(jié) 概述三、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型2電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)

6、向系統(tǒng).原理：不轉(zhuǎn)向時，助力電機(jī)不任務(wù)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，與轉(zhuǎn)軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器，不斷地測出作用于轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩，并由此產(chǎn)生一個對應(yīng)的電壓信號；同時，車速傳感器測出車速信號電壓量，這兩路信號被傳送到ECU控制單元，經(jīng)處置后，產(chǎn)生控制指令，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，離合器的離合力矩。產(chǎn)生助力輸出。一、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理系統(tǒng)的組成.一、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理1轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器 在線圈W、V兩端施加脈沖電壓Ui(1)接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器接觸式和非接觸式轉(zhuǎn)矩的大小正比于轉(zhuǎn)角，輸出電壓也正比于，丈量輸出電壓就可以反映轉(zhuǎn)矩的大小。.一、電動助力

7、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理(1)非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器1轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器 在線圈W、V兩端施加脈沖電壓Ui轉(zhuǎn)矩的大小正比于轉(zhuǎn)角，輸出電壓也正比于，丈量輸出電壓就可以反映轉(zhuǎn)矩的大小。.采用電磁感應(yīng)式車速傳感器，安裝在變速器上，傳感器根據(jù)車速的變化，把主、副兩個系統(tǒng)的脈沖信號傳送給ECU，由于是兩個系統(tǒng)，因此信號的可靠性提高了。一、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理2、車速傳感器.一、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理3電動機(jī)EPS電動助力轉(zhuǎn)向，的動力源是電動機(jī)。，功能是根據(jù)ECU發(fā)出的指令，調(diào)整助力的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的輸

8、出轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)具有正反轉(zhuǎn)控制功能?？刂齐娐啡缦聢D。.一、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理4離合器 1滑環(huán)外引線銜接器，2線圈，3壓板，4花鍵，5從動軸，6自動輪， 7滾子軸承，8電動機(jī)。在車速的設(shè)定范圍內(nèi)，線圈2通 以直流12V電壓，將壓板吸合離合，電動機(jī)由ECU根據(jù)司機(jī)的操作方向運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動自動輪旋轉(zhuǎn)，帶動花鍵上的從動輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力。車速超出設(shè)定范圍時，線圈2斷電，轉(zhuǎn)為司機(jī)無助力轉(zhuǎn)向操作。.第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理5減速機(jī)構(gòu)6電子控制單元作用：添加電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。1蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)2雙行星齒輪式減速機(jī)構(gòu)方式：用于：齒輪助力式及齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

9、。用于：轉(zhuǎn)向助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。8位CPU，256zb內(nèi)存RAM，4k的只讀存儲器ROM硬盤以及一個D/A轉(zhuǎn)換器組成。要求：控制算法是關(guān)鍵，呼應(yīng)速度快。.第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任務(wù)原理二、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)任務(wù)原理電子控制器：不轉(zhuǎn)向時，助力電機(jī)不任務(wù)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，與轉(zhuǎn)軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器，不斷地測出作用于轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩，并由此產(chǎn)生一個對應(yīng)的電壓信號；同時，車速傳感器測出車速信號電壓量，這兩路信號被傳送到ECU控制單元，經(jīng)處置后，產(chǎn)生控制指令，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，離合器的離合力矩。產(chǎn)生助力輸出。.第三節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡單模型與運(yùn)動特性一電動助力轉(zhuǎn)向的控制原理.第二節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及任

10、務(wù)原理二電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的任務(wù)原理1助力控制3阻尼控制2回正控制電動機(jī)理想模型的根本方程為 助力控制的過程是經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩作用到機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸、齒輪、齒條上的一種控制方式。圖10-6電動機(jī)控制電路。 阻尼控制是汽車運(yùn)轉(zhuǎn)時為提高高速運(yùn)轉(zhuǎn)直線穩(wěn)定性的一種控制方式。汽車高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，假設(shè)轉(zhuǎn)向過于靈敏，會影響汽車高速行駛的穩(wěn)定性，為此，設(shè)置在死區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)展阻尼控制。 改善轉(zhuǎn)向回正特性的一種控制方式。根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動的方向可以判別轉(zhuǎn)向盤能否處于回正形狀。普通用于低速行駛形狀時的轉(zhuǎn)向控制。.第三節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡單模型與運(yùn)動特性二電動助力轉(zhuǎn)向的控制戰(zhàn)略3阻尼控制電動機(jī)理想模型的根本方程為

11、因此，用一定占空比的PWM信號在電動機(jī)控制電路內(nèi)部使電機(jī)短路電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反電動勢構(gòu)成妨礙電動機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的阻尼轉(zhuǎn)矩，改動占空比，既可以改動阻尼轉(zhuǎn)矩的大小。.第三節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡單模型與運(yùn)動特性三、電動助力轉(zhuǎn)向的控制邏輯 計(jì)算機(jī)控制的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車速感應(yīng)控制型。隨著車速的升高，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力轉(zhuǎn)矩應(yīng)該減小，反之，低速時，助力轉(zhuǎn)矩可以提高，故此，構(gòu)成如下圖的理想控制邏輯組合關(guān)系。.第三節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡單模型與運(yùn)動特性四、電動助力轉(zhuǎn)向的控制流程圖1010控制軟件流程圖。.第三節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡單模型與運(yùn)動特性四、電動助力轉(zhuǎn)向的控制流程圖1010 控制軟件流程圖。采集轉(zhuǎn)矩信號.

12、第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法一、富士重工電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1系統(tǒng)的構(gòu)造特點(diǎn) .第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法一、富士重工電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1系統(tǒng)的構(gòu)造特點(diǎn) 2系統(tǒng)的控制過程 3控制系統(tǒng)的功能.第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法一、富士重工電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3控制系統(tǒng)的功能1控制阻力轉(zhuǎn)矩的功能 .第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法一、富士重工電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3控制系統(tǒng)的功能2自診斷和平安功能 .第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法一、富士重工電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4全電子控制電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)1可以非常靈敏地修正轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向角和車速信號的軟件控制邏輯。可以經(jīng)過軟件自在的設(shè)置轉(zhuǎn)向特性。2根據(jù)轉(zhuǎn)向角進(jìn)展回正控制，根據(jù)轉(zhuǎn)向

13、角速度進(jìn)展阻尼控制，可以利用軟件設(shè)置轉(zhuǎn)向助力特性。3由于只需需求時，電動機(jī)才進(jìn)展運(yùn)轉(zhuǎn)，故此助力損耗和燃油損耗均可以降到最低。4可以利用電動機(jī)慣性的質(zhì)量阻尼效應(yīng)，可以使轉(zhuǎn)向軸的抖顫抖動降低到最小。.第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法二、三菱“米尼卡車電子控制電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) l一車速傳感器，2一速度表引出電纜的部位，3傳動軸，4一副駕駛員腳下部位，5一車速信號(主) ，6一車速信號(副) ， 7一EcPs電子控制器，8一點(diǎn)火電源信號，9一蓄電池信號，10一發(fā)電機(jī)信號，11一指示燈電流信號，12一提高怠速電流信號，13一電動機(jī)電流信號，14一離合器電流信號，15轉(zhuǎn)矩信號(主)，16一轉(zhuǎn)矩信號(副) ，

14、17一電動機(jī)，18一扭桿，19一齒條，20一小齒輪，2l傳動齒輪，22一電動機(jī)齒輪，23一離合器，24一轉(zhuǎn)矩傳感器，25一轉(zhuǎn)向器齒輪總成，26一電動機(jī)與離合器，27一發(fā)動機(jī)電子控制器， 28一怠速提高電磁閥，29一指示燈，30一交流發(fā)電機(jī)(L端子)，31熔絲，32一點(diǎn)火開關(guān)。 .第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法二、三菱“米尼卡車電子控制電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng).第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法二、三菱“米尼卡車電子控制電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖1015 電子控制器電路表示圖1一點(diǎn)火開關(guān)(IGI), 2一交流發(fā)電機(jī)(L端子) , 3一易熔線,4一電動機(jī)與離合器,41一電動機(jī),42一離合器,5一轉(zhuǎn)矩傳感器,51一副傳

15、感器,52一主傳感器,6一自我修正控制，7一發(fā)電檢測，8一電源電路，9一電流極性控制，10一驅(qū)動電路，1l一中間、轉(zhuǎn)向、支配力的檢測，主、副轉(zhuǎn)矩傳感器之差，128bit單片機(jī)，13傳感器、執(zhí)行部件缺點(diǎn)檢測，14一電動機(jī)任務(wù)檢測，15一車速、加減速基準(zhǔn)車速的對比，主副車速傳感器之差，16自診斷測用端子，17一二極管，18一車速傳感器。.第四節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法二、三菱“米尼卡車電子控制電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng).第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)1電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)臺1一蓄電池，2一轉(zhuǎn)向盤，3模擬車速信號，4一模擬發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，5一計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，6一壓力傳感器，7一EPS控制器，8一

16、電動機(jī)， 9一轉(zhuǎn)矩傳感器，10一轉(zhuǎn)向器，11一彈簧加載箱。圖1017 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)臺.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)1電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)臺 圖1018控制器信號接口圖1一點(diǎn)火信號接口， 2一車速接口， 3一轉(zhuǎn)矩傳感器電源正接口， 4一未用接口，5一缺點(diǎn)指示燈接口，6一離合器正接口， 7一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速接口，8一轉(zhuǎn)矩主信號接口，9一轉(zhuǎn)矩傳感器電源負(fù)接口， 10轉(zhuǎn)矩缺點(diǎn)判別接口，11一離合器負(fù)接口， 12一缺點(diǎn)碼接口， 13一電視正接口 ，14一電視負(fù)接口，5一蓄電池正接口 ， 16一蓄電池負(fù)接口。.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)2電動機(jī)電流傳感器的標(biāo)定.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)2電動機(jī)電流傳感器的標(biāo)定3轉(zhuǎn)矩傳感器輸出特性1電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)臺.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)4電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性圖1020轉(zhuǎn)矩傳感器輸出特性.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)4電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)4電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)4電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性.第五節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架實(shí)驗(yàn)4電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性.第六節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢測實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求二、實(shí)驗(yàn)用品三、實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范及規(guī)范四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法.第六節(jié) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢測實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)用品圖102