電子控制動力轉(zhuǎn)向和空氣懸架系統(tǒng)

1、第10章 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體功能和要求電液控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和基本原理電動油泵電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)電控電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的組成和基本原理10.1 概述10.1.1 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1、減小轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱力2、根據(jù)車速的高低和行駛條件的變化（靜態(tài)或動態(tài)；好路或壞路），提供合適的轉(zhuǎn)向助力，提高汽車行駛的安全性、操縱性和穩(wěn)定性。3、當(dāng)遇到巨大的單邊沖擊或爆胎時(shí)，轉(zhuǎn)向輪會猛然向一方偏轉(zhuǎn)，阻止車輪偏轉(zhuǎn)，從而提高了汽車行駛的安全性。10.1.2 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體功能和要求1、原地轉(zhuǎn)向或汽車低車速行駛轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)操縱輕便，路感良好。2、中、高速行駛轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)根據(jù)車速

2、的高低，適當(dāng)助力。3、失效安全保護(hù)，即轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)失效后，仍能維持手動機(jī)械轉(zhuǎn)向，但方向盤所需的操縱力變大，仍能維持安全行駛。10.1.3電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類1、電液控液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)2、電控電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS10.2電液控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10.2.1電液控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電液控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由儲液罐1、轉(zhuǎn)向油泵18、轉(zhuǎn)向齒輪箱2、動力缸7、電磁閥15、車速傳感器17、液流分配閥14、ECU等組成。其中，轉(zhuǎn)向齒輪箱又由動力轉(zhuǎn)向控制閥、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器、液壓反應(yīng)裝置等組成。10.22電液控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理1低車速轉(zhuǎn)向或停車轉(zhuǎn)向時(shí)在低車速轉(zhuǎn)向或停車轉(zhuǎn)向時(shí)，此時(shí)車速低或?yàn)榱?，EC

3、U接收到車速傳感器的小車速信號后，ECU即給電磁閥輸送一個(gè)大電流，電磁閥閥口開大，對控制閥軸桿上的液壓反應(yīng)力較小。此時(shí)，給駕駛員一個(gè)較小的轉(zhuǎn)向感覺。此時(shí)，駕駛員只需施加一個(gè)較小的轉(zhuǎn)向盤力，即和扭桿的扭轉(zhuǎn)力矩相等的力。因此，在低車速轉(zhuǎn)向時(shí)，通過小的轉(zhuǎn)向盤力就可以產(chǎn)生大的液壓助力。2中高速小轉(zhuǎn)向時(shí)汽車中高速行駛時(shí)，當(dāng)方向盤從直線前進(jìn)狀態(tài)轉(zhuǎn)入小轉(zhuǎn)動量狀態(tài)，即小轉(zhuǎn)向時(shí)，控制閥軸根據(jù)扭桿的扭轉(zhuǎn)角度而轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)閥內(nèi)的油壓增加，轉(zhuǎn)閥內(nèi)的油液通過液流控制閥流到液壓反應(yīng)室。同時(shí)，當(dāng)車速升高時(shí)，ECU接收到車速傳感器的中高車速信號后，ECU即給電磁閥輸送的電流減小，電磁閥開度減小直至關(guān)閉，從轉(zhuǎn)閥中來的較大的油壓通過

4、液流控制閥流到液壓反應(yīng)室，較大的液壓力作用在液壓反應(yīng)室的活塞上，該液壓反應(yīng)力傳遞到方向盤，給駕駛員一個(gè)中等的轉(zhuǎn)向感覺。3中高速大轉(zhuǎn)向時(shí) 在中高速大轉(zhuǎn)向時(shí)，即中高速且方向盤轉(zhuǎn)角又大時(shí)，轉(zhuǎn)閥內(nèi)的油壓進(jìn)一步增加。同時(shí)，因中高速時(shí)電磁閥關(guān)小或關(guān)閉，并且大轉(zhuǎn)向時(shí)因油壓高而使液流控制閥關(guān)閉。因此，液壓反應(yīng)室中壓力的增大，僅僅是根據(jù)流過管孔液流量的增大而增大。相應(yīng)地，液壓反應(yīng)力隨著轉(zhuǎn)向角的增大而增大，這使轉(zhuǎn)向盤的反應(yīng)力在高速大轉(zhuǎn)向角時(shí)保持較大的值，以提醒駕駛員集中注意力。10.3電動油泵電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10.3.1大眾POLO車電動油泵液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)由一體化的電腦EPS/ECU、直流電機(jī)、

5、轉(zhuǎn)子式油泵和控制閥（分配閥、扭桿）、轉(zhuǎn)角傳感器、動力缸、齒輪和齒條等組成 1.電腦EPS/ECU 與電控噴射系統(tǒng)的電腦EFI/ECU和CAN數(shù)據(jù)總線聯(lián)網(wǎng)，綜合信號共享，分別控制。根據(jù)轉(zhuǎn)向工況的需求，以不同的電流值，控制和調(diào)節(jié)電動油泵的流量和油壓。2.電動油泵 轉(zhuǎn)子式油泵由直流電機(jī)驅(qū)動。3轉(zhuǎn)角傳感器信號 轉(zhuǎn)角傳感器采用光電式，安裝于方向盤的轉(zhuǎn)軸上。4發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號SP和車速信號VSS由CAN數(shù)據(jù)總線提供信號，用來判定發(fā)動機(jī)和汽車的運(yùn)動狀態(tài)（靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動狀態(tài)），及車速的高低。5控制閥及動力缸扭桿式的分配閥完成“漸進(jìn)隨動”轉(zhuǎn)向控制和安全保護(hù)等8項(xiàng)功能：（1）不轉(zhuǎn)-不助； （2）小轉(zhuǎn)-小助； （3）

6、大轉(zhuǎn)-大助； （4）停轉(zhuǎn)-停助、維持； 5）車速低、助力大-輕便； （6）車速高、助力小-有手感，防止發(fā)飄。 （7）單邊沖擊或爆胎-反向助力，保位直行； （8）助力系統(tǒng)失效-仍能手動機(jī)械轉(zhuǎn)向。10.4 電控電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)10.4.1電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS的優(yōu)點(diǎn)1）EPS系統(tǒng)只在轉(zhuǎn)向時(shí)電動機(jī)才提供助力，因而能減少能量消耗，并能在各種行駛工況下提供最佳的轉(zhuǎn)向助力。2）減小了由于路面不平所引起的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的干擾，提高汽車的主動安全性。3）系統(tǒng)安裝簡便，自由度大，而且成本低，無漏油故障的發(fā)生，它比常規(guī)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)具有更好的通用性。10.4.2電控電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS的組成電控電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)

7、EPS由裝在轉(zhuǎn)向器輸入端的轉(zhuǎn)矩傳感器、電磁離合器、電動機(jī)及變速器（減速機(jī)構(gòu)）、電腦（EPS/ECU）等元件組成 10.4.4三種轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理1光電式轉(zhuǎn)矩傳感器光電式轉(zhuǎn)矩傳感器由遮光圓盤和光電管組成，它是屬于非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器。 2磁電式轉(zhuǎn)矩傳感器磁電式轉(zhuǎn)矩傳感器中，有兩對磁極環(huán)，相對安裝，連接輸入和輸出軸，以磁性連接替代了彈性連接的扭力桿，它為非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器，體積小、輸出的信號值精度高。3磁阻式轉(zhuǎn)矩傳感器（奧迪車系）輸入軸上裝有多極磁環(huán)，輸出軸上裝有磁阻元件MRE，兩者用扭力桿彈性連接，可相對角位移。轉(zhuǎn)向時(shí)扭力桿變形，多極磁環(huán)旋轉(zhuǎn)，引起磁通的變化，使磁阻元件的阻值發(fā)生變化，因而輸出

8、電壓發(fā)生變化，它就是轉(zhuǎn)向助力的度量值，此信號輸出給電腦EPS/ECU。 10.5 汽車的電控四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS） 四輪轉(zhuǎn)向是指前、后輪都能轉(zhuǎn)向，能實(shí)現(xiàn)同相位轉(zhuǎn)向和異相位轉(zhuǎn)向，對后輪轉(zhuǎn)角能進(jìn)行異相位修正，能有效地控制汽車不足轉(zhuǎn)向特性的保持，使汽車在連續(xù)同向轉(zhuǎn)向狀態(tài)下能高速安全行駛 。10.5.1 機(jī)械傳動電子控制系統(tǒng)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成10.5.2 液壓傳動電子控制方式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第9章 電子控制空氣懸架系統(tǒng)電控空氣懸架系統(tǒng)的功能電控空氣懸架系統(tǒng)的基本組成、控制原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電控空氣懸架系統(tǒng)中彈簧剛度調(diào)節(jié)、減振器阻尼力調(diào)節(jié)、車身高度調(diào)節(jié)的基本方法。9.1 概 述 電控空氣懸架是利用壓縮空氣充當(dāng)彈簧

9、起作用，彈簧的剛度和車身的高度是根據(jù)汽車行駛狀況進(jìn)行自動控制，減振器的減振力控制也用來抑制汽車行駛和停止中車身姿勢的變化。其具體功能有三個(gè)方面：（1）在水平路面上高速行駛時(shí)，使車身變低、彈簧變軟，以提高舒服性。（2）在凹凸不平的路面行駛時(shí)，車身變高，使懸架變硬，以消除顛波，提高通過性。（3）防止縱向仰頭和栽頭及橫向傾斜，保持前照燈光軸不變，提高安全性?？諝鈶壹艿目刂瓢p振力和彈簧剛度控制以及汽車高度控制兩方面?？諝鈶壹艿目刂瓢p振力和彈簧剛度控制以及汽車高度控制兩方面。9.1.1減振力和彈簧剛度的控制1、防側(cè)傾控制2、防制動栽頭控制3、防后坐控制4、高速控制5、不平道路、顛動或跳動控制9.

10、1.2汽車高度控制1、自動水平控制2、高速控制3、點(diǎn)火開關(guān)OFF控制9.2 電控空氣懸架的組成 空氣懸架包括：每一車輪有一個(gè)可充氣的氣缸和減振器；一個(gè)空氣壓縮機(jī)；干燥器；各種控制閥；高度控制傳感器；轉(zhuǎn)向角度傳感器等，能精確地檢測車身高度和行駛狀態(tài)?？諝鈶壹芟到y(tǒng)的組成各種車系的空氣懸架控制系統(tǒng)，都由傳感器、懸架ECU、控制開關(guān)、懸架執(zhí)行器等4部分組成 豐田雷克薩斯LS-400車系空氣懸架控制系統(tǒng)的電路圖 9.3 空氣懸架剛度及阻尼力調(diào)節(jié)9.3.1空氣懸架剛度的調(diào)節(jié) 主、副氣室之間的通路靠氣閥控制，開關(guān)氣閥的控制桿由懸架控制執(zhí)行器驅(qū)動，當(dāng)氣閥處于不同的位置時(shí)，即大開、小開、關(guān)閉時(shí)，可實(shí)現(xiàn)空氣彈簧低

11、、中、高三種狀態(tài)的剛度調(diào)節(jié)。 懸架剛度的調(diào)節(jié)原理9.3.2懸架阻尼的調(diào)節(jié)懸架阻尼大小的調(diào)節(jié)是通過改變減振器阻尼孔截面積的大小實(shí)現(xiàn)的 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由永久磁鐵制成，定子有兩對磁極，其上繞有A-B、C-D兩相繞組，其基本工作原理。當(dāng)電流從A B繞組的A端流入，B端流出時(shí)，永磁轉(zhuǎn)子將在定子磁極磁場作用下，處于“低狀態(tài)”位置；當(dāng)A-B繞組不通電，C-D繞組接通電源時(shí)，永磁轉(zhuǎn)子處于“高狀態(tài)”位置；當(dāng)電流從A-B繞組的B端流入，A端流出時(shí)永磁轉(zhuǎn)子處于圖示“中狀態(tài)”位置。9.3.3車身高度的調(diào)節(jié) 車身高度調(diào)節(jié)裝置由空氣壓縮機(jī)、直流電機(jī)、高度控制電磁閥、排氣電磁閥、調(diào)壓閥、空氣干燥器等組成。9.4 空氣懸架系

12、統(tǒng)主要組成部件結(jié)構(gòu)原理9.4.1懸架控制開關(guān)懸架控制開關(guān)安裝在變速器操作手柄附近，是兩個(gè)蹺板式開關(guān)，它包括：1LRC開關(guān)選擇減振器阻尼力和彈簧剛度（SPORT-運(yùn)動自動；NORM-正常自動），LRC關(guān)的操作可通過儀表盤中的指示燈顯示出來，處于“SPORT”時(shí)，儀表盤中“SPORT”燈亮；處于“NORM”時(shí)，指示燈滅。2.高度控制開關(guān)選擇汽車目標(biāo)高度（HEIGHT-高；NORM-正常），高度控制開關(guān)的操作，也通過儀表盤中的“NORM”和“HI”燈顯示，高度控制開關(guān)變換到一個(gè)位置時(shí)，很快顯示，但離達(dá)到目標(biāo)高度需要一定時(shí)間。9.4.2高度控制ON/OFF開關(guān) 安裝在汽車的后背廂中，其作用是允許或禁止

13、汽車高度調(diào)節(jié)時(shí)使用9.4.3轉(zhuǎn)向角度傳感器 轉(zhuǎn)向角度傳感器安裝在轉(zhuǎn)向軸上，并檢測轉(zhuǎn)向的方向和角度。這個(gè)傳感器由一個(gè)帶槽的圓盤和一對遮光器組成，帶槽圓盤隨方向盤一起轉(zhuǎn)動。每個(gè)遮光器是由一個(gè)發(fā)光二極管LED和一個(gè)光敏晶體管組成，彼此面對面相對安裝，它將兩個(gè)部件之間光信號轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號。9.4.4 高度控制傳感器 高度控制傳感器安裝在每個(gè)油氣缸懸架上，持續(xù)不斷地檢測車身與懸架下臂之間的距離，每個(gè)傳感器由一個(gè)有槽圓盤和4對遮光器組成，有槽圓盤與連接桿合成一個(gè)組件并隨之一起旋轉(zhuǎn)，有槽圓盤的LED與每個(gè)遮光器的光敏晶體管之間旋轉(zhuǎn) 。9.4.5高度控制用空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)和電機(jī)提供壓縮空氣以增加汽車高度，壓縮機(jī)使用往復(fù)活塞和連桿式，壓縮電機(jī)是直流電機(jī)。9.4.6高度控制干燥器和排氣閥高度控制干燥器分離壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣中的水分，其中充滿氧化硅膠。 高度控制排氣閥固定在干燥器的末端，當(dāng)它接收到ECU發(fā)出的降低汽車高度信號時(shí)，它從系統(tǒng)中釋放壓縮空氣到大氣中。9.4.7第1和第2高度控制閥按照懸架ECU的信號，高度控制閥控制壓縮空氣流向或流出可充氣氣缸，ECU使高度控制閥的電磁線圈通電后，電磁線圈將高度控制閥打開并將壓縮空氣引向充氣氣缸，從而使汽車高度上升。9.4.8懸架控制執(zhí)行器懸架控制執(zhí)行器驅(qū)動減振器的旋轉(zhuǎn)閥和可充氣氣缸的空氣閥，持續(xù)不斷地改變減振器減振力和懸架彈簧剛度。 9.4.9可充氣氣