汽車檢測診斷與維修課件

第七章電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向與

四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一節(jié)電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第二節(jié)電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第三節(jié)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)（4WS）

第一節(jié)電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

一、系統(tǒng)的組成為了說明電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向的整體構(gòu)造和工作原理，圖7-2示出了轉(zhuǎn)向齒輪箱與液壓回路的結(jié)構(gòu)簡圖。圖中沒有標(biāo)出ECU的詳細(xì)部分，僅使用了作為ECU輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號。1轉(zhuǎn)向齒輪箱2分流閥3電磁閥下一頁圖7-2電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖返回第一節(jié)電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三、控制機(jī)構(gòu)目前在汽車上采用的電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)可分為流量控制式、反力控制式和閥靈敏度可變控制式。1流量控制式這是一種通過車速傳感器調(diào)節(jié)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置供應(yīng)的壓力油液，改變油液的輸入輸出流量，以控制轉(zhuǎn)向力的方法。優(yōu)點(diǎn)是，在原來動(dòng)力轉(zhuǎn)向功能上再增加壓力油液流量控制功能即可，可以降低價(jià)格，簡化結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是，當(dāng)流向動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的壓力油液降低到極限值時(shí)，將改變轉(zhuǎn)向控制部分的剛度，使其下降到接近轉(zhuǎn)向剛性。這樣，在低供給油量區(qū)域內(nèi)，對于快速轉(zhuǎn)向會(huì)產(chǎn)生壓力油量不足，降低了響應(yīng)性。流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的基本結(jié)構(gòu)見圖7-4。下一頁上一頁圖7-4日本藍(lán)鳥牌轎車的電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置返回第一節(jié)電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2反力控制式這是一種利用車速傳感器控制反力室油壓，改變壓力油輸入、輸出的增益幅度，以控制轉(zhuǎn)向力的方法，為此，在轉(zhuǎn)向控制閥中設(shè)有反力室。其缺點(diǎn)是價(jià)格高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。其優(yōu)點(diǎn)是具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，而且轉(zhuǎn)向剛性大，駕駛者能確實(shí)感受到路面情況，可以獲得穩(wěn)定的操作手感，所以能按照車速情況進(jìn)行最佳的穩(wěn)定操縱。圖7-5中示出了裝備這種裝置的愛丹娜轎車的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖。

下一頁上一頁第一節(jié)電控液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3閥靈敏度可變控制式這是根據(jù)車速操縱電磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益（閥靈敏度），以控制油壓的方法。這種轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)簡單，部件少，價(jià)格低，而且可以有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度。與反力控制式轉(zhuǎn)向相比，轉(zhuǎn)向剛性差，但可以最大限度地提高原來的彈簧剛度來加以克服。閥靈敏度可變控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置能夠獲得自然的轉(zhuǎn)向感和良好的轉(zhuǎn)向特性。圖7-6示出了89型地平線牌轎車所采用的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。

該裝置的主要部件有轉(zhuǎn)子閥、電磁閥與控制系統(tǒng)等。返回上一頁圖7-6閥靈敏度可變控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置返回第二節(jié)電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的電動(dòng)助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅需要控制電機(jī)電流的方向和幅值，不需要復(fù)雜的控制機(jī)構(gòu)。電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：①電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向齒輪箱可以制成一個(gè)整體，管道、油泵等不需單獨(dú)占據(jù)空間，易于裝車。②基本上只增加電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)，沒有了液壓管道等部件，使整個(gè)系統(tǒng)趨于小型輕量化。③油泵僅在必要時(shí)用來使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以節(jié)能。④因?yàn)榱慵?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。下一頁圖7-10Alto車的EPS系統(tǒng)返回圖7-14控制電路的框圖返回第二節(jié)電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電流控制電路把上述的已成為模擬信號的電流指令與電動(dòng)機(jī)的實(shí)際電流相比較后，產(chǎn)生二者幅度相同的斬波信號。驅(qū)動(dòng)電路收到斬波信號與旋轉(zhuǎn)方向指令信號之后，則輸出指令，驅(qū)動(dòng)功率MOS-FET電路，控制電動(dòng)機(jī)的電流，使其按規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)。2故障診斷與安全保護(hù)控制元件具有故障自我診斷功能，當(dāng)發(fā)生電氣系統(tǒng)故障時(shí)，能自動(dòng)停止助力。同時(shí)，計(jì)算機(jī)可以記憶故障內(nèi)容，并使故障指示燈點(diǎn)亮。維修時(shí)可讀取故障碼，找出故障原因。出現(xiàn)電氣故障后，控制電路停止向電動(dòng)機(jī)供電，在裝有離合器的EPS上，離合器脫開，恢復(fù)到手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。返回上一頁圖7-15低速轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛軌跡返回第三節(jié)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)（4WS）24WS車中高速時(shí)的轉(zhuǎn)向特性直行汽車的轉(zhuǎn)向是由下列兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，即車輛的質(zhì)心點(diǎn)繞改變前進(jìn)方向的轉(zhuǎn)向中心的公轉(zhuǎn)和繞質(zhì)心點(diǎn)的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖7-16為2WS車高速轉(zhuǎn)向時(shí)車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。二、轉(zhuǎn)向角比例控制所謂轉(zhuǎn)向角比例控制就是與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角成比例，在低速區(qū)是逆相而在中高速區(qū)是同相地對后輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱控制。1系統(tǒng)組成圖7-18所示為4WS轉(zhuǎn)向角成比例控制的系統(tǒng)圖。（1）轉(zhuǎn)向樞軸（2）4WS轉(zhuǎn)換器下一頁上一頁圖7-162WS車高速轉(zhuǎn)向的車輛動(dòng)態(tài)返回第三節(jié)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)（4WS）2控制邏輯圖7-21所示為ECU控制流程框圖。通過轉(zhuǎn)向角傳感器、車速傳感器等輸入信號，進(jìn)行以下控制：（1）轉(zhuǎn)向角控制按照圖7-22所示的轉(zhuǎn)向角比控制圖，由主電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。駕駛員通過4WS方式轉(zhuǎn)換開關(guān)，可選擇常規(guī)模式（NORMAL）和運(yùn)動(dòng)模式（SPORT）。（2）2WS選擇功能2WS開關(guān)為ON且變速器為倒擋狀態(tài)時(shí)，因與車速無關(guān)，故將后輪的轉(zhuǎn)向操縱量設(shè)定為零。

（3）安全性控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，在進(jìn)行下列工作的同時(shí)點(diǎn)亮“4WS警告燈”通知駕駛員，而且ECU記憶異常部位。下一頁上一頁圖7-21轉(zhuǎn)向角比例控制4WS控

制流程方框圖返回圖7-22轉(zhuǎn)向角比控制返回圖7-23橫擺角速度比例控制4WS系統(tǒng)的組成圖返回第三節(jié)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)（4WS）2控制狀態(tài)按照前輪的轉(zhuǎn)向量，后輪的轉(zhuǎn)向控制狀態(tài)有大轉(zhuǎn)向角控制和小轉(zhuǎn)向角控制兩種狀態(tài)。（1）大轉(zhuǎn)向角控制（機(jī)械式控制）當(dāng)前輪轉(zhuǎn)向角處在與后輪轉(zhuǎn)向無關(guān)的轉(zhuǎn)向齒條自由行程范圍內(nèi)時(shí)，閥芯與閥套筒之間的相對位置處于中立狀態(tài)。因而，來自油泵的工作油液被排出，且返回到副油箱，動(dòng)力油缸的左右室都成為中立的低油壓，活塞桿在復(fù)位彈簧的作用下停止在中立位置。下一頁上一頁圖7-28前輪轉(zhuǎn)向角與后輪返回參考文獻(xiàn)

1麻友良主編.汽車底盤電子控制系統(tǒng)原理與檢修.遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社，19992王家青主編.廣州本田雅閣轎車使用與維修手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013付百學(xué)編著.汽車電子控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20004鄒長庚主編.現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)構(gòu)造原理與故障診斷.北京：北京理工大學(xué)出版