現(xiàn)代汽車新技術(shù)概論（第2版）電子課件5-11章

現(xiàn)代汽車新技術(shù)概論第五章現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)第五章現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)【教學(xué)目標(biāo)】

掌握液壓式EPS、電動(dòng)式EPS的結(jié)構(gòu)及工作原理和控制方法，四輪轉(zhuǎn)向的工作原理和工作方法【教學(xué)要求】上一頁(yè)下一頁(yè)知識(shí)要點(diǎn)能力要求相關(guān)知識(shí)液壓式EPS熟悉按不同分類方式得到的液壓式EPS的基本原理流量控制式、反力控制式和閥靈敏度控制式的基本組成結(jié)構(gòu)及工作原理電動(dòng)式EPS熟悉電動(dòng)式EPS的組成、原理與特點(diǎn)熟練掌握電動(dòng)式EPS的基本原理，以及主要組成部件的原理四輪轉(zhuǎn)向熟練掌握四輪轉(zhuǎn)向原理和特點(diǎn)，重點(diǎn)掌握四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和原理分別理解和掌握轉(zhuǎn)向角比例控制、橫擺角速度比例控制和車速前饋控制的基本組成及控制系統(tǒng)第五章現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)5-1

液壓式EPS1、流量控制式EPS2、反力控制式EPS

3、閥靈敏度控制式EPS5-2電動(dòng)式EPS5-3四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

5.3.1轉(zhuǎn)向角比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

5.3.2橫擺角速度比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

5.3.3車速前饋控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5-4

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介本章小結(jié)

上一頁(yè)下一頁(yè)5-1

液壓式EPS

液壓式EPS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度控制式3種形式。1.流量控制式EPS

流量控制式EPS是根據(jù)車速傳感器信號(hào)，調(diào)節(jié)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中油液的輸入、輸出流量和壓力，來(lái)控制液壓動(dòng)力的大小的。一般是在液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上增加流量控制電磁閥、車速傳感器、電子控制單元和控制開(kāi)關(guān)等元件構(gòu)成的，如圖所示上一頁(yè)下一頁(yè)返回流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（凌志轎車）1—?jiǎng)恿D(zhuǎn)向油缸；2—電磁閥；3—?jiǎng)恿D(zhuǎn)向控制閥；4—ECU；5—車速傳感器上一頁(yè)下一頁(yè)返回

流量控制式EPS可分為分流電磁閥控制式和旁通流量控制閥式。

1)分流電磁閥控制式凌志轎車動(dòng)力轉(zhuǎn)向的基本原理如圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生的液壓油被送到控制閥。汽車直線行駛時(shí)，控制閥處于中間位置，液壓油將流過(guò)控制閥進(jìn)入泄流口并返回儲(chǔ)液罐中。此時(shí)，動(dòng)力缸活塞兩邊的壓力相等，活塞不會(huì)向某一方移動(dòng)；而當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向主軸轉(zhuǎn)向任何一方時(shí)，控制閥都會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并關(guān)閉一個(gè)液壓通道，使另一個(gè)液壓通道開(kāi)得更大，液壓油被送到活塞一側(cè)，在活塞兩側(cè)形成壓力差，把活塞推向壓力小的一側(cè)，起到轉(zhuǎn)向助力的作用。

(a)汽車直線行駛時(shí)

(b)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)

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凌志轎車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在動(dòng)力轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上增加了分流電磁閥、電子控制單元、車速傳感器等部件工作過(guò)程：汽車行駛時(shí)由車速傳感器檢測(cè)汽車速度，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送給電子控制單元，電子控制單元通過(guò)車速信號(hào)的大小來(lái)發(fā)出指令控制分流電磁閥電流的占空比，進(jìn)而控制油道的開(kāi)度大小，調(diào)節(jié)控制轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸助力的大小

控制的原則：車速較低時(shí)，所需的轉(zhuǎn)向操縱力較小；車速較高時(shí)，轉(zhuǎn)向所需的操縱力適當(dāng)增大

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向原理圖

電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向電路2)旁通流量控制閥式

日產(chǎn)藍(lán)鳥(niǎo)轎車上曾使用的流量控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如下圖所示。其特點(diǎn)是在普通液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加旁通流量控制閥、車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器、電子控制單元和控制開(kāi)關(guān)等裝置。在轉(zhuǎn)向液壓泵與轉(zhuǎn)向機(jī)體之間設(shè)有旁通管路，由流量控制閥控制。藍(lán)鳥(niǎo)轎車電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1—?jiǎng)恿D(zhuǎn)向油罐；2—轉(zhuǎn)向柱；3—轉(zhuǎn)向角速度傳感器；4—電子控制單元；5—轉(zhuǎn)向角速度增幅傳感器；6—旁通流量控制閥；7—電磁線圈；8—轉(zhuǎn)向齒輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；9—液壓泵電子控制單元根據(jù)車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器和控制開(kāi)關(guān)等信號(hào)和汽車的行駛狀態(tài)，向旁通流量控制閥發(fā)出控制信號(hào)，控制閥控制旁通流量，調(diào)整向轉(zhuǎn)向器供油流量的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)液壓活塞兩側(cè)的油壓差，如右圖所示。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖主要部件的結(jié)構(gòu)和工作原理如下

旁通流量控制閥的結(jié)構(gòu)1—流量主孔；2—主滑閥；3—電磁線圈柱塞；4—調(diào)節(jié)螺釘；5—電磁線圈；6—節(jié)流孔；7—穩(wěn)壓滑閥①旁通流量控制閥旁通流量控制閥如圖所示，閥體內(nèi)主要有主滑閥2和穩(wěn)壓滑閥7。主滑閥的右端與電磁線圈柱塞3連接，主滑閥在電磁線圈的作用力下移動(dòng)，改變主滑閥左端的流量主孔1的流通面積調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘4可以調(diào)節(jié)旁通流量的大小。

穩(wěn)壓滑閥的作用是保持流量主孔前后壓差的穩(wěn)定。若轉(zhuǎn)向負(fù)荷的變化使流量主孔前后壓差偏離設(shè)定值(與穩(wěn)壓滑閥左側(cè)彈簧壓力相關(guān))時(shí)，穩(wěn)壓滑閥將在其左側(cè)彈簧壓力和右側(cè)油壓的作用下發(fā)生滑移。如果壓差大于設(shè)定值，則滑閥左移，使節(jié)流孔開(kāi)口面積減小，流入到流量主孔的液壓油量減少，前后壓差減??；如果壓差小于設(shè)定值，則滑閥右移，使節(jié)流孔開(kāi)口面積增大，流人到流量主孔的液壓油量增多，前后壓差增大。流量主孔前后壓差的穩(wěn)定，確保了旁通流量的大小與主滑閥控制的流量主孔的開(kāi)口面積相關(guān)。②轉(zhuǎn)向角速度傳感器

轉(zhuǎn)角速度傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu)方向盤(pán)轉(zhuǎn)向角速度傳感器用于檢測(cè)方向盤(pán)是否位于中間位置及方向盤(pán)的偏轉(zhuǎn)方向度和偏轉(zhuǎn)速度。常采用光電式轉(zhuǎn)角速度傳感器，結(jié)構(gòu)和安裝位置如圖右所示。在方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向軸上裝有一個(gè)帶窄縫的遮光盤(pán)，窄縫呈等距均勻分布，傳感器的光電元件由發(fā)光二極管和光敏接收元件---—光敏三極管組成，相對(duì)裝在遮光盤(pán)兩側(cè)。當(dāng)方向盤(pán)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)圓盤(pán)偏轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器的發(fā)光二極管的光線通過(guò)窄縫圓盤(pán)空隙、或被遮光盤(pán)遮擋，從而光敏接收元件就有ON、OFF變換，形成脈沖信號(hào)。光電式傳感器的工作原理和電路原理如下圖所示。方向盤(pán)偏轉(zhuǎn)時(shí)，遮光盤(pán)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使傳感器之間的光束產(chǎn)生通斷變化，遮光盤(pán)的這種反復(fù)開(kāi)、關(guān)狀態(tài)形成與轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角成一定比例的數(shù)字脈沖信號(hào)。轉(zhuǎn)向控制裝置可根據(jù)此信號(hào)的變化來(lái)判斷方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。一般傳感器在結(jié)構(gòu)上采用兩組光電耦合器，兩個(gè)遮光器在安裝上使它們的“ON”、“OFF”變換的相位錯(cuò)開(kāi)一定的角度，可根據(jù)檢測(cè)到的脈沖信號(hào)的相位差來(lái)判斷方向盤(pán)的偏轉(zhuǎn)方向。即通過(guò)判斷哪個(gè)遮光器先轉(zhuǎn)變?yōu)椤癘N”狀態(tài)，轉(zhuǎn)向軸的就偏轉(zhuǎn)哪個(gè)方向。當(dāng)左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)光敏接收元件總是先于右側(cè)光敏接收元件達(dá)到“ON”狀態(tài)；而右轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)光敏接收元件總是先于左側(cè)光敏接收元件達(dá)到“ON”狀態(tài)。（a）工作原理（b）電路原理光電式傳感器的工作原理及電路原理3種轉(zhuǎn)向力特性曲線

④電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電路

如圖所示，系統(tǒng)中電子控制單元接收車速傳感器、轉(zhuǎn)向角速度傳感器及變換開(kāi)關(guān)的信號(hào)，用以控制旁通流量控制閥的電流，本身具有故障自診斷功能。流量控制式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過(guò)車速傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置供應(yīng)油壓，這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是在原來(lái)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向功能的基礎(chǔ)上增加了壓力油流量控制功能，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。當(dāng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的壓力油降低到極限值時(shí)，快速轉(zhuǎn)向會(huì)產(chǎn)生壓力不足，并且響應(yīng)速度較慢，推廣應(yīng)用受到一定的限制③轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

駕駛員利用儀表板上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可以選擇適應(yīng)不同行駛條件的轉(zhuǎn)向力特性曲線，如圖所示為3種轉(zhuǎn)向力特性曲線2.反力控制式EPS

反力控制式EPS主要由轉(zhuǎn)向控制閥、分流閥、電磁閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向油泵、儲(chǔ)油箱、車速傳感器及ECU等組成。其結(jié)構(gòu)和工作原理如圖所示。反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1—泵；2—儲(chǔ)油箱；3—分流閥；4—扭力桿；5—轉(zhuǎn)向盤(pán)；6、9、10—銷；7—轉(zhuǎn)向閥桿；8—控制閥閥體；11—小齒輪軸；12—活塞；13—?jiǎng)恿Ω祝?4—齒條；15—小齒輪；16—柱塞；17—油壓反力室；18—電磁閥主要部件結(jié)構(gòu)和工作原理

1）轉(zhuǎn)向控制閥在傳統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)上增設(shè)了油壓反力室。扭力桿的上端通過(guò)銷子與轉(zhuǎn)閥閥桿相連，下端用銷子與小齒輪軸和控制閥閥體相連。轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤(pán)上的轉(zhuǎn)向力通過(guò)扭力桿傳遞給小齒輪軸，帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)，使齒條運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大，扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，轉(zhuǎn)閥閥桿和控制閥體之間將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以此改變閥體和閥桿之間油道的通、斷關(guān)系和工作油液的流動(dòng)方向；從而實(shí)現(xiàn)液壓助力轉(zhuǎn)向作用。

2）分流閥

分流閥的結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要由閥門(mén)、彈簧、進(jìn)油道和出油道組成。分流閥的作用是將來(lái)自轉(zhuǎn)向油泵的液流分送到轉(zhuǎn)閥、油壓反力室和電磁閥。送到電磁閥和油壓反力室中的液壓油流量是由轉(zhuǎn)閥中的油壓來(lái)調(diào)整的。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)閥中的油壓增大，分配到電磁閥和油壓反力室的液壓油流量增加；當(dāng)轉(zhuǎn)閥中的油壓達(dá)到一定值后，轉(zhuǎn)閥中的油壓便不再升高，而分配給電磁閥和油壓反力室的液流量則不變。3）分流小孔把供給轉(zhuǎn)向控制閥的一部分流量分配到油壓反力室一側(cè)。4）電磁閥根據(jù)需要將油壓反力室一側(cè)的油液壓回儲(chǔ)油箱。電子控制單元根據(jù)車速的高低控制電磁閥油路的阻尼面積，開(kāi)口面積隨電磁線圈通電電流占空比而變化，進(jìn)而控制油壓反力室一側(cè)的液壓油壓力大小。5）車速傳感器車速傳感器的主要功用是檢測(cè)汽車行駛速度通常安裝在變速器輸出軸上6）電子控制單元

根據(jù)車速傳感器輸入信號(hào)控制通入電磁閥的電流，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。車速提高時(shí)，為了增大轉(zhuǎn)向操縱力，需要加大電磁閥的電流；而當(dāng)車速超過(guò)120km／h時(shí)，為防止電流過(guò)大而造成過(guò)載，電子控制單元?jiǎng)t使通往電磁閥的通電電流保持恒定。分流閥結(jié)構(gòu)示意圖1—至電磁閥；2—至轉(zhuǎn)向油泵；3—至轉(zhuǎn)閥；4—至油壓反力室豐田汽車公司“馬克II”型車使用的是反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖所示馬克Ⅱ型電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制閥的結(jié)構(gòu)如右圖所示。反力控制式動(dòng)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；4—柱塞；5—控制閥軸電磁閥的結(jié)構(gòu)及其特性如下圖所示。輸入到電磁閥中的信號(hào)是通、斷脈沖信號(hào)，改變信號(hào)占空比可以控制流過(guò)電磁閥線圈平均電流值的大小。當(dāng)車速升高時(shí)，輸入到電磁閥線圈的平均電流值減小，電磁閥的開(kāi)度減小。這樣，電磁閥開(kāi)度的大小根據(jù)車速的高低就可以調(diào)整油壓室反力，從而得到最佳的轉(zhuǎn)向操縱力。電磁閥結(jié)構(gòu)及其特性

反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是根據(jù)車速大小，控制反力室油壓大小，從而控制轉(zhuǎn)向力的大小。其優(yōu)點(diǎn)是具有較好的轉(zhuǎn)向操縱力，駕駛員可以感受到穩(wěn)定的操作手感；其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。3.閥靈敏度控制式EPS

閥靈敏度控制式EPS根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向缸的油壓增益。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度。與反力控制式轉(zhuǎn)向相比，轉(zhuǎn)向剛性較差，可以通過(guò)提高原來(lái)的彈性剛度加以克服，可獲得較好的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。靈敏度控制式EPS的結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要由轉(zhuǎn)子閥、電磁閥、車速傳感器及ECU等組成

靈敏度控制式EPS的結(jié)構(gòu)各部分的結(jié)構(gòu)1）轉(zhuǎn)子閥轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)及原理如圖所示，轉(zhuǎn)子閥的等效液壓油路如圖5所示。轉(zhuǎn)子閥內(nèi)體圓周上有6或8條溝槽，各溝槽與閥外體構(gòu)成的油路，與泵、動(dòng)力缸、電磁閥及油箱連接。轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)及原理

轉(zhuǎn)子閥的等效液壓油路2）電磁閥電磁閥如圖所示，電磁閥上設(shè)有控制進(jìn)、出的旁通油道，是可變的節(jié)流閥。車速低時(shí)，電子控制單元向電磁線圈通以較大的電流，使控制孔關(guān)閉；隨著車速升高，逐漸減小通電電流，控制孔逐漸開(kāi)啟；在高速時(shí)，開(kāi)啟通道達(dá)到最大值。該閥在汽車左右轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向油流動(dòng)的方向可以變換。電磁閥

1—?jiǎng)恿Ω祝?—電磁閥；3—油箱；4—油泵3）ECU

ECU可接受車速傳感器的信號(hào)，控制電磁閥電磁線圈電流的大小。5-2電動(dòng)式EPS

液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于是在原有液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有成本低、工作靈敏度較高的特點(diǎn)，因而獲得了廣泛的應(yīng)用；在大型車輛上一般采用氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。但這些動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的共同缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、功率消耗大，容易產(chǎn)生泄漏，造成環(huán)境污染，轉(zhuǎn)向力控制性能差等。隨著微機(jī)和新型傳感器在汽車上的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1．電動(dòng)式EPS的組成、原理與特點(diǎn)

1)電動(dòng)式EPS的組成上一頁(yè)下一頁(yè)返回電動(dòng)式EPS如圖所示，電動(dòng)式EPS一般由扭矩傳感器、車速傳感器、電子控制單元、電磁離合器和電動(dòng)機(jī)等組成。電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)式EPS的助力源，電子控制單元根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向扭矩等參數(shù)，控制電動(dòng)機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的作用。

電動(dòng)式EPS的組成1—方向盤(pán)；2—輸入軸；3—電子控制單元；4電動(dòng)機(jī)；5—電磁離合器；6—轉(zhuǎn)向齒條；7—橫拉桿；8—轉(zhuǎn)向輪；9—輸出軸；10—扭力桿；11—扭矩傳感器；12—轉(zhuǎn)向齒輪2)工作原理當(dāng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)向時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器不斷地測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的扭矩大小，并把它變成輸出信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入到電子控制單元。電子控制單元根據(jù)這些輸入信號(hào)，判斷汽車的運(yùn)行工況，確定助力扭矩的大小和方向，控制電動(dòng)機(jī)的電流大小和轉(zhuǎn)向，進(jìn)而調(diào)整轉(zhuǎn)向助力的大小。電動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)電磁離合器向減速機(jī)構(gòu)減速增矩后，施加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之獲得一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。3)特點(diǎn)①質(zhì)量輕。電動(dòng)式EPS通常把電動(dòng)機(jī)、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等各部件裝配成整體，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕，與液壓式EPS相比，質(zhì)量輕25％左右。②能源消耗少。電動(dòng)機(jī)只是在轉(zhuǎn)向時(shí)才被接通電源，所以動(dòng)力消耗和燃油消耗均可降到最低程度。而液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵始終處于工作狀態(tài)，動(dòng)力消耗較大。③減少環(huán)境污染。省去了油壓系統(tǒng)的油路，沒(méi)有漏油現(xiàn)象。④轉(zhuǎn)向助力特性好。由于微機(jī)速度快，靈敏度高，可以按照汽車性能的需要設(shè)置、修改轉(zhuǎn)向助力特性。2．電動(dòng)式EPS主要部件的結(jié)構(gòu)及工作原理1)扭矩傳感器扭矩傳感器的作用是測(cè)量轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)扭矩，傳感器可分為無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器和有觸點(diǎn)式扭矩傳感器。①無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器。圖所示為無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理。（a）結(jié)構(gòu)

（b）工作原理無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理②有觸點(diǎn)式扭矩傳感器圖所示為滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)和原理示意圖。它是將轉(zhuǎn)向力矩引起的扭力桿角位移轉(zhuǎn)換為電位器電阻的變化以引起輸出電壓的變化，并經(jīng)滑環(huán)傳遞出來(lái)作為扭矩信號(hào)。2)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)式EPS一般采用直流電動(dòng)機(jī)。其工作原理與啟動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)的原理基本相同。其電壓為12V，最大通過(guò)電流一般為30A左右，額定轉(zhuǎn)矩為10Nm左右（a）結(jié)構(gòu)（b）原理滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)和原理

左右轉(zhuǎn)向助力時(shí)，需用直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，下圖所示為其控制電路。a1、a2為電子控制單元觸發(fā)信號(hào)端。當(dāng)a1端得到輸入信號(hào)時(shí)，晶體三極管VT3導(dǎo)通，VT2得到基極電流而導(dǎo)通。電流經(jīng)VT2→電動(dòng)機(jī)M→VT3搭鐵而構(gòu)成閉合回路，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)a2端得到輸入信號(hào)時(shí)，電流則經(jīng)VT1→電動(dòng)機(jī)M→VT4搭鐵而構(gòu)成閉合回路，因電流方向相反，電動(dòng)機(jī)則反轉(zhuǎn)。通過(guò)控制觸發(fā)信號(hào)端電流的大小，就可以控制通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流的大小。電動(dòng)機(jī)正反控制電路3)電磁離合器下圖為單片干式電磁離合器的工作原理圖

單片干式電磁離合器的工作原理圖1—滑環(huán)；2—線圈；3—壓板；4—花鍵；5—從動(dòng)軸；6—主動(dòng)輪；7—滾動(dòng)軸承4)減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)是電動(dòng)式EPS不可缺少的部件。目前實(shí)用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用渦輪渦桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式，也有的采用兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式。為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)中的齒輪有的采用特殊齒形，有的采用樹(shù)脂材料制成。減速機(jī)構(gòu)分為渦輪渦桿減速助力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和差動(dòng)輪系助力減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。渦輪蝸桿減速助力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1-方向盤(pán)；2—扭矩傳感器；3—渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)；4—離合器；5—電動(dòng)機(jī)；6—齒輪齒條轉(zhuǎn)向器差動(dòng)輪系助力減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1—方向盤(pán)；2—轉(zhuǎn)角傳感器；3—差動(dòng)行星輪機(jī)構(gòu)；4—渦輪渦桿機(jī)構(gòu)；5—齒輪齒條轉(zhuǎn)向器5-3

四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

四輪轉(zhuǎn)向汽車(4WS汽車)是指四個(gè)車輪都是轉(zhuǎn)向車輪的汽車，或四個(gè)車輪都能起轉(zhuǎn)向作用的汽車，其控制方式有轉(zhuǎn)向角比例控制、橫擺角速度比例控制和車速前饋控制。5.3.1轉(zhuǎn)向角比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向角比例控制是指后輪轉(zhuǎn)角與前輪轉(zhuǎn)角成比例。低速區(qū)，前后輪逆向；中高速區(qū)，前后輪同向。中高速區(qū)的轉(zhuǎn)向操縱，應(yīng)能使前后輪平衡穩(wěn)定并處于恒定轉(zhuǎn)向狀態(tài)，以便汽車的前進(jìn)方向和車體的朝向一致，得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向性能。

1）系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)向角比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如下圖所示返回下一頁(yè)上一頁(yè)轉(zhuǎn)向角比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向樞軸

a）結(jié)構(gòu)b）偏心軸與樞軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)c）樞軸的轉(zhuǎn)角與變換桿位移量的關(guān)系

（1）轉(zhuǎn)向樞軸后轉(zhuǎn)向齒輪箱的轉(zhuǎn)向樞軸如圖5.34所示。轉(zhuǎn)向樞軸的外圈與扇形齒輪做成一體，可繞轉(zhuǎn)向樞軸左右傾斜運(yùn)動(dòng)，內(nèi)座圈與一個(gè)突出在變換桿上的偏心軸相連，變換桿由4WS變換器中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，繞其旋轉(zhuǎn)中心，可正、反向運(yùn)動(dòng)，并使偏心軸可在轉(zhuǎn)向樞軸內(nèi)上、下旋轉(zhuǎn)55o。（2）4WS變換器如圖所示，變換器由主電動(dòng)機(jī)與輔助電動(dòng)機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)部分、行星齒輪組成的減速部分和使變換桿轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸桿構(gòu)成。通常，主電動(dòng)機(jī)工作，輔助電動(dòng)機(jī)不工作。輔助電動(dòng)機(jī)的輸出軸與行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽(yáng)輪相連，主電動(dòng)機(jī)輸出軸與行星齒輪相連，而行星齒輪機(jī)構(gòu)中的齒圈就成為變換器的輸出軸。太陽(yáng)輪固定，與主電動(dòng)機(jī)相連的行星齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即行星齒輪在圍繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn)，帶動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向變換器輸出軸的齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)。4WS轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)1—偏心軸；2—輔助電動(dòng)機(jī)；3—4WS變換器；4—主電動(dòng)機(jī)；5—4WS變換器輸出軸；6—連接桿；7—蝸輪；8—轉(zhuǎn)角比檢測(cè)用齒輪；（3）車速傳感器

ECU根據(jù)車速傳感器檢測(cè)的車速信號(hào)控制后輪轉(zhuǎn)向角和相位。（4）轉(zhuǎn)角比傳感器轉(zhuǎn)角比傳感器安裝在執(zhí)行器上，為一只可變電阻，如圖所示。通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)角比傳感器輸出的電壓值，可表明執(zhí)行器的狀態(tài)和轉(zhuǎn)向情況、轉(zhuǎn)向比例以及根據(jù)前輪轉(zhuǎn)向情況所得到的后輪最大偏轉(zhuǎn)量。

轉(zhuǎn)角比傳感器2）轉(zhuǎn)向角比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制原理轉(zhuǎn)向角比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制原理如圖所示轉(zhuǎn)向角比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制原理（1）轉(zhuǎn)角比控制按右圖進(jìn)行轉(zhuǎn)角比控制，再根據(jù)行駛車速控制主電動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)角的控制。駕駛員可使用四輪轉(zhuǎn)向模式切換開(kāi)關(guān)，選擇“NORMAL”或“SPORT”模式。（2）兩輪轉(zhuǎn)向選擇功能當(dāng)兩輪轉(zhuǎn)向選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定在0N，且變速器被掛入倒擋位置時(shí)，后輪轉(zhuǎn)向量被設(shè)置為零。（3）故障診斷控制當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常情況時(shí)，防誤操作控制點(diǎn)亮駕駛室內(nèi)的“四輪轉(zhuǎn)向警告燈”，提示駕駛員。同時(shí)，將故障以代碼的形式存儲(chǔ)到故障存儲(chǔ)器。①主電動(dòng)機(jī)異常。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)，僅利用轉(zhuǎn)角控制圖中“NORMAL”模式的同向轉(zhuǎn)向部分，進(jìn)行與車速相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角比控制②車速傳感器異常。使用SP1、SP2中輸出的較高車速值，通過(guò)主電動(dòng)機(jī)僅進(jìn)行同向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角比控制。③轉(zhuǎn)角比傳感器異常。利用輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)到同方向最大值，然后中止其后的控制，若此時(shí)輔助電動(dòng)機(jī)異常，則用主電動(dòng)機(jī)完成上述工作。④ECU異常。利用輔助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)到同方向最大值，然后停止其后的控制，此時(shí)要避免出現(xiàn)反方向轉(zhuǎn)向。5.3.2橫擺角速度比例控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

橫擺角速度比例控制4WS，附加橫向擺動(dòng)率反饋控制，利用橫向擺動(dòng)率傳感器檢測(cè)車輛轉(zhuǎn)向，抵消這一轉(zhuǎn)彎力以控制后輪轉(zhuǎn)向，使汽車能主動(dòng)適應(yīng)行駛中橫向擺動(dòng)率的變化，確保車輛行駛的穩(wěn)定性。1）系統(tǒng)組成橫擺角速度比例控制4WS

橫擺角速度比例控制4WS如圖所示，根據(jù)檢測(cè)出的車速橫擺角速度控制后輪轉(zhuǎn)向量，使用多個(gè)傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向信息和汽車行駛狀況，并用新型后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)控制后輪的轉(zhuǎn)向角度。系統(tǒng)主要由機(jī)械轉(zhuǎn)向控制模塊(改善低速下的操縱性)和電子轉(zhuǎn)向控制模塊(改善中、高速時(shí)的操縱性和穩(wěn)定性，提高抗干擾能力)組成。

前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1—轉(zhuǎn)向盤(pán)；2—齒輪齒條；3—轉(zhuǎn)向齒輪油缸；4—齒條端部；5—控制器齒條；6—前滑輪；7—鋼絲繩；8—復(fù)位彈簧；9滑輪驅(qū)動(dòng)；（1）前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)如圖所示，轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向器中的齒輪齒條上。齒條端部的移動(dòng)又使控制齒條左右移動(dòng)，帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使與小齒輪做成一體的前滑輪產(chǎn)生正反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑒?dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)角傳動(dòng)鋼絲繩傳遞到后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的滑輪上。控制齒條存在一個(gè)不敏感行程，轉(zhuǎn)向盤(pán)左右約25o以內(nèi)的轉(zhuǎn)角正好處于此范圍內(nèi)。因此，此范圍內(nèi)不產(chǎn)生與前輪連動(dòng)的后輪轉(zhuǎn)向，高速行駛時(shí)不可能產(chǎn)生這樣大的轉(zhuǎn)角，其后輪僅由脈動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制轉(zhuǎn)向。后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1—后滑輪；2—控制器凸輪；3—凸輪隨動(dòng)件；4—閥管襯套；5—閥軸；6—驅(qū)動(dòng)齒輪；7—脈動(dòng)電動(dòng)機(jī)；8—從動(dòng)齒輪；9—閥控制桿；10—右室；11—活塞；12—油缸軸；13—左室；14—復(fù)位彈簧；15—閥管（2）后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)如圖所示，機(jī)械轉(zhuǎn)向時(shí)，鋼絲繩傳到后滑輪，帶動(dòng)控制凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪隨動(dòng)件沿凸輪的輪廓線運(yùn)動(dòng)，使閥管左右移動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)左轉(zhuǎn)時(shí)，后滑輪右移，此時(shí)凸輪的輪廓線是向半徑減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，將凸輪隨動(dòng)件拉出，使閥管向左邊移動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)右轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪的輪廓線向半徑增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，把凸輪隨動(dòng)件推向里面，使閥管向右移動(dòng)，來(lái)自高壓油泵的油壓油路根據(jù)閥管與閥軸的相對(duì)位移進(jìn)行切換。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)左轉(zhuǎn)時(shí)，閥管向左移動(dòng)，將來(lái)自油泵的高壓油輸進(jìn)油缸的右室，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力活塞向左移動(dòng)。此時(shí)，與活塞做成一體的油缸就被推向左方，帶動(dòng)后輪向右轉(zhuǎn)向。相反，當(dāng)前輪向右轉(zhuǎn)向時(shí)，動(dòng)力活塞被推向右方，帶動(dòng)后輪向左轉(zhuǎn)向。2）控制原理與前輪的轉(zhuǎn)向量相對(duì)應(yīng)，后輪轉(zhuǎn)角控制可分為大轉(zhuǎn)角控制與小轉(zhuǎn)角控制兩種大轉(zhuǎn)角控制（反向轉(zhuǎn)向）1—后控制器滑輪；2—滑軸；3—支點(diǎn)A；4—閥控制桿；5—油缸軸；6—活塞；7—閥管；8—后控制器凸輪

小轉(zhuǎn)角控制（同向轉(zhuǎn)向）1-閥管；2-閥軸；3-支點(diǎn)；4-從動(dòng)齒輪；5-閥控制桿（反饋桿）；5.3.3車速前饋控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

車速前饋控制4WS1—四輪轉(zhuǎn)向繼電器與定時(shí)器；2—后轉(zhuǎn)向軸；3—2號(hào)車速傳感器；4—風(fēng)門(mén)式泵；5—前動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；6—1號(hào)車速傳感器；7—ECU；8—后轉(zhuǎn)向控制箱；車速前饋控制4WS如上圖所示，采用了車速前饋控制法，前、后輪均采用液壓助力轉(zhuǎn)向，但后輪轉(zhuǎn)向?yàn)闄C(jī)—液—電聯(lián)合控制。后輪偏轉(zhuǎn)的角度根據(jù)車速及轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，按事先設(shè)定好的程序由微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，即后輪的轉(zhuǎn)角根據(jù)車速及前輪的轉(zhuǎn)角而動(dòng)作，與轉(zhuǎn)向盤(pán)操縱力的大小無(wú)關(guān)。1.基本組成

(1）前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為一普通液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如圖所示。前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1—轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞桿；2—轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸；3—轉(zhuǎn)向控制閥；4—轉(zhuǎn)向油泵；5—儲(chǔ)油罐；6—齒條；7—后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸；8—小齒輪；9—連接板(2）后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖所示，主要包括相位控制器、液壓控制閥、后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸以及電子控制系統(tǒng)。后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1—轉(zhuǎn)角比傳感器；2—后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸；3—后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸；4—電控油路；5—液壓控制閥；6—?jiǎng)恿敵鰲U；7—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；8—回位彈簧；相位控制器1—扇形控制齒板；2—轉(zhuǎn)角比傳感器；3—大錐齒輪；4—液壓控制閥聯(lián)桿；5—液壓控制閥主動(dòng)桿；6—液壓控制閥；7—后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸；8—擺桿臂；9—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；10—小錐齒輪液壓控制閥1—?jiǎng)恿Ω谆钊?—閥套；3—?jiǎng)恿敵鰲U；4—滑閥；5—回油道；6—液壓控制閥主動(dòng)桿；A—進(jìn)油口；B—回油口；相位控制器：將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的扇形控制齒板的運(yùn)動(dòng)和由后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的大錐齒輪的運(yùn)動(dòng)合成后，將控制后輪偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)角度大小的運(yùn)動(dòng)信號(hào)傳給液壓控制閥，以驅(qū)動(dòng)閥芯柱塞移動(dòng)。液壓控制閥：按照相位控制器給定的信號(hào)，控制由轉(zhuǎn)向油泵輸送給后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的油量和供油方位，從而控制后輪的轉(zhuǎn)角大小和偏轉(zhuǎn)的方向。

后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸：接受由液壓控制閥送來(lái)的高壓油，使之轉(zhuǎn)化為水平推力，從而移動(dòng)橫拉桿的位置，使后輪作轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。

（2）轉(zhuǎn)角比傳感器：檢測(cè)相位控制器中扇形控制齒板的轉(zhuǎn)角位置，并將檢測(cè)出的信號(hào)反饋給四輪轉(zhuǎn)向控制器，作為監(jiān)督和控制信號(hào)使用。（3）電控油閥：控制由轉(zhuǎn)向油泵輸向后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的油路通斷。當(dāng)液壓回路或電子控制線路出現(xiàn)故障時(shí)，電控油閥就切斷由轉(zhuǎn)向油泵通向液壓控制閥的油液通道，使四輪轉(zhuǎn)向裝置處于一般兩輪轉(zhuǎn)向工作狀態(tài)，起到失效保險(xiǎn)的作用。2.控制原理車速前饋控制4WS工作原理1—F前動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油壓；2—R后輪轉(zhuǎn)向控制箱油壓；3—風(fēng)門(mén)式泵；4—車速傳感器；5—四輪轉(zhuǎn)向繼電器；6—ECU；7—后轉(zhuǎn)向軸；8—回流管；9—壓力管；10—電磁螺線圈；11—后轉(zhuǎn)向傳感器；12—控制撥叉；13—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；14—?jiǎng)恿U；15—控制閥；16—控制閥桿；17—扇形齒輪；

ECU根據(jù)來(lái)自車速傳感器的信號(hào)，把對(duì)應(yīng)于車速的信號(hào)傳送到后轉(zhuǎn)向控制箱的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，使控制撥叉轉(zhuǎn)動(dòng)；利用轉(zhuǎn)向操縱，只在與此相對(duì)應(yīng)的方向與角度上，利用后轉(zhuǎn)向軸使后轉(zhuǎn)向控制箱內(nèi)的扇形齒輪旋轉(zhuǎn)，控制叉的轉(zhuǎn)動(dòng)與扇形齒輪旋轉(zhuǎn)在相位控制機(jī)構(gòu)內(nèi)疊加，以決定控制閥桿的行程方向和行程(與轉(zhuǎn)向操縱、車速相對(duì)應(yīng)的方向和行程)。這樣，在控制閥內(nèi)油路被切換，動(dòng)力桿控制后輪轉(zhuǎn)向.當(dāng)車速低于35km/h時(shí)，如圖(a)所示當(dāng)車速高于35km/h時(shí)，如圖（b）所示當(dāng)車速等于35km/h時(shí)，相位控制器中的扇形控制齒板處于圖(c)所示的中間位置為使四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作安全可靠，應(yīng)滿足以下要求：

(1)當(dāng)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)使后輪處于中間位置，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入前輪轉(zhuǎn)向狀態(tài)(兩輪轉(zhuǎn)向)。

(2)當(dāng)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，汽車也應(yīng)保持在前輪轉(zhuǎn)向(兩輪轉(zhuǎn)向)狀態(tài)下行駛。5.4線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介線控技術(shù)（X-by-Wire）源于飛機(jī)控制系統(tǒng)，這種控制方式引入到汽車駕駛上，就是將駕駛員的操作動(dòng)作經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，通過(guò)電信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦β史糯笤偻苿?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在車輛高速化、駕駛?cè)藛T大眾化、車流密集化的今天，針對(duì)更多不同水平的駕駛?cè)巳海嚨囊撞倏v性設(shè)計(jì)顯得尤為重要。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Steering-By-WireSysterm，簡(jiǎn)稱SBW）的發(fā)展，正是滿足這種客觀需求。SBW系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)向盤(pán)模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器ECU、自動(dòng)防故障系統(tǒng)以及電源等模塊組成。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)組成如圖所示。方向盤(pán)總成包括方向盤(pán)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、力矩傳感器、方向盤(pán)回正力矩電機(jī)。方向盤(pán)總成的主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖（通過(guò)測(cè)量方向盤(pán)轉(zhuǎn)角）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳遞給主控制器：同時(shí)接受主控制器送來(lái)的力矩信號(hào)，產(chǎn)生方向盤(pán)回正力矩，以提供給駕駛員相應(yīng)的路感信息。轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成包括前輪轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器和前輪轉(zhuǎn)向組件等組成。轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成的功能是接受主控制器的命令，通過(guò)轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器控制轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。主控制器對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析處理.判別汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，向方向盤(pán)回正力電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)發(fā)送指令，控制兩個(gè)電機(jī)的工作，保證各種工況下都具有理想的車輛響應(yīng)，以減少駕駛員對(duì)汽車轉(zhuǎn)向特性隨車速變化的補(bǔ)償任務(wù)，減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。同時(shí)控制器還可以對(duì)駕駛員的操作指令進(jìn)行識(shí)別，判定在當(dāng)前狀態(tài)下駕駛員的轉(zhuǎn)向操作是否合理。當(dāng)汽車處于非穩(wěn)定狀態(tài)或駕駛員發(fā)出錯(cuò)誤指令時(shí)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)將駕駛員錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)向操作屏蔽，而自動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)定控制，使汽車盡快地恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。自動(dòng)防故障系統(tǒng)是線控轉(zhuǎn)向系的重要模塊.它包括一系列的監(jiān)控和實(shí)施算法，針對(duì)不同的故障形式和故障等級(jí)做出相應(yīng)的處理，以求最大限度地保持汽車的正常行駛。作為應(yīng)用最廣泛的交通工具之一，汽車的安全性是必須首先考慮的因素，是一切研究的基礎(chǔ)，因而故障的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)處理是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最重要的組成系統(tǒng)之一。它采用嚴(yán)密的故障檢測(cè)和處理邏輯，以更大地提高汽車安全性能。汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖所示。用傳感器檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù).然后通過(guò)數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳遞給車上的ECU，并從轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)獲得反饋命令：轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)也從轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)獲得駕駛員的轉(zhuǎn)向指令，并從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲得車輪情況。從而指揮整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制車輪轉(zhuǎn)到需要的角度，并將車輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩反饋到系統(tǒng)的其余部分，比如轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，以使駕駛員獲得路感，這種路感的大小可以根據(jù)不同的情況由轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)控制。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)組成

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理汽車線控轉(zhuǎn)向的優(yōu)勢(shì)在于：1）提高了整車設(shè)計(jì)自由度，便于操控系統(tǒng)布置。例如沒(méi)有了機(jī)械連接，可以很容易把左舵駕駛換為右舵駕駛。2）轉(zhuǎn)動(dòng)效率高，響應(yīng)時(shí)間短?？刂茊卧邮崭鞣N數(shù)據(jù)，可以在瞬時(shí)轉(zhuǎn)向條件下，立刻提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，轉(zhuǎn)動(dòng)車輪。3）改善駕駛特性，增強(qiáng)操縱性?；谲囁?、牽引力控制以及其它相關(guān)參數(shù)基礎(chǔ)上的轉(zhuǎn)向比率（轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角的比值）不斷變化。4）取消轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器后，有利于提高汽車碰撞安全性和整車主動(dòng)安全性。5有利于整合底盤(pán)技術(shù)和降低底盤(pán)綜合開(kāi)發(fā)成本。圍繞汽車開(kāi)發(fā)的節(jié)能、環(huán)保和安全主題，未來(lái)汽車的主體將是零排放汽車?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）等新型電動(dòng)汽車，它們的逐步推廣應(yīng)用為線控電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用帶來(lái)了非常廣闊的前景。本章小結(jié)

本章主要介紹了液壓式EPS、電動(dòng)式EPS、四輪轉(zhuǎn)向的組成及工作原理以及控制方式。電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)力源不同可分為液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(液壓式EPS)和電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(電動(dòng)式EPS)。液壓式EPS是在傳統(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、車速傳感器和電子控制單元等。電子控制單元根據(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)連續(xù)可調(diào)，從而滿足高、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求。電動(dòng)式EPS是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源,電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)扭矩的大小和方向。四輪轉(zhuǎn)向汽車(4WS汽車)是指四個(gè)車輪都是轉(zhuǎn)向車輪的汽車，或四個(gè)車輪都能起轉(zhuǎn)向作用的汽車，其控制方式有轉(zhuǎn)向角比例控制、橫擺角速度比例控制和車速前饋控制。

上一頁(yè)返回THEEND現(xiàn)代汽車新技術(shù)概論第六章

汽車驅(qū)動(dòng)防滑技術(shù)教學(xué)目標(biāo)：

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，熟悉并掌握電控驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)。了解它的理論基礎(chǔ)，基本組成以及工作原理，了解防滑差速器（ASD）的相關(guān)內(nèi)容。上一頁(yè)下一頁(yè)知識(shí)要點(diǎn)能力要求相關(guān)知識(shí)電控驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的概述了解什么是電控驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)以及作用，熟悉它的理論基礎(chǔ)，控制方式驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)作用及相應(yīng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)電控驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的基本組成和工作原理熟悉并掌握驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的基本組成與工作原理，驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的基本組成，工作原理及其相應(yīng)的傳感器，電控單元，執(zhí)行器等防滑差速器了解防滑差速器的作用，熟悉幾種防滑差速器差速器的知識(shí)章節(jié)目錄6.1概述

6.2電控驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)

6.2.1驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的基本組成與工作原理

6.2.2驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的傳感器6.3防滑差速器

本章小結(jié)

上一頁(yè)下一頁(yè)導(dǎo)入案例：圖6.1為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR，也稱TRC）的示意圖。ECU根據(jù)各輪速傳感器的信號(hào)，確定驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率和汽車的參考速度。當(dāng)ECU判定驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率超過(guò)設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，就使驅(qū)動(dòng)副節(jié)氣門(mén)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，減小節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，此時(shí)，即使主節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量也會(huì)減少，使輸出功率減小，驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力矩就會(huì)隨之減小。如果驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)率仍未降低到設(shè)定的控制范圍，ECU又會(huì)控制ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置和ASR制動(dòng)壓力裝置，對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪施加一定的制動(dòng)壓力，使制動(dòng)力矩作用于驅(qū)動(dòng)輪，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)的控制。上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1概述防滑控制系統(tǒng)主要包括制動(dòng)防滑系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)兩種。前者的功用是防止汽車在制動(dòng)過(guò)程車輪被抱死滑移，使汽車的制動(dòng)力達(dá)到最大，縮短車輛的制動(dòng)距離，并且能提高汽車在制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，被稱為制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱為ABS)；但是當(dāng)汽車在驅(qū)動(dòng)過(guò)程(如起步、轉(zhuǎn)彎、加速等過(guò)程)中，ABS系統(tǒng)不能防止車輪的滑轉(zhuǎn)，因此針對(duì)這個(gè)要求又出現(xiàn)了防止驅(qū)動(dòng)車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(簡(jiǎn)寫(xiě)為ASR或TRC)。由于驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)工作的，故它也常被稱為驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱為T(mén)CS)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.電控驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)駕駛員對(duì)車輛的控制其實(shí)質(zhì)是控制車輪與路面之間的作用力，而該作用力又受車輪與路面間的附著條件(即附著系數(shù))的限制。車輛縱向驅(qū)動(dòng)力受縱向附著系數(shù)限制，而抵抗外界橫向力則是受橫向附著系數(shù)限制。在硬質(zhì)路面上，車輪與路面之間的附著力就是車輪與路面之間的摩擦力。由摩擦定律可推知，車輪與地面之間的附著力取決于車輪的垂直載荷與附著系數(shù)。即：式中，F(xiàn)δ為車輪與地面之間的附著力(N)，G為車輪與地面之間的垂直載荷(N)，φ為車輪與地面之間的附著系數(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回(1)車輪滑動(dòng)率對(duì)附著系數(shù)的影響

在汽車的整個(gè)行駛過(guò)程中，在汽車的縱向行駛方向上，車輪相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)形式可以分為以下三種，即純滑動(dòng)、純滾動(dòng)和邊滾邊滑。

下面引入一個(gè)表征車輪滑轉(zhuǎn)時(shí)滑動(dòng)部分所占比例的概念——滑動(dòng)率。汽車在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中滑動(dòng)率由以下式子進(jìn)行確定：

式中，S驅(qū)為車輪相對(duì)于地面的滑動(dòng)率，r為車輪的滾動(dòng)半徑(m)，ω為車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度(rad/s)，v為車輪中心點(diǎn)的縱向移動(dòng)速度(m/s)。

若S驅(qū)＝0，說(shuō)明車輪中心的縱向速度與車輪滾動(dòng)的計(jì)算速度相等，即車輪做自由滾動(dòng)；若S驅(qū)＝100％，說(shuō)明車輪中心點(diǎn)的縱向移動(dòng)速度為零；若0<S驅(qū)<100％，說(shuō)明車輪處于邊滾邊滑轉(zhuǎn)狀態(tài)，且S驅(qū)值越大，車輪滑轉(zhuǎn)得越嚴(yán)重。上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.2附著系數(shù)與車輪滑動(dòng)率之間的關(guān)系表6.1各種路面最大縱向附著系數(shù)和滑動(dòng)附著系數(shù)平均值(2)驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的功用為了使汽車獲得較大的縱向和橫向附著力，現(xiàn)代汽車中有很多都已經(jīng)裝備了驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)，其功用就是使汽車能夠自動(dòng)地將車輪控制在縱向和橫向附著系數(shù)都比較大的滑動(dòng)率范圍內(nèi)，一般滑動(dòng)率為15％-20％左右。前面在討論最大附著力時(shí)，假設(shè)了車輪垂直載荷是不變的，而在車輛的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，垂直載荷不但與汽車實(shí)際裝載質(zhì)量及靜態(tài)分布有關(guān)外，還與汽車的行駛狀態(tài)有關(guān)。汽車上坡、下坡、轉(zhuǎn)彎和加速時(shí)，前后輪的垂直載荷都會(huì)發(fā)生變化，此外，空氣的作用和路面干擾引起的車輪跳動(dòng)也會(huì)使車輪的垂直載荷發(fā)生變化。綜上所述可知，實(shí)際車輪附著力的受影響因素是很多的，它是一個(gè)隨機(jī)的變量。為了控制車輪的滑動(dòng)率，就要對(duì)作用于車輪上的力矩進(jìn)行實(shí)時(shí)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，使車輪的滑動(dòng)率控制在最理想的范圍內(nèi)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.驅(qū)動(dòng)防滑的控制方式控制車輪的滑轉(zhuǎn)率是通過(guò)控制作用于車輪上的力矩實(shí)現(xiàn)的。合理地減小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩或動(dòng)力傳動(dòng)中任一部件的扭矩都可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)防滑控制的目的?？刂乞?qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)率主要有下列途徑。1）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩控制當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時(shí)，表明作用于驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)力矩過(guò)大，此時(shí)如果以自適應(yīng)的方式調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，使作用于驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)力矩適度調(diào)節(jié)，就可對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的途徑主要有：（1）調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量；（2）調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量；（3）調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火參數(shù)。減小發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量可以通過(guò)設(shè)置由驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)電子控制裝置控制的副節(jié)氣門(mén)或可變配氣相位機(jī)構(gòu)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前最為廣泛采用節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)方式，即調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量。節(jié)氣門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)是指在原節(jié)氣門(mén)通道的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一個(gè)副節(jié)氣門(mén)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制其開(kāi)度，從而使其有效節(jié)氣門(mén)開(kāi)度獲得調(diào)節(jié)。副節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制，但由于副節(jié)氣門(mén)從全開(kāi)位置驅(qū)動(dòng)到全閉位置需要一定時(shí)間。因此，使用節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的時(shí)滯大，響應(yīng)時(shí)間略長(zhǎng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回這種控制方式工作平穩(wěn)，過(guò)渡圓滑，易于與其它控制方式配合使用。

供油量調(diào)節(jié)是減少供油或暫停供油，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生過(guò)渡滑轉(zhuǎn)時(shí)，電子調(diào)節(jié)裝置將自動(dòng)減少供油量，甚至中斷供油來(lái)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。

點(diǎn)火參數(shù)改變主要是指減小點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火參數(shù)調(diào)節(jié)是一種比較迅速的驅(qū)動(dòng)防滑控制方式，反應(yīng)時(shí)間僅為30-100ms。但是點(diǎn)火參數(shù)調(diào)整和供油量的調(diào)節(jié)都會(huì)導(dǎo)致汽油機(jī)的不正常工作，影響發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲偏大，振動(dòng)比較厲害，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。由于燃燒不充分，造成排氣污染。2）驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)是在發(fā)生打滑的驅(qū)動(dòng)輪上施加制動(dòng)力矩，使車輪轉(zhuǎn)速下降，把滑轉(zhuǎn)率控制在理想的范圍內(nèi)。該調(diào)節(jié)控制方式反應(yīng)時(shí)間短，是防止滑轉(zhuǎn)的最迅速的一種方式。但在車輪速度較高的情況下，制動(dòng)控制方式會(huì)影響汽車行駛的舒適性，穩(wěn)定性。同時(shí)，特別在高速行駛的狀況下，制動(dòng)力控制容易造成車身的抖震，而且由于制動(dòng)系統(tǒng)的摩擦較大，摩擦力做功后，把車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦片的熱能，使得摩擦片過(guò)熱，影響摩擦片的壽命。所以制動(dòng)力控制一般在高速的時(shí)候，作為發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩控制的補(bǔ)充方式。

制動(dòng)控制方式主要應(yīng)用在左右車輪的路面附著情況不一樣的情況下（如圖6.3），汽車在這種路面上行駛就會(huì)造成左右車輪的附著情況差別，施加制動(dòng)力矩能夠起到控制差速作用。左右兩輪行駛在分離高低附著力系數(shù)的路面上，右驅(qū)動(dòng)輪處于低附著力系數(shù)路面，左驅(qū)動(dòng)輪處于高附著力系數(shù)路面；這時(shí),汽車的驅(qū)動(dòng)力只取決于低附著力系數(shù)路面上的驅(qū)動(dòng)力，要降低低附著力系數(shù)路面車輪的輪速，即降低滑轉(zhuǎn)輪的輪速，可以在這個(gè)輪加上一制動(dòng)力。通過(guò)對(duì)低附著系數(shù)路面上的驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力，實(shí)際上加大了非滑轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)力，就可以充分利用高附著路面的附著條件，提高汽車的驅(qū)動(dòng)力。從而使得兩個(gè)半軸產(chǎn)生差速的作用，改善汽車的滑轉(zhuǎn)情況。

驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制的特點(diǎn)是反應(yīng)速度、控制強(qiáng)度和靈敏度強(qiáng)，由于控制強(qiáng)度大而影響車輛行駛的平穩(wěn)與舒適。由于控制強(qiáng)度大，因此，在高速行駛中使用制動(dòng)控制會(huì)影響車輛行駛平穩(wěn)舒適，應(yīng)盡量避免使用。圖6.3車輪在不同附著系數(shù)上行駛3）差速鎖控制方式

普通的開(kāi)式差速器在任何時(shí)刻都向左右輪輸出相同的扭矩，這在路面兩側(cè)附著系數(shù)差別較大時(shí)，如圖6.4所示，高附著系數(shù)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力得不到充分發(fā)揮，限制了車輛的牽引性。當(dāng)汽車起步時(shí)，調(diào)節(jié)差速器的鎖止程度，能使驅(qū)動(dòng)力充分發(fā)揮，提高車速與行駛穩(wěn)定性；當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)輪在不同的分離附著系數(shù)路面上以及彎道上行駛時(shí)，能提高汽車穩(wěn)定行駛的能力。但該方法成本較高，主要用在高檔轎車上。圖6.4差速鎖作用示意圖

調(diào)節(jié)作用在離合片上的油液壓力，即可調(diào)節(jié)差速器的鎖緊程度。油壓逐漸降低時(shí)，差速器鎖緊程度逐漸減小，傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力就逐漸減?。环粗蛪荷邥r(shí)，驅(qū)動(dòng)力將逐漸增大。4）離合器或變速器控制

離合器控制是指當(dāng)發(fā)現(xiàn)汽車驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生過(guò)度滑轉(zhuǎn)時(shí)，減弱離合器的接合程度，使離合器主、從動(dòng)盤(pán)出現(xiàn)部分相對(duì)滑轉(zhuǎn)，從而減小傳輸?shù)桨胼S的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩；變速器控制是指通過(guò)改變傳動(dòng)比來(lái)改變傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)扭矩，以減小驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)程度的一種驅(qū)動(dòng)防滑控制。由于離合器和變速器控制反應(yīng)較慢，變化突然，所以一般不作為單獨(dú)的控制方式，而且由于壓力和磨損等問(wèn)題，使其應(yīng)用也受到很大限制。5）采用電控懸架實(shí)現(xiàn)車輪載荷分配

在各驅(qū)動(dòng)輪的附著條件不一致時(shí)，可以通過(guò)電控懸架的主動(dòng)調(diào)整是載荷較多地分配在附著條件較好的驅(qū)動(dòng)輪上，使各驅(qū)動(dòng)輪附著力的總和有所增大，從而有利于增大汽車的牽引力，提高汽車的起步加速性能；也可以通過(guò)懸架的主動(dòng)調(diào)整使載荷較多的分配在附著條件較差的驅(qū)動(dòng)輪上，使各驅(qū)動(dòng)輪的附著力差異減小，從而有利于各驅(qū)動(dòng)輪之間牽引力的平衡，提高汽車的行駛方向穩(wěn)定性。目前在ASR領(lǐng)域中電控懸架參與控制技術(shù)還處在理論探索階段，而且這項(xiàng)技術(shù)較為復(fù)雜，成本高，在ASR系統(tǒng)中很少采用。

表6-2是上述幾種控制及其組合控制在性能上的對(duì)比。由于各自控制方式的局限性，所以一般不僅僅使用一種控制手段，而是組合應(yīng)用?，F(xiàn)在廣泛采用的控制方式是發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)和驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)的組合應(yīng)用?？刂品绞綘恳圆倏v性穩(wěn)定性舒適性經(jīng)濟(jì)型節(jié)氣門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)----+++點(diǎn)火參數(shù)及燃油供油調(diào)節(jié)0++-++驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)（快）++-----驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)（慢）+0000差速器鎖止控制++++---離合器或變速器控制+0+---節(jié)氣門(mén)開(kāi)度+制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)（快）+++++++-節(jié)氣門(mén)開(kāi)度+制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)（慢）+00+-點(diǎn)火參數(shù)+制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)++++++-節(jié)氣門(mén)開(kāi)度+差速器鎖止

表6-26.2電控驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)6.2.1驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的基本組成與工作原理1)基本組成驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)是制動(dòng)防抱系統(tǒng)(ABS)功能的延伸。ASR系統(tǒng)基本組成有車輪轉(zhuǎn)速傳感器、電子控制單元(ECU)、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器(TPS)等，最佳點(diǎn)火提前角的控制是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此ASR系統(tǒng)并非獨(dú)立，它的工作過(guò)程往往與ABS系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)交織在一起。ASR都有自己的警告裝置(故障指示燈)。如圖6.5所示為一種較為典型的具有制動(dòng)防抱死和驅(qū)動(dòng)防滑功能的ABS／ASR防滑控制系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.5典型ABS/ASR系統(tǒng)的組成1—右前車輪轉(zhuǎn)速傳感器2—比例閥和差壓閥3—制動(dòng)主缸4—ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器5—右后車輪轉(zhuǎn)速傳感器6—左后車輪轉(zhuǎn)速傳感器7—發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器電子控制單元（ESU）8—ABS/ASR電子控制單元（ECU）9—ASR關(guān)閉指示燈10—ASR工作指示燈11—ASR選擇開(kāi)關(guān)12—左前車輪轉(zhuǎn)速傳感器13—主節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器；14—副節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器；15—副節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)；16—ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器上一頁(yè)下一頁(yè)返回2)工作原理該系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：汽車在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，ABS／ASR電子控制單元(ECU)根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)

計(jì)算、分析、比較確定驅(qū)動(dòng)車輪的滑動(dòng)率和汽車的參考速度。當(dāng)ABS／ASR電子控制單元判定驅(qū)動(dòng)車輪的滑動(dòng)率超過(guò)設(shè)定的極限值時(shí)，它就發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)副節(jié)氣門(mén)的步進(jìn)電機(jī)就開(kāi)始工作，以減小副節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度。ABS／ASR電子控制單元通過(guò)車輪轉(zhuǎn)速傳感器隨時(shí)監(jiān)測(cè)著車輪的運(yùn)動(dòng)狀況，當(dāng)它認(rèn)為驅(qū)動(dòng)車輪的滑動(dòng)率還未降低到設(shè)定的范圍時(shí)，ABS／ASR電子控制單元(ECU)又會(huì)控制ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，向驅(qū)動(dòng)車輪施加一定的制動(dòng)壓力，使驅(qū)動(dòng)車輪受到一制動(dòng)力矩的作用。如圖6.5所示，ABS／ASR中的ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器主要由制動(dòng)供能裝置和電磁控制閥總成兩部分組成。制動(dòng)供能裝置主要由電動(dòng)泵和儲(chǔ)能器組成。ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器與ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)所組成的制動(dòng)液壓系統(tǒng)如圖6.6所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1—ASR電磁閥總成；

2—單向閥；3—壓力開(kāi)關(guān)；

4—蓄能器；

5—制動(dòng)供能裝置；6—電動(dòng)泵；7—電動(dòng)機(jī)；

8—電磁閥I；

9—單向閥；

10—ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器；

11—左后驅(qū)動(dòng)車輪；12—電磁閥IV；

13—電磁閥II；

14—回液泵；15—儲(chǔ)液器；16—電磁閥III；17—電磁閥V；18—右后驅(qū)動(dòng)車輪

圖6.6ASR制動(dòng)液壓系統(tǒng)上一頁(yè)下一頁(yè)返回ASR系統(tǒng)的特點(diǎn)：ASR系統(tǒng)是否進(jìn)入工作狀態(tài)可以由駕駛員通過(guò)操縱ASR選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。當(dāng)ASR系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，副節(jié)氣門(mén)就會(huì)自動(dòng)處于打開(kāi)狀態(tài)；ASR系統(tǒng)的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器也不會(huì)影響車輛制動(dòng)系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)ASR系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時(shí)，若需要駕駛員踏下制動(dòng)踏板，ASR系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)退出工作狀態(tài)，而不會(huì)影響車輛的正常制動(dòng)過(guò)程。ASR系統(tǒng)的工作是有速度條件的，當(dāng)車速超過(guò)某一值(一般為120km/h或80km/h)后，ASR系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)退出了作狀態(tài)。ASR系統(tǒng)在其工作范圍內(nèi)具有不同的優(yōu)先選擇性。ASR系統(tǒng)具有故障自診斷功能，當(dāng)ASR系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)向駕駛員發(fā)出警告信號(hào)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2.2驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的傳感器

驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)中的傳感器主要由車輪轉(zhuǎn)速傳感器和主、副節(jié)氣門(mén)位置傳感器組成。目前，汽車上用的車輪轉(zhuǎn)速傳感器主要有兩種類型，即電磁式和霍爾式。

1車輪轉(zhuǎn)速傳感器

1)電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器

電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理是通過(guò)改變磁通量來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，它的結(jié)構(gòu)主要由傳感頭和齒圈兩部分組成，如圖6.7所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.7車輪輪速傳感器在車輪上的安裝位置1—齒圈2—傳感頭3—制動(dòng)盤(pán)4—托架5—軸座

如圖6.8所示為傳感頭的構(gòu)造。它主要由永磁體2、極軸5和感應(yīng)線圈4組成，永磁體與極軸相連，感應(yīng)線圈套在極軸的外面，極軸頭部有鑿式和柱式兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.8電磁式車輪輪速傳感器1—電纜；2—永磁體；3—外殼；4—感應(yīng)線圈；5—極軸；6—齒圈電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。主要缺點(diǎn)：輸出電壓信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化會(huì)發(fā)生變化，一般在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下，輸出信號(hào)的幅值范圍為1-15V。當(dāng)車速過(guò)慢，車輪轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，其輸出的信號(hào)會(huì)低于1V，太低的信號(hào)電壓將導(dǎo)致電子控制單元無(wú)法檢測(cè)；當(dāng)車速過(guò)高，車輪轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)，傳感器頻率的響應(yīng)跟不上，容易產(chǎn)生誤信號(hào)(信號(hào)失真)；還有就是抗電磁波的干擾能力差，尤其是在其輸出電壓信號(hào)幅值較小時(shí)。

目前國(guó)內(nèi)外防滑控制系統(tǒng)的控制速度范圍一般為5-160km/h，以后的控制范圍要求達(dá)到8-240km/h甚至更大，很顯然，電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器就很難適應(yīng)，因此，霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用理應(yīng)越來(lái)越廣泛。上一頁(yè)下一頁(yè)返回(2)霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器。

霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器主要由傳感頭和齒圈組成，如圖6.10所示，傳感頭由永磁體、霍爾元件及電子電路組成，永磁體的磁力線穿過(guò)霍爾元件通向齒圈。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.10霍爾式車輪輪速傳感器示意圖1—永磁體；2—霍爾元件；3—齒圈霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器相對(duì)于電磁式具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)是輸出電壓信號(hào)的幅值不受轉(zhuǎn)速的影響，在電源電壓正常情況下其輸出信號(hào)電壓為11.5—12V，即使車速降到接近零，其幅值基本不變。(2)是它的頻率響應(yīng)高，可達(dá)20kHz，相當(dāng)于車速為1000km／h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率。(3)抗電磁波干擾能力強(qiáng)，這是因?yàn)槠漭敵龅男盘?hào)電壓不隨轉(zhuǎn)速而變化，且幅值較高的緣故。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2）主、副節(jié)氣門(mén)位置傳感器節(jié)氣門(mén)位置傳感器一般有開(kāi)關(guān)型和線性式兩種，以雷克薩斯LS400轎車為例，它屬于線性式節(jié)氣門(mén)位置傳感器，安裝位置在節(jié)氣門(mén)軸的一側(cè)，其結(jié)構(gòu)和信號(hào)特性如圖6.12所示。傳感器芯部是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，它與節(jié)氣門(mén)軸聯(lián)動(dòng)，在傳感器芯部周圍設(shè)置有固定的怠速觸點(diǎn)(IDL)、信號(hào)輸出觸點(diǎn)(VTA)、接地點(diǎn)(E1)、電源接頭(VCC)，其內(nèi)部電路實(shí)質(zhì)為一滑動(dòng)電阻。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.12線性式節(jié)氣門(mén)位置傳感器結(jié)構(gòu)和信號(hào)輸出特性VCC--電源接頭點(diǎn)

VTA--信號(hào)輸出觸點(diǎn)

IDL--怠速觸

E2—地線上一頁(yè)下一頁(yè)返回3驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的電子控制單元電子控制單元(ECU)是ASR系統(tǒng)的中樞，它的功用是接收傳感器的信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、分析、運(yùn)算、比較、處理，得出驅(qū)動(dòng)車輪的滑動(dòng)率，再發(fā)出指令，從輸出級(jí)輸出，控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、點(diǎn)火系及副節(jié)氣門(mén)電機(jī)其一般構(gòu)成如下：電控單元由輸入級(jí)電路、運(yùn)算電路、輸出級(jí)電路、安全保護(hù)電路等組成。4驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的執(zhí)行器主要由ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和輔助節(jié)氣門(mén)執(zhí)行器組成。上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回(1)循環(huán)式防滑轉(zhuǎn)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。循環(huán)式防滑轉(zhuǎn)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器一般與ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器組合成一個(gè)整體，它主要由供能裝置和電磁閥組成，供能裝置包括電動(dòng)泵、儲(chǔ)能器和儲(chǔ)液室，如圖6.13所示。當(dāng)ASR系統(tǒng)不工作時(shí)，電磁閥I將制動(dòng)主缸與電磁閥II和III相通：當(dāng)ASR系統(tǒng)工作時(shí)，分為對(duì)兩驅(qū)動(dòng)車輪一同控制和分別控制兩種情況。1）ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器調(diào)壓方式

ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器可以采用流通調(diào)壓方式或變?nèi)菡{(diào)壓方式進(jìn)行防滑轉(zhuǎn)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，因此，ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器有循環(huán)式和可變?nèi)莘e式兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.13循環(huán)式防滑轉(zhuǎn)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器工作原理1—供油泵2—ABS/ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器3—三位三通電通閥4—儲(chǔ)能器5—壓力開(kāi)關(guān)6—回油泵7—儲(chǔ)液器8—三位三通電磁閥II9—三位三通電磁閥III10—驅(qū)動(dòng)車輪制動(dòng)器111—驅(qū)動(dòng)車輪制動(dòng)器II上一頁(yè)下一頁(yè)返回（2）可變?nèi)莘e式防滑轉(zhuǎn)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。可變?nèi)莘e式防滑轉(zhuǎn)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器中的ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器與ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器分開(kāi)，其工作原理如圖6.14所示。圖6.14可變?nèi)莘e式防滑轉(zhuǎn)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器工作原理1—ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2—ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器3—調(diào)壓缸4—三位三通電磁閥5—儲(chǔ)能器6—壓力開(kāi)關(guān)7—驅(qū)動(dòng)車輪制動(dòng)器上一頁(yè)下一頁(yè)返回2）輔助節(jié)氣門(mén)執(zhí)行器具有ASR系統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般有主節(jié)氣門(mén)和輔助節(jié)氣門(mén)，如圖6.15所示，主節(jié)氣門(mén)與加速踏板相連，由駕駛員控制；輔助節(jié)氣門(mén)由執(zhí)行器控制。a）不運(yùn)轉(zhuǎn)，副節(jié)氣門(mén)全開(kāi)b）半運(yùn)轉(zhuǎn)，副節(jié)氣門(mén)開(kāi)50%c）全運(yùn)轉(zhuǎn)，副節(jié)氣門(mén)全閉圖6.15輔助節(jié)氣門(mén)執(zhí)行器工作狀況6.3防滑差速器

普通差速器使汽車通過(guò)壞路面的行駛能力受到限制，為了提高汽車在壞路面上的通過(guò)能力，一些越野汽車、高速小客車和載重汽車裝用了防滑差速器。

汽車上常用的防滑差速器有人工強(qiáng)制鎖止式和自鎖式兩大類，近年來(lái)又發(fā)展了電子控制式防滑差速器。人工強(qiáng)制式差速器是人為地將差速器暫時(shí)鎖住，使差速器不起差速作用。自鎖式差速器是在汽車行駛過(guò)程中，根據(jù)路面情況自動(dòng)改變驅(qū)動(dòng)輪間的轉(zhuǎn)矩分配。自鎖式差速器又有摩擦片式、滑塊凸輪式和托森式等多種形式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.人工強(qiáng)制鎖止式差速器

強(qiáng)制鎖止式差速器是在普通差速器上設(shè)計(jì)了差速鎖，如圖6.16所示為奔馳20026A型汽車上用的強(qiáng)制鎖止式差速器。它的差速鎖由牙嵌式接合器和操縱機(jī)構(gòu)兩大部分組成。強(qiáng)制鎖止式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但要在停車時(shí)才能操縱。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.16奔馳20026A型汽車強(qiáng)制鎖止式差速器1—傳動(dòng)凸緣；

2—油封；3、6、16—軸承；

4—調(diào)整隔圈；

5—主減速器主動(dòng)齒輪；7—調(diào)整墊片；8—主減速器殼；9—擋油盤(pán)；10—橋殼；11、29—半軸；12—帶擋油盤(pán)的調(diào)整螺母；13—軸承蓋；15—集油槽；17、24—差速器殼；18、44—推力墊片；19—半軸齒輪；20—主減速器從動(dòng)齒輪；21—鎖板；22—襯套；23、42—螺栓；

25—調(diào)整螺母；

26—固定接合套；

27—彈性擋圈；28—滑動(dòng)接合套；30—?dú)夤芙宇^；31—帶密封圈的活塞；32—差速器鎖指示燈開(kāi)關(guān)；33—調(diào)整螺釘及其鎖緊螺母；34—缸蓋；35—缸體；36—撥叉軸；37—撥叉；38—復(fù)位彈簧；39—導(dǎo)軸；40—行星齒輪；41—密封圈；43—十字軸；45—軸承座；46—螺母上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.摩擦式自鎖差速器摩擦式自鎖差速器是在普通差速器基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其結(jié)構(gòu)如圖6.17所示，兩半軸齒輪背面與差速器殼1之間各安裝了一套摩擦式離合器，用以增大差速器內(nèi)部摩擦阻力矩。在汽車直線行駛過(guò)程中，兩根半軸的轉(zhuǎn)速相等，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平均分配給兩根半軸。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或其中一側(cè)的車輪在壞路面上滑轉(zhuǎn)時(shí)，兩根半軸的轉(zhuǎn)速不等，即其中一側(cè)半軸的轉(zhuǎn)速高于差速器殼的轉(zhuǎn)速，而另一側(cè)低于差速器殼的轉(zhuǎn)速。摩擦式自鎖差速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)的特點(diǎn)，常被應(yīng)用于轎車和輕型貨車上。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.17摩擦式自鎖差速器1—差速器；2—從動(dòng)摩擦片；3—主動(dòng)摩擦片；4—推力壓盤(pán)；5—行星齒輪；6—十字軸；7—V形斜面上一頁(yè)下一頁(yè)返回3.電子控制式防滑差速器

電子控制式防滑差速器目前主要是裝有濕式差速器(V-TCS)的防滑控制和主動(dòng)防滑控制(LSD)差速器兩種。其電子控制均采用模糊控制技術(shù)。V-TCS(VehicleTrackingControlSystem)型防滑差速器是根據(jù)汽車驅(qū)動(dòng)輪的滑移量，通過(guò)電子控制裝置來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車制動(dòng)力進(jìn)行工作的，也有按照左、右車輪的轉(zhuǎn)速差來(lái)控制轉(zhuǎn)矩，并采用提高轉(zhuǎn)向性能的后濕式防滑差速器與后輪制動(dòng)器相結(jié)合的方法，最優(yōu)分配后輪的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)減少側(cè)向風(fēng)力的影響，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)車輛行駛的穩(wěn)定性。原理如圖6.18所示。LSD(LimitedSlipDifferential)型防滑差速器的工作是利用車上某些傳感器，掌握各種道路情況和車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)操縱加速踏板和制動(dòng)器，采集或讀取駕駛員所要求的信息，并按照駕駛員的意愿和要求來(lái)最優(yōu)分配左、右驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)力。LSD型防滑差速器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖6.19所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.18防滑差速器工作原理上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6.19LSD型防滑差速器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本章小結(jié)本章主要介紹了防滑控制系統(tǒng),主要包括制動(dòng)防滑系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)兩種。為了控制車輪的滑動(dòng)率，就要對(duì)作用于車輪上的力矩進(jìn)行實(shí)時(shí)的自適應(yīng)調(diào)節(jié),將車輪的滑動(dòng)率控制在最理想的范圍內(nèi)。驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)是制動(dòng)防抱系統(tǒng)(ABS)功能的延伸。驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)中的傳感器主要由車輪轉(zhuǎn)速傳感器和主、副節(jié)氣門(mén)位置傳感器組成。驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的執(zhí)行器主要由ASR制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和輔助節(jié)氣門(mén)執(zhí)行器組成。普通差速器使汽車通過(guò)壞路面的行駛能力受到限制，本章介紹了防滑差速器，汽車上常用的防滑差速器有人工強(qiáng)制鎖止式和自鎖式兩大類。關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)：汽車驅(qū)動(dòng)

汽車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)防滑防滑差速控制汽車新技術(shù)概論第七章汽車現(xiàn)代懸架技術(shù)【教學(xué)目標(biāo)】

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，了解電控懸架的類型，熟悉電控懸架系統(tǒng)的基本組成，熟悉電控懸架系統(tǒng)的工作原理。上一頁(yè)下一頁(yè)懸架是連接車架（承載式車身）和車橋（或車輪）之間的傳力連接裝置的總稱。懸架系統(tǒng)的主要功能有：(1)與輪胎一起，吸收和減緩汽車行駛中由于路面不平所造成的各種顫動(dòng)，搖擺和振動(dòng)，從而保證乘客和貨物的安全，并提高駕駛穩(wěn)定性；(2)將路面與車輪之間摩擦所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，傳遞到底盤(pán)和車身；(3)支承車身，并使車身與車輪之間保持適當(dāng)?shù)膸缀侮P(guān)系。上一頁(yè)下一頁(yè)傳統(tǒng)懸架主要由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成（圖7.2）。其中彈簧、減振器和輪胎的綜合特性，決定了汽車的行駛性、操縱性和乘坐的舒適性。由于傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)使用的是定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減振器，只能適應(yīng)特定的道路與行駛條件，無(wú)法滿足變化莫測(cè)的路面狀況和汽車行駛狀況，而且這種懸架只能被動(dòng)地承受地面對(duì)車身的各種作用力，無(wú)法對(duì)各種情況進(jìn)行主動(dòng)地調(diào)節(jié)、使操縱性和乘坐舒適性達(dá)到和諧。上一頁(yè)下一頁(yè)返回

上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖7.2汽車懸架系統(tǒng)電控懸架系統(tǒng)的基本功能(1)車高調(diào)整功能無(wú)論汽車的負(fù)載是多少，均能使車高保持一定。當(dāng)汽車在很差的道路上行駛時(shí)，可以使車高增加，加大離地間隙；當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，又可以使車高降低，以便減小空氣阻力，提高操縱穩(wěn)定性。(2)衰減力控制功能作用是提高汽車的操縱穩(wěn)定性，在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動(dòng)的情況下，可以抑制汽車姿勢(shì)的變化。(3)彈簧彈性系數(shù)的控制功能利用控制彈簧彈性系數(shù)的辦法，控制汽車起步時(shí)的姿勢(shì)。按使用目的，本項(xiàng)功能分為運(yùn)動(dòng)型(SPORT)和舒適型(TOURING)兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回

電控懸架系統(tǒng)主要有半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架 半主動(dòng)懸架是指懸架元件中的彈簧剛度和減振器阻尼系數(shù)之一可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢愿鶕?jù)路面的激勵(lì)和車身的響應(yīng)對(duì)懸架的阻尼系數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。 全主動(dòng)懸架簡(jiǎn)稱主動(dòng)懸架，它能自動(dòng)調(diào)整懸架剛度和阻尼(包括整體調(diào)整和單輪調(diào)整)，此外，主動(dòng)懸架還可根據(jù)車速的變化控制車身的高度。 另外，根據(jù)懸架介質(zhì)的不同，電控懸架系統(tǒng)又可分為油氣式主動(dòng)懸架和空氣式主動(dòng)懸架。7．1電控懸架系統(tǒng)的類型上一頁(yè)下一頁(yè)返回各種獨(dú)立懸掛形式的應(yīng)用實(shí)例：雙橫臂式：如圖7.3所示。紅旗CA7560、依維柯等的前懸掛；它有兩個(gè)不等長(zhǎng)的擺臂，當(dāng)車輛在不平路面行駛，車輪可以上下跳動(dòng)、左右擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。裝在橫梁與下臂間的螺旋彈簧與減振器，可支承車重并減緩沖擊載荷。此外，在左右輪下擺臂處，裝有穩(wěn)定桿；并且，有橡膠緩沖塊，裝在上下擺臂或車架。上一頁(yè)下一頁(yè)返回Flash圖7.3典型的雙橫臂式獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)圖縱臂式：如圖7.4所示：?jiǎn)慰v臂式富康、桑塔納、捷達(dá)、雷諾5型等轎車的后懸掛；縱臂式獨(dú)立懸架是指車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架結(jié)構(gòu)，又分為單縱臂式和雙縱臂式兩種形式。單縱臂式懸架當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)會(huì)使主銷后傾角產(chǎn)生較大的變化，因此單縱臂式懸架不用在轉(zhuǎn)向輪上。雙縱臂式懸架的兩個(gè)擺臂一般做成等長(zhǎng)的，形成一個(gè)平行四桿結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)主銷的后傾角保持不變。雙縱臂式懸架多應(yīng)用在轉(zhuǎn)向輪上。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖7.4典型的縱臂式獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)圖麥弗遜式（滑柱擺臂式）：捷達(dá)、桑塔納、高爾夫、奧迪100、紅旗7220等的前懸掛。這種懸架目前在轎車中采用很多。如圖7.5所示。麥弗遜式懸架將減振器作為引導(dǎo)車輪跳動(dòng)的滑柱，螺旋彈簧與其裝于一體。這種懸架將雙橫臂上臂去掉并以橡膠做支承，允許滑柱上端作少許角位移。內(nèi)側(cè)空間大，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)布置，并降低車子的重心。車輪上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，主銷軸線的角度會(huì)有變化，上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖7.5麥弗遜式獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)示意圖單斜臂式：Sierra轎車、寶馬5系列轎車的后懸掛。這種懸架如圖7.6所示。這種懸架是單橫臂和單縱臂獨(dú)立懸架的折衷方案。其擺臂繞與汽車縱軸線具有一定交角的軸線擺動(dòng)，選擇合適的交角可以滿足汽車操縱穩(wěn)定性要求。這種懸架適于做后懸架。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖7.6單斜臂式獨(dú)立懸架7.2電控懸架系統(tǒng)的基本組成

上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖7.7電控懸架系統(tǒng)的組成1.電控懸架系統(tǒng)的傳感器

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。汽車傳感器的主要作用是將汽車行駛的速度、起動(dòng)、加速度、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和路面狀況、汽車振動(dòng)狀況、車身高度等信號(hào)輸送給電子控制模塊。這里我們主要介紹電控懸架中的幾種傳感器：1）車身高度傳感器車身高度傳感器的作用是把車身與車橋之間的相對(duì)位置變化量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送給懸架ECU，然后通過(guò)有關(guān)執(zhí)行元件，隨時(shí)對(duì)車身高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以維持車身高度基本不隨載荷的變化而變化；還可以在汽車起步、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)以及前、后、左、右車輪載荷相應(yīng)發(fā)生變化時(shí)，隨時(shí)調(diào)整有關(guān)車輪懸架的剛度，以提高汽車抗俯仰、抗側(cè)傾的能力，從而保證良好的操縱穩(wěn)定性；也可以在汽車各輪載荷不同時(shí)，分別對(duì)各輪懸架的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以維持車身姿式基本不變。高度傳感器的