電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1、第十七章第十七章 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用一、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向的作用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的作用（1）減輕駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的勞動(dòng)強(qiáng)度；）減輕駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的勞動(dòng)強(qiáng)度；（2）增大了對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性；）增大了對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性；（3）有效吸收路面沖擊，同時(shí)不喪失）有效吸收路面沖擊，同時(shí)不喪失“路感路感”。2.傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的問題傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的問題 由于轉(zhuǎn)向阻力矩隨車速不同而不同，車速低由于轉(zhuǎn)向阻力矩隨車速不同而不同，車速低時(shí)，轉(zhuǎn)向阻力矩大，車速高時(shí)，轉(zhuǎn)向阻力矩小，時(shí)，轉(zhuǎn)向阻力矩大，車速高時(shí)，轉(zhuǎn)向阻力矩小，傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

2、的助力比是不變的，這樣，在傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力比是不變的，這樣，在低速下，若助力比合適，則在高速下，方向盤將低速下，若助力比合適，則在高速下，方向盤將很輕，影響操縱感覺；反之，若在高速下助力比很輕，影響操縱感覺；反之，若在高速下助力比合適，則低速時(shí)，方向盤將沉重，不利于轉(zhuǎn)向輕合適，則低速時(shí)，方向盤將沉重，不利于轉(zhuǎn)向輕便性。便性。3.電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向的作用電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向的作用 鑒于傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的問題，應(yīng)該使動(dòng)力轉(zhuǎn)鑒于傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的問題，應(yīng)該使動(dòng)力轉(zhuǎn)向的助力比是變化的，即：向的助力比是變化的，即：（1）低速時(shí)，有較高的助力比，使轉(zhuǎn)向輕便；）低速時(shí)，有較高的助力比，使轉(zhuǎn)向輕便；（2）高速

3、時(shí)，減小助力比，保證操縱手感；）高速時(shí)，減小助力比，保證操縱手感；（3）可以有不同的助力特性，以適應(yīng)不同的使用）可以有不同的助力特性，以適應(yīng)不同的使用對象。對象。二、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向的分類二、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向的分類 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electronic Control Power Steering ,EPS）主要由）主要由機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向助力裝置、機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向助力裝置、電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)三部分組成。按助力裝置動(dòng)力源不同，三部分組成。按助力裝置動(dòng)力源不同，有液有液力動(dòng)力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向力動(dòng)力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向兩類。兩類。1.液力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

4、液壓泵，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，ECU通過電磁閥調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向助力裝通過電磁閥調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向助力裝置的流量或壓力，改變助力比。置的流量或壓力，改變助力比。 主要有主要有流量控制式、反力控制式、閥靈敏度控制式流量控制式、反力控制式、閥靈敏度控制式三種三種型式。型式。2.電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 助力來自電機(jī)，助力來自電機(jī)，ECU通過控制電機(jī)的力矩大小和轉(zhuǎn)動(dòng)通過控制電機(jī)的力矩大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，改變助力比。方向，改變助力比。 按助力機(jī)構(gòu)的位置分主要有按助力機(jī)構(gòu)的位置分主要有轉(zhuǎn)向軸助力式、轉(zhuǎn)向小齒轉(zhuǎn)向軸助力式、轉(zhuǎn)向小齒輪助力式、齒條助力式輪助力式、齒條助力式三種型式。三種型式。 按助力工作范圍分，有按助力工作范圍

5、分，有低速助力型和全速助力型低速助力型和全速助力型兩種。兩種。可以提供較大的可以提供較大的轉(zhuǎn)向力，但控制轉(zhuǎn)向力，但控制難度較大。難度較大?？梢蕴峁└蟮目梢蕴峁└蟮霓D(zhuǎn)向力，適用于轉(zhuǎn)向力，適用于大型車，且需對大型車，且需對原轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)機(jī)原轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做改動(dòng)。構(gòu)做改動(dòng)。三、電控電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)三、電控電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)1.降低發(fā)動(dòng)機(jī)能耗；降低發(fā)動(dòng)機(jī)能耗；2.重量輕，安裝方便；重量輕，安裝方便；3.工作特性好；工作特性好；4.安全可靠性強(qiáng)；安全可靠性強(qiáng)；5.使用維修方便；使用維修方便；6.生產(chǎn)開發(fā)周期短。生產(chǎn)開發(fā)周期短。是動(dòng)力轉(zhuǎn)向的發(fā)展方向。是動(dòng)力轉(zhuǎn)向的發(fā)展方向。第二節(jié)第二節(jié) 電控動(dòng)力

6、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理一、液力式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理一、液力式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理 ECU根據(jù)車速信號決定助力大小，控根據(jù)車速信號決定助力大小，控制電磁閥開度，達(dá)到最佳助力大小。制電磁閥開度，達(dá)到最佳助力大小。1.流量控制式流量控制式EPS工作原理工作原理n組成：車速傳感器、電磁閥、整體式動(dòng)力組成：車速傳感器、電磁閥、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥、液壓泵、電子控制器。轉(zhuǎn)向控制閥、液壓泵、電子控制器。n原理：電磁閥安裝在動(dòng)力活塞兩側(cè)油室的原理：電磁閥安裝在動(dòng)力活塞兩側(cè)油室的油道之間，通過改變油道的旁路流量改變油道之間，通過改變油道的旁路流量改變助力大小。助力大小。2.反力控

7、制式反力控制式EPS工作原理工作原理n組成：轉(zhuǎn)向控制閥、分流閥、電磁閥、轉(zhuǎn)組成：轉(zhuǎn)向控制閥、分流閥、電磁閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、液壓泵、儲油箱、車速傳感器、向動(dòng)力缸、液壓泵、儲油箱、車速傳感器、電子控制器；電子控制器；n原理：扭力桿上接轉(zhuǎn)閥閥桿，下接驅(qū)動(dòng)小原理：扭力桿上接轉(zhuǎn)閥閥桿，下接驅(qū)動(dòng)小齒輪及轉(zhuǎn)閥閥體，可產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，使閥齒輪及轉(zhuǎn)閥閥體，可產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，使閥桿、閥體的相對位置改變，從而改變助力桿、閥體的相對位置改變，從而改變助力油流方向。通過電磁閥開度調(diào)節(jié)引入反作油流方向。通過電磁閥開度調(diào)節(jié)引入反作用力室的反力大小，改變扭力桿的變形程用力室的反力大小，改變扭力桿的變形程度，控制助力大小。度，控制助

8、力大小。3.閥靈敏度控制式閥靈敏度控制式EPS工作原理工作原理n組成：轉(zhuǎn)向控制閥、電磁閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、組成：轉(zhuǎn)向控制閥、電磁閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、液壓泵、儲油箱、車速傳感器、電子控制器；液壓泵、儲油箱、車速傳感器、電子控制器；n原理：通過電磁閥改變轉(zhuǎn)向控制閥的液壓增原理：通過電磁閥改變轉(zhuǎn)向控制閥的液壓增益（通過旁路電磁閥的開度降低高壓缸的液益（通過旁路電磁閥的開度降低高壓缸的液壓、提高低壓缸的液壓）。壓、提高低壓缸的液壓）。1L、1R、2L、2R為低速為低速小孔；小孔；3L、3R為高速小孔；為高速小孔；左轉(zhuǎn)時(shí)：左轉(zhuǎn)時(shí)：1L、2L小孔開啟，小孔開啟， 1R、2R小孔關(guān)閉；小孔關(guān)閉；右轉(zhuǎn)時(shí)：右轉(zhuǎn)時(shí)：1R

9、、2R小孔開啟，小孔開啟， 1L、2L小孔關(guān)閉；小孔關(guān)閉；3L、3R小孔在左右轉(zhuǎn)時(shí)都小孔在左右轉(zhuǎn)時(shí)都開啟；開啟；通過電磁閥的開度，調(diào)節(jié)通過電磁閥的開度，調(diào)節(jié)減小流入高壓缸的流量、增減小流入高壓缸的流量、增加低壓缸的壓力實(shí)現(xiàn)助力的加低壓缸的壓力實(shí)現(xiàn)助力的減小。減小。二、液力式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成部件二、液力式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成部件1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓泵動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓泵 提供液壓助力源，有齒輪泵、柱塞泵、葉片提供液壓助力源，有齒輪泵、柱塞泵、葉片泵等型式。泵等型式。2.轉(zhuǎn)向助力裝置轉(zhuǎn)向助力裝置 放大駕駛員的轉(zhuǎn)向力，一般由液壓缸、液壓放大駕駛員的轉(zhuǎn)向力，一般由液壓缸、液壓控制閥等組成?？刂崎y等組成。

10、3.電磁閥電磁閥 調(diào)節(jié)液壓或液流；調(diào)節(jié)液壓或液流；4.車速傳感器車速傳感器 主要傳感器，用于確定助力大?。恢饕獋鞲衅?，用于確定助力大小；5.電子控制器電子控制器三、電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理三、電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理1.基本原理與控制過程基本原理與控制過程 ECU根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向盤力矩等信號，計(jì)算根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向盤力矩等信號，計(jì)算出最佳助力轉(zhuǎn)矩，通過控制電機(jī)電流達(dá)到該助出最佳助力轉(zhuǎn)矩，通過控制電機(jī)電流達(dá)到該助力轉(zhuǎn)矩，并使電磁離合器吸合，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器。力轉(zhuǎn)矩，并使電磁離合器吸合，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向器。2.其它控制功能其它控制功能（1）發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)停止電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向；）發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)停止電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向； 防

11、止蓄電池過度放電；防止蓄電池過度放電；（2）電控系統(tǒng)故障時(shí)停止電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向；）電控系統(tǒng)故障時(shí)停止電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向； 當(dāng)斷電磁離合器電流與電機(jī)電流；當(dāng)斷電磁離合器電流與電機(jī)電流；（3）轉(zhuǎn)向助力高怠速控制）轉(zhuǎn)向助力高怠速控制 電動(dòng)式電控助力轉(zhuǎn)向電動(dòng)式電控助力轉(zhuǎn)向ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)端電壓、節(jié)氣門開度等信號轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)端電壓、節(jié)氣門開度等信號向發(fā)動(dòng)機(jī)向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU輸出高怠速信息，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出高怠速信息，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行與高怠速狀態(tài)。運(yùn)行與高怠速狀態(tài)。四、電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成部件四、電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成部件1.傳感器與開關(guān)傳感器與開關(guān)（1）車速傳感器）車速傳感器 主要傳感器，

12、與其它電控系統(tǒng)共用；主要傳感器，與其它電控系統(tǒng)共用；（2）轉(zhuǎn)矩傳感器）轉(zhuǎn)矩傳感器 用于測定駕駛員施加于轉(zhuǎn)向盤的力矩大小和方用于測定駕駛員施加于轉(zhuǎn)向盤的力矩大小和方向，確定助力大?。姍C(jī)電流）；向，確定助力大小（電機(jī)電流）；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速高低，決定用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速高低，決定是否在發(fā)動(dòng)機(jī)停車時(shí)停止電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向及高怠速是否在發(fā)動(dòng)機(jī)停車時(shí)停止電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向及高怠速控制；控制；（4）點(diǎn)火開關(guān)）點(diǎn)火開關(guān) 也用于提供發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)的信息，在點(diǎn)火開也用于提供發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)的信息，在點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向。關(guān)關(guān)斷時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向。3.電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力裝置電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力裝置（1）直流電機(jī)）直流電機(jī) 一般為永磁直流電動(dòng)機(jī)，一般為永磁直流電動(dòng)機(jī)，電流大小決定助力力矩，電電流