電子控制動力轉向和空氣懸架系統(tǒng)

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

2、的高低，適當助力。3、失效安全保護，即轉向助力系統(tǒng)失效后，仍能維持手動機械轉向，但方向盤所需的操縱力變大，仍能維持安全行駛。10.1.3電控動力轉向系統(tǒng)的分類1、電液控液壓轉向助力系統(tǒng)2、電控電動轉向助力系統(tǒng)EPS10.2電液控液壓動力轉向系統(tǒng)10.2.1電液控液壓動力轉向系統(tǒng)的組成電液控液壓動力轉向系統(tǒng)由儲液罐1、轉向油泵18、轉向齒輪箱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，轉向齒輪箱又由動力轉向控制閥、齒輪齒條轉向器、液壓反應裝置等組成。10.22電液控液壓動力轉向系統(tǒng)的工作原理1低車速轉向或停車轉向時在低車速轉向或停車轉向時，此時車速低或為零，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大電流，電磁閥閥口開大，對控制閥軸桿上的液壓反應力較小。此時，給駕駛員一個較小的轉向感覺。此時，駕駛員只需施加一個較小的轉向盤力，即和扭桿的扭轉力矩相等的力。因此，在低車速轉向時，通過小的轉向盤力就可以產生大的液壓助力。2中高速小轉向時汽車中高速行駛時，當方向盤從直線前進狀態(tài)轉入小轉動量狀態(tài)，即小轉向時，控制閥軸根據(jù)扭桿的扭轉角度而轉動，轉閥內的油壓增加，轉閥內的油液通過液流控制閥流到液壓反應室。同時，當車速升高時，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閉，從轉閥中來的較大的油壓通過

4、液流控制閥流到液壓反應室，較大的液壓力作用在液壓反應室的活塞上，該液壓反應力傳遞到方向盤，給駕駛員一個中等的轉向感覺。3中高速大轉向時 在中高速大轉向時，即中高速且方向盤轉角又大時，轉閥內的油壓進一步增加。同時，因中高速時電磁閥關小或關閉，并且大轉向時因油壓高而使液流控制閥關閉。因此，液壓反應室中壓力的增大，僅僅是根據(jù)流過管孔液流量的增大而增大。相應地，液壓反應力隨著轉向角的增大而增大，這使轉向盤的反應力在高速大轉向角時保持較大的值，以提醒駕駛員集中注意力。10.3電動油泵電控液壓動力轉向系統(tǒng)10.3.1大眾POLO車電動油泵液壓助力轉向系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)由一體化的電腦EPS/ECU、直流電機、

5、轉子式油泵和控制閥（分配閥、扭桿）、轉角傳感器、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，綜合信號共享，分別控制。根據(jù)轉向工況的需求，以不同的電流值，控制和調節(jié)電動油泵的流量和油壓。2.電動油泵 轉子式油泵由直流電機驅動。3轉角傳感器信號 轉角傳感器采用光電式，安裝于方向盤的轉軸上。4發(fā)動機轉速信號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)動機和汽車的運動狀態(tài)（靜止狀態(tài)或運動狀態(tài)），及車速的高低。5控制閥及動力缸扭桿式的分配閥完成“漸進隨動”轉向控制和安全保護等8項功能：（1）不轉-不助； （2）小轉-小助； （3）

6、大轉-大助； （4）停轉-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-仍能手動機械轉向。10.4 電控電動轉向助力系統(tǒng)10.4.1電動轉向助力系統(tǒng)EPS的優(yōu)點1）EPS系統(tǒng)只在轉向時電動機才提供助力，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向助力。2）減小了由于路面不平所引起的對轉向系統(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)的液壓轉向助力系統(tǒng)具有更好的通用性。10.4.2電控電動轉向助力系統(tǒng)EPS的組成電控電動轉向助力系統(tǒng)

7、EPS由裝在轉向器輸入端的轉矩傳感器、電磁離合器、電動機及變速器（減速機構）、電腦（EPS/ECU）等元件組成 10.4.4三種轉矩傳感器的工作原理1光電式轉矩傳感器光電式轉矩傳感器由遮光圓盤和光電管組成，它是屬于非接觸式轉矩傳感器。 2磁電式轉矩傳感器磁電式轉矩傳感器中，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，它為非接觸式轉矩傳感器，體積小、輸出的信號值精度高。3磁阻式轉矩傳感器（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。轉向時扭力桿變形，多極磁環(huán)旋轉，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 汽車的電控四輪轉向系統(tǒng)（4WS） 四輪轉向是指前、后輪都能轉向，能實現(xiàn)同相位轉向和異相位轉向，對后輪轉角能進行異相位修正，能有效地控制汽車不足轉向特性的保持，使汽車在連續(xù)同向轉向狀態(tài)下能高速安全行駛 。10.5.1 機械傳動電子控制系統(tǒng)四輪轉向系統(tǒng)組成10.5.2 液壓傳動電子控制方式四輪轉向系統(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、控制原理和結構特點電控空氣懸架系統(tǒng)中彈簧剛度調節(jié)、減振器阻尼力調節(jié)、車身高度調節(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。其具體功能有三個方面：（1）在水平路面上高速行駛時，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，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。空氣懸架的控制包括減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、點火開關OFF控制9.2 電控空氣懸架的組成 空氣懸架包括：每一車輪有一個可充氣的氣缸和減振器；一個空氣壓縮機；干燥器；各種控制閥；高度控制傳感器；轉向角度傳感器等，能精確地檢測車身高度和行駛狀態(tài)。空氣懸架系統(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、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節(jié)9.3.1空氣懸架剛度的調節(jié) 主、副氣室之間的通路靠氣閥控制，開關氣閥的控制桿由懸架控制執(zhí)行器驅動，當氣閥處于不同的位置時，即大開、小開、關閉時，可實現(xiàn)空氣彈簧低

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

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

13、汽車高度調節(jié)時使用9.4.3轉向角度傳感器 轉向角度傳感器安裝在轉向軸上，并檢測轉向的方向和角度。這個傳感器由一個帶槽的圓盤和一對遮光器組成，帶槽圓盤隨方向盤一起轉動。每個遮光器是由一個發(fā)光二極管LED和一個光敏晶體管組成，彼此面對面相對安裝，它將兩個部件之間光信號轉換成開關信號。9.4.4 高度控制傳感器 高度控制傳感器安裝在每個油氣缸懸架上，持續(xù)不斷地檢測車身與懸架下臂之間的距離，每個傳感器由一個有槽圓盤和4對遮光器組成，有槽圓盤與連接桿合成一個組件并隨之一起旋轉，有槽圓盤的LED與每個遮光器的光敏晶體管之間旋轉 。9.4.5高度控制用空氣壓縮機空氣壓縮機和電機提供壓縮空氣以增加汽車高度，壓縮機使用往復活塞和連桿式，壓縮電機是直流電機。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產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，當它接收到ECU發(fā)出的降低汽車高度信號時，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)行器驅動減振器的旋轉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