汽車電控轉向系統(tǒng)教學提示：操作輕便、路感清晰的電控轉向系統(tǒng)極大地提高了汽車的操縱性能。教學要求：本章主要介紹汽車電控轉向系統(tǒng)。要求學生了解電控轉向系統(tǒng)在汽車上的應用概況，熟悉電控轉向系統(tǒng)的基本組成。汽車電控轉向系統(tǒng)教學提示：操作輕便、路感清晰的電控轉向系統(tǒng)極16.1汽車轉向系統(tǒng)概述6.1.1轉向系統(tǒng)的作用與相關要求用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉向系統(tǒng)（AutomobileSteeringSystem，圖6-1）。6.1汽車轉向系統(tǒng)概述6.1.1轉向系統(tǒng)的作用與相關要求2為確保行車安全，對轉向系統(tǒng)有如下要求：①轉向系統(tǒng)應工作可靠，操縱輕便。②對輕微的路面沖擊，轉向系統(tǒng)應有自動回正能力。③轉向機構應能減小地面?zhèn)鞯椒较虮P上的沖擊，并保持適當?shù)摹奥犯小?。④當汽車發(fā)生碰撞時，轉向裝置應能減輕或避免對駕駛員的傷害。6.1.2轉向系統(tǒng)的分類汽車轉向系統(tǒng)可按轉向的能源不同分為機械轉向系統(tǒng)（Mechanicalsteeringsystem）和動力轉向系統(tǒng)（Powersteeringsystem）兩類。電控動力轉向系統(tǒng)可以在低速時減輕轉向操作力，以提高轉向系統(tǒng)的操縱輕便性；在高速時則可適當加重轉向力，以提高操縱穩(wěn)定性。為確保行車安全，對轉向系統(tǒng)有如下要求：①轉向系統(tǒng)應工作可靠，3四輪轉向系統(tǒng)的應用，在提高汽車轉向操縱穩(wěn)定性的同時，能顯著縮短轉彎半徑，提高車輛的彎道通過性能。6.2汽車電控動力轉向系統(tǒng)6.2.1動力轉向系統(tǒng)1.動力轉向系統(tǒng)的組成為使汽車操縱輕便及行駛安全，目前轎車、載重汽車、客車大多采用液壓轉向助力器，構成液壓式動力轉向系統(tǒng)（Hydraulicpowersteeringsystem，略作HPS）。

液壓式動力轉向系統(tǒng)結構示意圖

四輪轉向系統(tǒng)的應用，在提高汽車轉向操縱穩(wěn)定性4圖6-3液壓式動力轉向系統(tǒng)的油路圖1-油箱；2-溢流閥；3-齒輪油泵；4-進油道量孔；5-單向閥；6-安全閥；7-滑閥；8-反作用閥；9-閥體；10-回位彈簧；11-轉向螺桿；12-轉向螺母；13-縱拉桿；14-轉向垂臂；15-動力缸圖6-3液壓式動力轉向系統(tǒng)的油路圖5（a）右轉彎行駛時（b）左轉彎行駛時圖6-4轉向控制閥在轉向時改變油路（a）右轉彎行駛時（b）左轉彎62.動力轉向系統(tǒng)的不足6.2.2電控動力轉向系統(tǒng)1.電控動力轉向系統(tǒng)的組成電子控制動力轉向（ElectronicControlPowerSteering，EPS）系統(tǒng)在低速行駛時可使轉向輕便、靈活；當汽車在中高速區(qū)域轉向時，又能保證提供最優(yōu)的動力放大倍率和穩(wěn)定的轉向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。圖6-5電控動力轉向系統(tǒng)2.動力轉向系統(tǒng)的不足6.2.2電控動力轉向系統(tǒng)1.電控動力72.電控動力轉向系統(tǒng)的分類根據(jù)動力源的不同，電子控制動力轉向系統(tǒng)可分為液壓式電子控制動力轉向系統(tǒng)（液壓式EPS）和電動式電子控制動力轉向系統(tǒng)（電動式EPS）。液壓式EPS在傳統(tǒng)的液壓動力轉向系統(tǒng)的基礎上增設了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和ECU等，ECU根據(jù)檢測到的車速信號，控制電磁閥，使轉向動力放大倍率實現(xiàn)連續(xù)可調，從而滿足汽車在中、低速時的轉向助力要求。電動式EPS是利用直流電動機作為動力源，ECU根據(jù)轉向參數(shù)和車速等信號，控制電動機轉矩的大小和方向。電動機的轉矩由電磁離合器通過減速機構減速增加轉矩后，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與工況相適應的轉向作用力。2.電控動力轉向系統(tǒng)的分類根據(jù)動力源的不同，83.電控動力轉向系統(tǒng)的特點為滿足現(xiàn)代汽車對轉向系統(tǒng)的要求，電控動力轉向系統(tǒng)具有以下特點。①良好的隨動性：即方向盤與轉向輪之間具有準確的——對應關系，同時能保證轉向輪可維持在任意轉向角位置。②有高度的轉向靈敏度：即轉向輪對方向盤具有靈敏的響應。③良好的穩(wěn)定性：即具有很好的直線行駛穩(wěn)定性和轉向自動回正能力。④助力效果能隨車速變化和轉向阻力的變化作相應的調整：低速時，有較大的助力效果，以克服路面的轉向阻力；中、高速時，要有適當?shù)穆犯?，以避免因轉向過輕（方向盤“發(fā)飄”）而發(fā)生事故。3.電控動力轉向系統(tǒng)的特點為滿足現(xiàn)代汽車對轉向96.3液壓式電控動力轉向系統(tǒng)6.3.1流量控制式動力轉向系統(tǒng)的組成圖6-6流量控制式動力轉向系統(tǒng)1-動力轉向油泵；2-電磁閥；3-動力轉向控制閥；4-ECU；5-車速傳感器；p-壓力油管；T-回油管6.3液壓式電控動力轉向系統(tǒng)6.3.1流量控制式動力轉向106.3.2流量控制式動力轉向系統(tǒng)的工作過程電磁閥安裝在通向轉向動力缸活塞兩側油室的油道之間，當電磁閥的閥針完全開啟時，兩油道就被電磁閥接通了一個旁路，使動力缸活塞兩側壓力差減小，助力減??；相反則助力增大。圖6-7電磁閥結構圖6-8電磁閥驅動信號6.3.2流量控制式動力轉向系統(tǒng)的工作過程電磁閥116.3.3流量控制式動力轉向系統(tǒng)的工作電路動力轉向ECU是EPS的核心控制部件。它根據(jù)車速傳感器提供的車速信號，通過改變旁通電磁閥驅動信號占空比的方式調節(jié)轉向力。豐田流量控制式動力轉向系統(tǒng)電路圖6.3.3流量控制式動力轉向系統(tǒng)的工作電路動力126.4電動式電控動力轉向系統(tǒng)6.4.1電動式電控動力轉向系統(tǒng)概述1.電動式EPS的組成圖6-10電動式EPS的組成1-方向盤；2-輸入軸（轉向軸）；3-ECU；4-電動機；5-電磁離合器；6-轉向齒條；7-橫拉桿；8-轉向車輪；9-輸出軸；10-扭力桿；11-轉矩傳感器；12-轉向齒輪6.4電動式電控動力轉向系統(tǒng)6.4.1電動式電控動力轉向系132.電動式EPS的工作原理圖6-10電動式EPS的組成1-方向盤；2-輸入軸（轉向軸）；3-ECU；4-電動機；5-電磁離合器；6-轉向齒條；7-橫拉桿；8-轉向車輪；9-輸出軸；10-扭力桿；11-轉矩傳感器；12-轉向齒輪3.電動式EPS的優(yōu)點2.電動式EPS的工作原理圖6-10電動式EPS的組成146.4.2三菱轎車電動式電控動力轉向系統(tǒng)三菱米尼卡（Minica）轎車所用電子控制電動式動力轉向系統(tǒng)主要由ECU、直流電動機和離合器、車速傳感器、轉矩傳感器和轉向機總成等組成。三菱米尼卡轎車電動式電控動力轉向系統(tǒng)的組成6.4.2三菱轎車電動式電控動力轉向系統(tǒng)三菱米151.三菱電動式EPS的組成1）電動機和離合器圖6-12電動機的行星齒輪機構1-轉矩傳感器；2-卷軸；3-轉矩桿；4-輸入軸；5-直流電動機和離合器；6-行星小齒輪；7-恒星齒輪；8-行星小齒輪；9-齒輪齒條轉向機的小齒輪；10-從動齒輪；A-主動齒輪；B-內齒圈系統(tǒng)的ECU根據(jù)車速的快慢來控制電動機的電流，車輛在停駛和極低速狀態(tài)下電動機電流最大，助力作用大。電動機產(chǎn)生的助力經(jīng)離合器傳動齒輪減速后，起到助力作用。1.三菱電動式EPS的組成1）電動機和離合器162）轉矩傳感器轉矩傳感器的功能是將轉動方向盤時轉矩和轉角變?yōu)檗D向信號，輸送給ECU。一般轉矩桿的扭轉角度設定為4°左右，這是由于采用行星齒輪機構，使轉矩傳感器的檢測精度提高所致。3）車速傳感器車速傳感器安裝在變速器上，是一種電磁感應式傳感器。該傳感器的作用是根據(jù)車速的變化，把主、副系統(tǒng)的脈沖信號輸送給ECU，車速傳感器每轉動一周產(chǎn)生8個脈沖信號，由于是主、副兩個系統(tǒng)，故信號的可靠性更高。車速傳感器的結構1-殼體；2-定子線圈；3-磁極；4-下側定子；5-定子2）轉矩傳感器轉矩傳感器的功能是將轉動方向盤時174）汽車交流發(fā)電機的L端子利用交流發(fā)電機的L端子電壓，可以判斷出發(fā)電機是否運轉，所以把交流發(fā)電機的L端子看成是向ECU輸送信號的一個傳感器。直流電動機的最大電流約為30A，在發(fā)動機不工作時，轉向系統(tǒng)的工作由蓄電池供電