汽車電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一頁(yè)，共39頁(yè)。相關(guān)知識(shí)3.1液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.2電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.3電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第二頁(yè)，共39頁(yè)。為了實(shí)現(xiàn)在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需要的力都是最佳值，必須采用更先進(jìn)的電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ElectronicControlPowerSteerin，EPS）電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系可分為液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩類。第三頁(yè)，共39頁(yè)。3.1液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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)了電子控制裝置而構(gòu)成的，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控制式三種形式。第四頁(yè)，共39頁(yè)。3.1.1流量控制式ESP?流量控制式EPS是根據(jù)車速傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中油液的輸入、輸出流量，以控制轉(zhuǎn)向助力大小。?可分為分流控制式和旁流控制式。第五頁(yè)，共39頁(yè)。１、ＬＳ４００轎車的流量控制式ＥＰＳ如圖3-1所示，流量控制式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由車速傳感器、電磁閥、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥、動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵和電子控制單元等組成。第六頁(yè)，共39頁(yè)。

分流控制式液壓電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理車速越高，流過(guò)電磁閥電磁線圈的平均電流越大，電磁閥的開(kāi)啟程度越大第七頁(yè)，共39頁(yè)。２、藍(lán)鳥(niǎo)轎車的流量控制式ＥＰＳ圖3-2所示為藍(lán)鳥(niǎo)轎車的流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它是在一般液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上再增加了旁通流量控制閥、車速傳感器、轉(zhuǎn)角速度傳感器、電子控制單元和控制開(kāi)關(guān)等部件。第八頁(yè)，共39頁(yè)。圖3-3所示為旁流控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成。第九頁(yè)，共39頁(yè)。3.1.2反力控制式ＥＰＳ反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是按照車速的變化，控制反力室油壓反力，調(diào)整動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，從而使汽車在各種條件下轉(zhuǎn)向盤上所需的轉(zhuǎn)向操縱力都達(dá)到最佳狀態(tài)。?有時(shí)也把這種動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為漸進(jìn)型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ProgressivePowerSteering，PPS）。第十頁(yè)，共39頁(yè)。１、基本組成如圖3-4所示為反力控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成。第十一頁(yè)，共39頁(yè)。圖3-5電子控制漸進(jìn)型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第十二頁(yè)，共39頁(yè)。①車速傳感器（略）②電磁閥。

?電磁閥一般安裝在轉(zhuǎn)向齒輪箱體上，主要由電磁線圈、鐵芯及滑閥等組成。第十三頁(yè)，共39頁(yè)。③分流閥分流閥的基本結(jié)構(gòu)如圖3-6所示，主要由閥門、彈簧及進(jìn)出油口等構(gòu)成。1—至電磁閥2—至轉(zhuǎn)向油泵3—至轉(zhuǎn)閥4—至油壓反力室第十四頁(yè)，共39頁(yè)。④轉(zhuǎn)向控制閥。

?轉(zhuǎn)向控制閥的結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。圖3-7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—油壓反力室第十五頁(yè)，共39頁(yè)。3.1.3閥靈敏度控制式ＥＰＳ閥靈敏度控制式EPS是根據(jù)車速控制電磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益（閥靈敏度）來(lái)控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向缸油壓大小。?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，可以獲得較好的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。第十六頁(yè)，共39頁(yè)。?閥靈敏度控制式EPS主要由轉(zhuǎn)子閥、電磁閥、車速傳感器及ECU等組成。圖3-10靈敏度控制式EPS的結(jié)構(gòu)第十七頁(yè)，共39頁(yè)。圖3-10‘轉(zhuǎn)子閥的結(jié)構(gòu)及原理第十八頁(yè)，共39頁(yè)。圖3-11轉(zhuǎn)子閥的等效液壓油路第十九頁(yè)，共39頁(yè)。3.2電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種直接依靠電動(dòng)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)只需利用微機(jī)控制電動(dòng)機(jī)電流的方向和幅值，就可直接控制轉(zhuǎn)向助力的大小，控制的自由度較高，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置方便，其在轎車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。第二十頁(yè)，共39頁(yè)。3.2.1基本結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成如圖3-12所示，主要由轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)、電子控制單元等組成。第二十一頁(yè)，共39頁(yè)。工作原理?電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本原理是電子控制單元（ECU）根據(jù)車速傳感器和扭矩傳感器的信號(hào)，判斷汽車的運(yùn)行狀況，以確定助力扭矩的大小和方向，然后發(fā)出控制指令，控制電動(dòng)機(jī)的電流大小和方向，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力扭矩，使汽車在低、中和高速下都能獲得最佳的轉(zhuǎn)向效果。第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。3.2.2主要部件的結(jié)構(gòu)及工作原理１、轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器的作用是檢測(cè)駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩、轉(zhuǎn)向方向等參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸送給ECU，以作為電動(dòng)助力的依據(jù)之一。轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)、原理如圖3-14所示。第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。２、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)就是一般的永磁電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩控制是通過(guò)控制其輸入電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，而電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則是由電子控制單元輸出的正反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖控制。圖3-15所示為一種比較簡(jiǎn)單實(shí)用的正反轉(zhuǎn)控制電路。第二十四頁(yè)，共39頁(yè)。３、電磁離合器圖3-16所示為電磁離合器的結(jié)構(gòu)。當(dāng)電流通過(guò)滑環(huán)進(jìn)入離合器線圈時(shí)，主動(dòng)輪產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵的壓板被吸引與主動(dòng)輪壓緊，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)軸、主動(dòng)輪、壓板、花鍵、從動(dòng)軸傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。第二十五頁(yè)，共39頁(yè)。４、減速機(jī)構(gòu)目前使用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用蝸輪蝸桿與轉(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，如圖3-17所示。第二十六頁(yè)，共39頁(yè)。５、電子控制單元ＥＣＵ電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向ＥＣＵ的基本組成如圖3-18所示。第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。3.3電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝備于一汽大眾寶來(lái)、高爾夫、速騰及上海大眾途安等車型中。與傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向器相比，電控機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)：它可以協(xié)助駕駛員行車，并減輕身體和心理負(fù)擔(dān)；同時(shí)，它僅在需要時(shí)進(jìn)行工作。轉(zhuǎn)向助力與車速、轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向角等有關(guān)。第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。3.3.1系統(tǒng)組成帶雙小齒輪的電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)如圖3-19所示。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的部件主要包括轉(zhuǎn)向盤、帶轉(zhuǎn)向角度傳感器的組合開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向力矩傳感器、電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向助力器電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向輔助控制單元等。第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。元件的布置第三十頁(yè)，共39頁(yè)。3.3.2控制原理轉(zhuǎn)向助力是通過(guò)一個(gè)控制單元永久程序存儲(chǔ)器中的特性曲線組來(lái)進(jìn)行控制的。第三十一頁(yè)，共39頁(yè)。電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向過(guò)程的控制原理如圖3-22所示。工作過(guò)程如下：①駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤；②轉(zhuǎn)向盤上的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向器上的扭轉(zhuǎn)棒，轉(zhuǎn)向力矩傳感器Ｇ２６９探測(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)，并將測(cè)得的轉(zhuǎn)向力矩發(fā)送給控制單元Ｊ５００；③轉(zhuǎn)向角度傳感器Ｇ８５發(fā)送當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角信號(hào)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)送當(dāng)前的轉(zhuǎn)向速度信號(hào)；④控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向速度，以及在控制單元中設(shè)置的特性曲線，確定需要的助力扭矩，并控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；⑤轉(zhuǎn)向助力是通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪來(lái)完成的，驅(qū)動(dòng)齒輪由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)蝸輪傳動(dòng)并驅(qū)動(dòng)小齒輪作用到齒條上，從而傳送助力轉(zhuǎn)向力；⑥轉(zhuǎn)向盤扭矩和助力扭矩的總和是轉(zhuǎn)向器上引起齒條運(yùn)動(dòng)的有效扭矩，該扭矩驅(qū)動(dòng)齒條實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。第三十二頁(yè)，共39頁(yè)。第三十三頁(yè)，共39頁(yè)。3.3主要元件電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖3-28所示。第三十四頁(yè)，共39頁(yè)。１、轉(zhuǎn)向角度傳感器Ｇ８５轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器Ｇ８５安裝在復(fù)位環(huán)的后面，與安全氣囊的滑環(huán)安裝在一起。它位于組合開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)向盤之間的轉(zhuǎn)向柱上。第三十五頁(yè)，共39頁(yè)。２、轉(zhuǎn)向扭矩傳感器Ｇ２６９轉(zhuǎn)向扭矩傳感器Ｇ２６９的結(jié)構(gòu)如圖3-31所示。利用轉(zhuǎn)向扭矩傳感器Ｇ２６９，可以直接在轉(zhuǎn)向小齒輪上計(jì)算轉(zhuǎn)向盤扭矩。該傳感器以磁阻的功能原理工作。它被設(shè)計(jì)成雙保險(xiǎn)（備用），以保證獲得最高的安全性。第三十六頁(yè)，共39頁(yè)。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的工作原理如圖3-32所示。