汽车新技术第4章四轮转向和电动.ppt

第4章 四轮转向和电动转向,四轮转向,四轮转向 所谓四轮转向，是指后轮也和前轮一样具有一定的转向功能，不仅可以与前轮同方向转向，也可以与前轮反方向转向。其主要目的是增强轿车的操纵稳定性，改善低速时的操纵轻便性，在轿车高速行驶时便于由一个车道向另一个车道的移动调整，以减少调头时的转弯半径。,在每一届东京国际车展上，本田都会发表多款都会概念新车，在即将于本月下旬开幕的2007年东京国际车展上也不例外，日前原厂公布将发表一款称为Puyo的都会概念车，除了采用铡刀式车门启闭机制外，还具备可以360度原地回转的新科技。,4.2电动转向（EPS）,EPS 是Electric power steering电动助力转向 ESP 是Electronic Stability Program电子稳定程序在任何行驶状态下，不管是在紧急制动还是正常制动，以及在车辆自由行驶、加速、油门或载荷发生变化的时候，ESP都能让车辆保持稳定，并确保驾驶员对车辆操纵自如。 ESP以高频率(25次/秒)对当前的行驶状态及驾驶员的转向操作进行检测和比较，时刻对失去稳定的情况、过度转向、转向不足进行记录，一旦预定的情况有出现危险的可能性，ESP会立即作出干预使车辆恢复稳定。因此，ESP在车辆即将失去稳定、纠正车辆姿态和恢复稳定的过程中完全是主动的，在事故发生之前起作用，彻底防范事故的发生，主动地提高行车安全。,分类,汽车转向系统可按转向的能源不同分为 1 机械转向系统 2 动力转向系统两类,目的,动力转向系统由于使转向操纵灵活、轻便，在设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性增大，能吸收路面对前轮产生的冲击等优点，因此已在各国的汽车制造中普遍采用。 但是，具有固定放大倍率的动力转向系统的主要缺点是电子控制动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的操纵稳定性。,电子控制动力转向系统,（简称EPS-Electronic Control Power Steering），根据动力源不同又可分为 1）液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS） 液压式EPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。,2）电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）,电动式EPS是利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。,扭转传感器和减速机构,电动式EPS有许多液压式动力转向系统所不具备的优点：,（1）将电动机、离合器、减速装置、转向杆等各部件装配成一个整体，这既无管道也无控制阀，使其结构紧凑、质量减轻。一般电动式EPS的质量比液压式EPS质量轻25%左右。 （2）没有液压式动力转向系统所必须的常运转转向油泵，电动机只是在需要转向时才接通电源，所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。 （3）省去了油压系统，所以不需要给转向油泵补充油，也不必担心漏油。 （4）可以比较容易地按照汽车性能的需要设置、修改转向助力特性。,电动式EPS的组成、原理与特点,电动式EPS通常由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元（ECU）、电动机和电磁离合器等组成。 电动式EPS是利用电动机作为助力源，根据车速和转向参数等，由电子控制单元完成助力控制。,其原理可概括如下：,当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的扭矩传感器不断地测出转向轴上的扭转信号，该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。电控单元根据这些输入信号，确定助力扭矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转向，调整转向辅助动力的大小。电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。,1.扭矩传感器,扭矩传感器的作用是测量转向盘与转向器之间的相对扭矩，以作为电动助力的依据之一。,2.电动机,电动式EPS用电动机与启动用直流电动机原理上基本相同，转向助力用直流电动机需要正反转控制，控制触发信号端电流的大小，就可以控制通过电动机电流的大小。,3.电磁离合器,滑动可变电阻式扭矩传感器结构电流通过滑环进入电磁离合器线圈时，主动轮产生电磁吸力，带花键的压板被吸引与主动轮压紧，于是电动机的动力经过轴、主动轮、压板、花键、从动轴传递给执行机构。 电动式EPS一般都设定一个工作范围，例如当车速达到45km/h时，就不需要辅助动力转向，这时电动机就停止工作，为了不使电动机和电磁离合器的惯性影响转向系的工作，离合器应及时分离，以切断辅助动力。另外当电动机发生故障时，离合器会自动分离，这时仍可利用手动控制转向。,4.减速机构,减速机构是电动式EPS不可缺少的部件。目前实用的减速机构有多种组合方式，一般采用蜗轮蜗杆与转向轴驱动组合式，也有的采用两级行星齿轮与传动齿轮组合式。为了抑制噪声和提高耐久性，减速机构中的齿轮有的采用特殊齿形，有的采用树脂材料制成。,注意： 1.电动机电流控制 电子控制单元根据转向力矩和车速信号确定并控制电动机的驱动电流方向和大小。使其在每一种车速下都可以得到最优化的转向助力扭矩。 2.速度控制 当车速高于43-52km/h时，停止对电动机供电的同时，使电动机内的电磁离合器分离，按普通转向控制方式工作，以确保行车安全。 3.临界控制 这是为了保护系统中的电动机以及控制组件而设的控制项目。在转向器偏转至最大（即临界状态）时，由于此时电动机不能转动，所以流入电动机的电流达最大值，为了避免持续大电流使电动机及控制组件发热损坏，所以每当较大电流连续通过3Os后，系统就会控制电流使之逐渐减小。当临界控制状态解除后，控制系统就会再逐渐增大电流，一直达到正常的工作电流值为止。 4.自诊断和安全控制 该系统的电子控制单元具有故障自诊断功能，当电子控制单元检测出系统存在故障时都可显示出相应的故障代码，以便采取相应的措施。当检测出系统的基本部件如扭矩传感器、电动机、车速传感器等出现故障而导致系统处于严重故障的情况下，系统就会使,