汽车动力转向与电控四轮转向

第三节汽车动力转向与电控四轮转向•动力转向系统概述动力转向系统是依靠驾驶员的体能并在其他能源帮助下进行汽车转向•非电控助力时（液压助力）1.依据转向盘的转角提高助力2.停车、低速行驶时，提供较小的助力3.随着车速的提高，转向的助力在增大•理想的转向助力•停车时，提供的助力最大，车速逐渐增大时，提供的助力逐渐减小，高速状态则没有助力•电控助力（EPS）1.车速传感器2.转向角度传感器电控助力的分类1.电子控制电动-液压式动力转向系统2.电子控制电动式转向系统二电子控制电动-液压式动力转向系统•与传统的发动机驱动的液压泵的助力的不同点在于用ECU根据车速和转向角的变化控制电动液压泵电控电动-液压的工作过程•工作过程•ECU根据车速和转向角信号进行判断，选择工作模式，根据工作模式发出指令控制电动液压泵电子控制电动-液压式动力转向系统功能•市区行驶，转向轻便自如•郊区行驶转向轻便•高速行驶时，方向盘较重，提高稳定性和安全性•转弯或在连续弯道行驶时，转向手感与路面一致三电子控制的电动转向•没有液压装置•依靠电机实现动力转向电动式EPS的分类•转向轴阻力式•转向器小齿轮助力式•齿条助力式•车速传感器•转向轴上的扭力杆测转矩和转弯速度•ECU控制齿条上的电动机1.转矩传感器•功用测量方向盘与转向器之间的转向力矩•原理•转向轴转向时，产生扭转变形，扭转角与转矩成正比，测定扭转角，得到转矩•分类1.电位计式转矩传感器2.转向力矩传感器1.电位计式转矩传感器电位计式转矩传感器•把操纵力矩引起的扭力杆的扭转角位移转换成电位计的电阻的变化，把这个信号作为转矩信号•输入信号是用来产生磁场的•输出信号的产生是由于磁场变化产生感应电动势•U0=KUiθ•根据齿条的位移量和位移方向测出转向角的•齿条移动的过程中，霍尔元件上的磁感应强度和磁极极性的变化，转为电压信号电磁离合器电磁离合器•当车速较高时30KM/h，电磁离合器停止工作•电机停止工作，离合器也停电动机控制控制系统四电子控制四轮转向•在前轮转向的基础上，附加后轮转向，再对两后轮的转向力进行转向控制什么是四轮转向系统4WS(4wheelsteeringSystem)汽车是依靠后轮和前轮共同完成转向任务.四轮转向的目的在于低速行驶时依靠逆向转向（前轮与后轮转角方向相反）改善汽车的操作性，获得较小的转向半径，在中高速行驶时依靠同向转向（前轮与后轮的转角方向相同），减小汽车的横摆运动，提高车道变更和曲线行驶的操纵稳定性。四轮转向的目的•高速转向时使后轮与前轮具有相同的转向角度使车道变更容易，保持转弯力平衡•低速转向时使后轮与前轮转向角相反降低低速转弯的半径。•提高高速直线行驶时的稳定性•我们一般驾驶的汽车都是两轮转向汽车，在中、高速做圆周行驶时，车身后部会甩出一点，车身以稍稍横着一点的姿态做曲线运动，增加了驾驶者的判断与操作的困难4WS中高速转向特性直线行驶的汽车转向是下列两运动的合成运动：汽车质心绕转向中心的公转和汽车绕质心的自转。如图所示为2WS汽车中高速转向时车辆的运动状态：前轮转向时，前轮产生侧偏角α，并产生旋转向心力使车体开始自转，当车体出现自转时，后轮产生侧偏角β，和旋转向心力，车速越高，离心力越大，所以必须给前轮更大的侧偏角，使它产生更大的旋转向心力，与此同时，后轮也产生与此相应的侧偏角，车体的自转趋势更加严重。也就是说，车速越高，转向时容易引起车辆的旋转和侧滑。4WS中高速转向特性2WS汽车中高速转向时车辆的运动状态4WS中高速转向特性理想的高速转向运动状态是尽可能使车体的倾向和前进方向一致，从而使后轮产生足够的旋转向心力。在4WS汽车通过对后轮同向转向操纵，使后轮也产生侧偏角，使它与前轮的旋转向心力相平衡，从而抑制自转运动，得到车体方向和车辆前进方向一致的稳定转向状态。4WS中高速转向特性中高速转向时2WS和4WS同向转向操纵比较2.四轮转向的工作原理•后轮转角比列与前轮转角的例子马自达4WS的控制原理•对应前轮的转向角度，后轮的转向比随车速变化后转向控制箱的构造相位控制机构的构造步进电机不动动画前轮车速低于35km/h高于35km/h后轮执行机构失效保护机构油压异常后转向控制传感器异常最新车型