汽车底盘电子控制技术

课题六电控动力转向与四轮转向系统6.1电控动力转向系统6.2电子控制四轮转向控制系统(4WS)6.1电控动力转向系统6.1.1电控液力式动力转向系统电控液力式动力转向系统是通过控制电磁阀使系统中的油压随车速的变化而改变，在大转角或低转速时转向轻便，在中高速时能获得具有一定手感的转向力。图6-1中示出了装有转向助力装置和没装转向助力装置的转向系统转向特性的差别。1.系统的组成为了说明电控液力式动力转向的整体构造和工作原理，图6-2示出了转向齿轮箱与液压回路的结构简图。图中没有标出ECU的详细部分，仅使用了作为ECU输入的车轮转速信号。返回下一页6.1电控动力转向系统(1)车4向齿轮箱在转向齿轮箱中有一个扭杆，其上端用销钉与控制阀轴连接在一起，下端也用销钉与驱动小齿轮轴连接在一起，小齿轮轴的上端又用销钉与回转阀相连接，驾驶室中的转向盘则通过转向轴与控制阀轴相连。因此，转向盘的转向力就通过扭杆以及控制阀轴传到驱动小齿轮轴。当扭杆产生扭转变形时，控制阀和回转阀就会分别产生相对转动，引起各个接目的连通状态的变化，实现对动力缸中油液量的控制和完成对动力缸左、右油室油路的切换。上一页返回下一页6.1电控动力转向系统当高压油作用于油压反力室时，油室中的柱塞就会被紧紧地压向控制阀轴。此时即使扭杆有扭转变形产生，也会由于柱塞压力的作用限制了控制阀与回车令阀的相对转动。(2)分流阀分流阀的作用是将油泵中输出的油液分流后输往回转阀一侧和电磁阀一侧。当车速或者转向角变化时，回转阀一侧与电磁阀一侧的油压会随着变化，在这种情况下，分流阀也要保证供给一定流量的油液给电磁阀。(3)电磁阀图6-3示出了电磁阀的结构与特性。电磁阀的节流面积可通过改变电磁线圈中通电电流的开/关占空比来进行调节。上一页返回下一页6.1电控动力转向系统当线圈通过大电流时，电磁阀中的滑阀被吸引向上，阀的节流面积增大，流回蓄油器的油量就增加。一般车速低时，线圈中的电流较大，节流面积扩大，管路中的油液流回蓄油器。随着车速增高，线圈中的电流减小，油液的回流量也就随之减少。2.控制原理电控器(ECU)根据从轮速传感器传来的输入信号，判断汽车处于停止状态还是处于低速行驶或高速行驶工况，从而对电磁阀线圈的电流进行线性控制，从而达到控制动力转向的目的。一般动力转向的控制形态有以下3种。上一页返回下一页6.1电控动力转向系统(1)以极低速行驶时的控制此时，流经电磁线圈的电流较大，经分流阀分流后的油液通过电磁阀返回到了蓄油器，因此，作用在柱塞上的油压(油压反力室的压力)较小。这样，柱塞作用在控制阀轴上的压力(反力)也就小，在转向盘的转向力作用下，扭就能产生较大的扭转变形。控制阀就会随扭杆的扭转与驱动小齿轮固定在一起的回转阀转过一个角度，使两阀的接口相互连通，动力缸的右室(左室)就受到油泵油压的作用，驱动动力缸内的活塞向左(右)移动，产生一较大的辅助力，增大了转向力。上一页返回下一页6.1电控动力转向系统(2)高速直行时的控制直行时，转向角较小，扭杆产生的变形也很小，回转阀与控制阀相互连通的接口开度也减小，使回转阀一侧的油压上升。由于分流阀的作用，此时电磁阀一侧的油量会增加。另外，伴随着车速的提高，电磁阀线圈内的电流会减小，电磁阀节流开度也会缩小，使作用在油压反力室的反力油压增加，柱塞作用到控制阀轴上的压力也随之增大。因此，增加了转向操纵力，使驾驶员的手感增强，从而可获得良好的转向路感。上一页返回下一页6.1电控动力转向系统(3)中高速转向时的控制从存在油压反力的中高速的直行状态开始转向时，扭杆的扭转角会进一步减小，回转阀与控制阀相连接的阀口开度也减小，使回转阀一侧的油压进一步升高。伴随着回转阀油压的进一步升高，通过固定节流孔的油液也供给到油压反力室。通过分流阀向油压反力室供给的一定量的油液和通过固定节流孔的油液相加，就进一步加强了柱塞的压紧力，使得此时的转向力相应于转向角成线性增加，从而可获得在高速行驶时的稳定转向操纵感。上一页返回下一页6.1电控动力转向系统3.控制机构目前在汽车上采用的电控液力式动力转向系统的控制机构可分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏度可变控制式(见表6-1)。其中每一种控制方式都具有一般动力转向装置的功能。(1)流量控制式这是一种通过车速传感器调节动力转向装置供应的压力油液，改变油液的输入、出流量，以控制转向力的方法。优点是，在原来动力转向功能上再增加压力油液流量控制功能即可，可以降低价格，简化结构。上一页返回下一页6.1电控动力转向系统缺点是，当流向动力转向机构的压力油液降低到极限值时，将改变转向控制部分的刚度，使其下降到接近转向刚性。这样，在低供给油量区域内，对于快速转向会产生压力油量不足，降低了响应性。流量控制式动力转向装置的基本结构见图6-4。图中表示出的是曾在日本蓝鸟牌轿车上使用的装置。其特点是在一般动力转向机构上增加旁通流量控制阀、控制器(控制电路)、车速传感器、转向角度传感器、控制开关，在泵与转向机本体之间设有旁通管路，在旁通管路中设有旁通流量控制阀。按照来自车速传感器和开关的信号，控制器向旁通流量控制阀按照车辆的行驶状态供应电流，经过油路的节流，控制旁通流量，从而调整转向器供油量。上一页返回下一页6.1电控控动动力力转转向向系系统统当控控制制器器、、传传感感器器、、开开关关等等电电气气系系统统发发生生故故障障时时，，安安全全保保险险装装置置能能够够确确保保与与一一般般动动力力转转向向装装置置或或手手动动转转向向装装置置同同等等的的转转向向特特性性。。(2)反力力控控制制式式这是是一一种种利利用用车车速速传传感感器器控控制制反反力力室室油油压压，，改改变变压压力力油油输输入入、、输输出出的的增增益益幅幅度度，，以以控控制制转转向向力力的的方方法法。。为为此此，，在在转转向向控控制制阀阀中中设设有有反反力力室室。。其其缺缺点点是是价价格格高高，，结结构构复复杂杂。。其其优优点点是是具具有有较较大大的的选选择择转转向向力力的的自自由由度度，，而而且且转转向向刚刚性性大大，，驾驾驶驶者者能能确确实实感感受受到到路路面面情情况况，，可可以以获获得得稳稳定定的的操操作作手手感感，，所所以以能能按按照照车车速速情情况况进进行行最最佳佳的的稳稳定定操操纵纵。。上一一页页返回回下一一页页6.1电控控动动力力转转向向系系统统图6-5中示示出出了了装装备备这这种种装装置置的的爱爱丹丹娜娜轿轿车车的的动动力力转转向向系系统统图图。。它它包包括括能能改改变变转转向向力力的的油油压压反反力力室室、、节节流流孔孔、、控控制制阀阀、、车车速速传传感感器器、、转转换换开开关关以以及及电电子子控控制制器器等等。。(3)阀灵敏度可可变控制式式这是根据车车速操纵电电磁阀，直直接改变动动力转向控控制阀的油油压增益(阀灵敏度)以控制油压压的方法。。这种转向向装置结构构简单，部部件少，价价格低，且且可以有较较大的选择择转向力的的自由度。。与反力控制制式转向相相比，转向向刚性差，，但可以最最大限度地地提高原来来的弹簧刚度来加加以克服。。阀灵敏度度可变控制制动力转向向装置能够够获得自然然的转向感感和良好的的转向特性性。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统图6-6示出了89型地平线牌牌轿车所采采用的动力力转向装置置。转向控控制阀的转转子阀，做做了局部改改进并增加加了电磁线线圈阀、控控制元件、、车速传感感器。转子子阀的可变变孔分为低低速专用和和高速专用用两种，在在高速专用用可变孔的的前后设有有低速专用用可变孔。。在高速专专用可变孔孔的下游设设有旁通回回路，在旁旁通回路中中又设置有有电磁线圈圈阀，根据据车速开启启电磁阀以以改变电磁磁阀灵敏度度，控制操操纵力。这这是一种具具有非常自自然操纵感感的新型电电子控制系系统，并具具有故障安安全自保护护功能。当当电气系统统发生故障障时，可确确保操纵安安全性。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统该装置的主主要部件有有转子阀、、电磁阀与与控制系统统等。1)转子阀转子阀一般般在圆周上上形成6条或8条沟槽，图图6-6示出了用于于可变特性性的具有12条沟槽的系系统。各沟沟槽利用阀阀部外体与与泵、动力力缸、电磁磁阀及油箱箱连接。图6-7为实际的转转子阀结构构剖面图。。阀AIS的电桥电路路见图6-8所示，在动动力缸与回回转端口间间直接配置置2个可变孔，，在这2个可变孔之之间有电磁磁线圈控制制阀的油压压回路。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统可变小孔1R、1L、2R、2L是能以以较小转向向扭矩关闭闭的低速专用用小孔；3R、3L是能以较大大转向扭矩矩关闭的高高速专用可可变小孔。。其工作原理理是:当车辆停止止时，见图图6-6所示，电磁磁线圈阀完完全关闭，，由于旁通通回路没有有流入油液液，高灵敏敏度低速专专用可变小小孔1R及2R以较小转向向扭矩关闭闭，所以具具有轻便的的转向特性性。在高速速时，电磁磁线圈阀全全开，经过过旁通回路路，流向油油箱的流体体形成环流流，灵敏度度低的高速速专用可变变小孔3R控制流向动动力缸的抽抽压，所以以具有多工工况的转向向特性。从从低速到高高速的过渡渡区间，由由于电磁阀阀的作用，，按照车速速控制可变变小孔的油油量，因而而可以按顺顺序改变转转向特性。。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统2)电磁阀图6-7示出电磁阀阀的结构，，该阀设有有控制上下下游流量的的旁通油路路，是可变变节流阀。。在低速时时向电磁线线圈通过最最大电流时时可变孔被被关闭，随随着车速提提高，顺序序减少通电电量，可变变孔开启;在高速时开开启面积达达到最大值值。该阀左左右转向时时，油液流流动方向可可以逆转，，所以在上上下流动方方向中，可可变小孔必必须具有相相同的特性性。为了确确保高压时时流体力有有效作用于于阀，必须须提供稳定定的油压控控制。3)控制系统当接收到来来自车速传传感器的信信号时，控控制系统向向电磁阀和和电磁线圈圈输出电流流。图6-9示出控制系系统的电路路图。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统6.1.2电动式动力力转向系统统电动动力转转向系统EPS,EPAS是ElectronicControlPowerSteering和ElcctroicPowerAssistSteering的简称。液液压式动力力转向系统统由于工作作压力和工工作灵敏度度较高，外外廓尺寸较较小，因而而获得了广广泛的应用用。在采用用气压制动动或空气悬悬架的大型型车辆上，，也有采用用气压动力力转向的。。但这类动动力转向系系统的共同同缺点是结结构复杂、、消耗功率率大，容易易产生泄漏漏，转向力力不易有效效控制等。。近年来随随着电控技技术在汽车车上的广泛泛应用，出出现了电动动式电子控控制助力转转向系统，，简称电动动式EPS或EPAS。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统电动式动力力转向系统统(EPS)是一种直接接依靠电机机提供辅助助扭矩的电电动助力式式转向系统统。该系统统仅需要控控制电机电电流的方向向和幅值，，不需要复复杂的控制制机构。另另外，该系系统由于利利用微机控控制，为转转向系统提提供了较高高的自由度度，同时还还降低了成成本和减少少了质量。。电动式动力力转向系统统主要特点点如下:①电动机、减减速机、转转向柱和转转向齿轮箱箱可以制成成一个整体体，管道、、油泵等不不需单独占占据空间，，易于装车车。②基本上只只增加电动动机和减速速机，没有有了液压管管道等部件件，使整个个系统趋于于小型轻量量化。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统③油泵仅在必必要时用来来使电动机机运转，故故可以节能能。④因为零件数数目少，不不需要加油油和抽空气气，所以在在生产线上上的装配性性好。由此，从发发展的角度度看，电动动式动力转转向系统将将成为标准准件装备在在汽车上。。1.EPS的组成与特特点(1)EPS的组成EPS是一种直接接依靠电动动机提供辅辅助转矩的的助力转向向系统，其其系统框图图如图6-10所示。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统不同类型的的EPS的的基本原理理是相同的的:转矩传传感器与转转向轴(小小齿轮轴)连接在一一起，当转转向轴转动动时，转矩矩传感器开开始工作，，把输入轴轴和输出轴轴在扭杆作作用下产生的的相对转动动角位移变变成电信号号传给ECU,ECU根据车速传传感器和转转矩传感器器的信号决决定电动机机的旋转方方向和助力力电流的大大小，从而而完成实时时控制助力力转向。因因此它可以以很容易地地实现在车车速不同时时提供不同同的电动机机助力效果果，保证汽汽车在低速速转向行驶驶时轻便灵灵活，高速速转向行驶驶时稳定可可靠。因此此EPS助力特性的的设置具有有较高的自自由度。EPS通常由扭矩矩传感器、、车速传感感器、电子子控制单元元(ECU),电动机和电电磁离合器器等组成(如图6-11所示)。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统EPS是利用电动动机作为助助力源，根根据车速和和转向参数数等，由电电子控制单单元完成助助力控制。。各部件在在车上的布布置如图6-12。(2)EPS的工作原理理当操纵转向向盘时，装装在转向轴轴上的转矩矩传感器不不断测出转转向轴上的的转矩，并并由此产生生一个电压压信号。该该信号与车车速信号同同时输入电电子控制单单元，电子子控制单元元根据这些些输入信号号进行运算算处理，确确定助力转转矩的大小小和转向，，即选定电电的电流和和转向，调调整转向的的助力。电电动机的转转矩由电磁磁离合器通通过减速机机构减速增增矩后，加加在汽车的的转向机构构上，使之之得到一个个与工况相相适应的转转向作用力力。上一页返回下一页6.1电控动力转转向系统(3)EPS的分类根据电动机机布置位置置不同，EPS可分为转向向轴助力式式、齿轮助助力式、齿齿条助力式式3种。①车令向轴助力力式EPS的电动机固定定在转向轴一一侧，通过减减速机构与转转向轴相连，，直接驱动转转向轴助力转转向。②齿轮助力式EPS的电动机和减减速机构与小小齿轮相连，，直接驱动齿齿轮助力转向向。③齿条助力式EPS的电动机和减减速机构则直直接驱动齿条条提供助力。。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统2.EPS的部件结构及及工作原理(1)转矩传感器转矩传感器也也称转向传感感器，其作用用是通过测定定转向盘与转转向器之间的的相对转矩，，为电动助力力提供依据。。转矩传感器器的结构、原原理如图6-13所示。用磁性性材料制成的的定子和转子子可以形成闭闭合的磁路，，线圈A、B、C、D分别绕在极靴靴上，形成一一个桥式回路路。转向轴扭扭转变形的扭扭转角与转矩矩成正比，所所以只要测定定轴的扭转角角，就可间接接地知道转向向力的大小。。在线圈的U、T两端施加连续续的脉冲电压压信号Ui，当转向轴上的转矩为零零时，定子与与转子的相对对转角也为零零。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统这时转子的纵纵向对称面处处于定子AC、BD的对称平面上上，每个极靴靴上的磁通量量是相同的。。电桥平衡，，V、W两端的电位差差U0=0。如果转向轴上上存在转矩时时，定子与转转子的相对转转角不为零，，此时转子与与定子间产生生角位移。极靴A、D间的磁阻增加加，B、C间的磁阻减小小，各个极靴靴的磁阻产生生差别，电桥桥失去平衡，，在V、W两端产生电位位差。这个电电位差与轴的的扭转角和输入电压Ui成比例，从而而可知道转向向轴的转矩。。一种实际应用用的转矩传感感器结构如图6-14所示，其工作作原理与上基基本相同，优优点是便于安安装。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统(2)电动机、电磁磁离合器与减减速机构电动动机、电磁离离合器和减速速机构组成的的整体称为电电机组件，其其结构如图6-15所示。1)电动机转向助力电动动机就是一般般的永磁电动动机(原理不再叙述述)，电动机的输输出转矩控制制是通过控制制其输入电流流来实现，而而电动机的正正转和反转则则是由电子控控制单元输出出的正反转触触发脉冲控制制。图6-16是一种比较简简单实用的正正反转控制电电路。a1、a2为触发信号端端。从电子控控制单元得到到的直流信号号输入到a1、a2端，用以触发发电动机产生生正反转。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统当a1端得到输入信号时，，晶体管T3导通，T2管得到基极电电流而导通，，电流经T2管的发射极和和集电极、电电动机M、T3管的集电极和和发射极搭铁铁，电动机有有电流通过而而正转。当a2端得到输入信信号时，晶体体管T4导通，T1管得到基极电电流而导通，，电流经过T1管的发射集电电极，电动机机M、T4管的集电极和和发射极搭铁铁，电动机有有反向电流通通过而反转。。控制触发信信号端的电流流大小，就可可以控制电动动机通过电流流的大小。2)离合器一般使用干式式单片电磁离离合器，如图6-17所示。工作电电压为12V,额定转速时传传递的转矩为为15N·m，线圈电阻(20℃时)为19.5。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统其工作原理是是:当电流通过滑滑环进入离合合器线圈时，，主动轮产生生电磁吸力，，带花键的压压板被吸引与与主动轮压紧紧，电动机的的动力经过轴轴、主动轮、、压板、花键键、从动轴传传给执行机构构。由于转向助力力的工作范围围限定在一速速度区域内，，所以离合器器一般设定一一个速度范围围，如当车速速超过30km/h时，离合器便便分离，电动动机也停止工工作，这时就就没有转向助助力的作用。。当电动机停停止工作时，，为了不使电电动机及离合合器的惯性影影响转向系的的工作，离合合器也应及时时分离，以切切断辅助动力力。当系统中中电动机等发发生故障时，，离合器会自自动分离，这这时仍可恢复复手动控制转转向。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统3)减速机构目前使用的减减速机构有多多种组合方式式，一般采用用涡轮涡杆与与转向轴驱动动组合式;也有的采用两两级行星齿轮轮与传动齿轮轮组合式，如如图6-18所示;图6-15是涡轮与斜齿齿轮组合方式式。涡轮与固固定在转向输输出轴上的斜斜齿轮相啮合合，它把电机机的回转运动动减速后传递递到输出轴上上。为了抑制制噪声和提高高耐久性，减减速机构中的的齿轮有的采采用特殊齿形形，有的采用用树脂材料制制成。(3)控制系统1)控制电路控制电路方框框图见图6-19控制电路的中中心是8位的单片微型型计算机，内内装256字节的RAM,4KB的ROM和8位的A/D变换器。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统主传感器和辅辅助传感器的的扭矩及电动动机的信号与与电动机的电电流信号通过过A/D变换器输入到到微型计算机机中，而车速速信号、发动动机转速、蓄蓄电池电压和和启动机开关关的通断状态态、交流发电电机的L端子电压、主主传感器和辅辅助传感器的的扭矩及电动动机的信号与与电动机的电电流信号通过过A/D变换器输入到到微型计算机机中，而车速信号、、发动机转速速、蓄电池电电压和起动机机开关的通断断状态、交流流发电机的L端子电压则则通过接口电电路输入到微微型计算机中中。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统扭矩信号通过过A/D变换器输入到到计算机后，，计算机根据据车速范围按按照规定的扭扭矩一电动机机电流变换值值，确定出电电动机的电流流指令值并把把该指令值输输入到D/A变换成模拟信信号，之后输输入到电流控控制电路中去去;同时，计算机机还输出电动动机的旋转方方向指示信号号，这个信号号输入电动机机的驱动电路路后，便决定定了电动机的的旋转方向。。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统电流控制电路路把上述的已已成为模拟信信号的电流指指令与电动机机的实际电流流相比较后，，产生二者幅幅度相同的载载波信号。驱驱动电路收到到载波信号与与旋转方向指指令信号之后后，则输出指指令，驱动功功率MOS-FET电路，控制电电动机的电流流，使其按规规定的方向旋旋转。当超过规定的的车速时，离离合器的驱动动信号被切断断，电动机与与减速机构分分离，同时电电动机也停止止工作。2)故障诊断与安安全保护控制元件具有有故障自我诊诊断功能，当当发生电气系系统故障时，，能自动停止止助力。上一页返回下一页6.1电控动力转向向系统同时，计算机机可以记忆故故障内容，并并使故障指示灯点亮亮。维修时可可读取故障码码，找出故障障原因。出现现电气故障后后，控制电路路停止向电动动机供电，在在装有离合器器的EPS上，离合器脱脱开，恢复到到手动控制转转向。随着电子技术术的发展，电电子控制技术术也应用于四四轮转向系。。在前两种四四轮转向系中中，由于采用用机械和随车车速变化的油油压控制，使使后轮偏转角角的控制不够够精确。在电电子控制液压压式四轮转向向系中，由于于采用了电子子相位控制系系统，使后轮轮偏轮角度控制更精精确。上一页返回6.2电子控控制四四轮转转向控控制系系统(4WS)1.电子控控制液液压式式四轮轮转向向系的的组成成及结结构如图6-20所示，，该系系统主主要由由转向向盘、、转向向油泵泵、前前动力力转向向器、、后轮轮转向向传动动轴、、车速速传感感器、、电子子控制制单元元、后后轮转转向系系统组组成。。(1)前轮轮转向向器和和后轮轮转向向传动动轴前轮转转向器器为齿齿轮齿齿条式式，将将齿条条加长长，与与固定定在后后轮转转向传传动轴轴上的的小齿齿轮啮啮合。。返回下一页页6.2电子控控制四四轮转转向控控制系系统(4WS)当转动动转向向盘使使齿条条水平平移动动时，，齿条条控制制前轮轮转向向动力力缸工工作，，推动动前轮轮转向向，同同时将将转向向盘转转动的的方向向、快快慢和和转动动的角角度传传给后后轮转转向传传动轴轴，驱驱动该该轴转转动，，以控控制后后轮转转向。。如图6-21所示。。后轮轮转向向传动动轴的的结构构如图6-22所示。。(2)后轮转转向系系后轮转转向系系如图6-23所示，，它主主要包包括相相位控控制系系统、、液压压控制制阀、、后轮轮车4向动力力缸。。上一页页返回下一页页6.2电子控控制四四轮转转向控控制系系统(4WS)1)相位控控制系系统相位控控制系系统包包括步步进电电机、、扇形形控制制齿板板、摆摆臂、、大锥锥齿轮轮、小小锥齿齿轮、、液压压控制制阀联联杆等等组成成，如如图6-24所示。。后轮轮转向向传动动轴与与转向向齿轮轮连接接并输输入前前转向向齿条条的运运动状状态。。一个个前、、后车车轮转转向角角比传传感器器安装装在扇扇形控控制齿齿板旋旋转轴轴上。。①步进电电机。。用螺螺栓固固定在在壳体体一端端，电电机输输出轴轴装一一锥齿齿轮，，与固固定在在涡杆杆轴上上的另另一锥锥齿轮轮啮合合，涡涡杆轴轴的转转动将将使扇扇形控控制齿齿板摆摆动。。步进进电机机接受受车速速传感感器的的电信信号而而转动动，转转动结结果使使扇形形控制制齿板板正向向摆动动或逆逆向摆摆动一一定角角度，，从而而将摆摆臂拉拉向或或推离离步进进电机机。上一页页返回下一页页6.2电子控控制四四轮转转向控控制系系统(4WS)②液压控控制阀阀联杆杆。其其一端端连接接摆臂臂，中中间穿穿过大大锥齿齿轮上上的孔孔;另一端端与液液压控控制阀阀主动动杆连连接。。大锥锥齿轮轮的旋旋转运运动是是由小小锥齿齿轮驱驱动的的，而而小锥锥齿轮轮的转转动是是由后后轮转转向传传动轴轴驱动动的。。由此此可见见，液液压控控制阀阀联杆杆的运运动是是摆臂臂运动动和大大锥齿齿轮运运动的的合成成，即即液压压控制制阀联联杆的的运动动受车车速和和前轮轮转向向运动动的综综合影影响。。上一页页返回下一页页6.2电子控控制四四轮转转向控控制系系统(4WS)2)液压控控制阀阀如图6-25所示，液压压控制阀是是一滑阀结结构，其滑滑阀的位置置取决于车车速和前轮轮转向系转转角。图中中表示滑阀阀向左移动动的过程，，此时油泵泵送来的油油液通过液液压抖制阀阀进入动力力缸右腔，，同时动力力缸左腔通通过液压控控制阀与储储油罐相通通。在动力力缸左右腔腔压力的作作用下，动动力输出杆杆左移，使使后轮向右右偏转。因因为阀套与与动力输出出杆固定在在一起，所所以当动力力输出杆左左移时将带带动阀套左左移，从而而改变油路路通道大小小，当油压压与回位弹弹簧及转向向阻力的合合力达到平平衡时动力力输出杆(连同阀套)停止移动。。上一页返回下一页6.2电子控制四四轮转向控控制系统(4WS)3)后轮转向动动力缸阀套将滑阀阀密封，阀阀套内含有有连接相位位控制系统统和动力缸缸的油道。。输出杆穿穿过动力缸缸活塞(输出杆与动动力缸活塞塞固定连接接)，两端分别别与左、右右转向横拉拉杆连接，，在动力缸缸两腔的压压差作用下下，输出杆杆向左或向向右移动，，从而使得得后轮做相相应偏转。。当汽车直直线行驶时时，在动力力缸两腔的的回位弹簧簧及油压作作用下，使使后轮处于于直线行驶驶位置。此此功能也使使得当电子子控制系统统或液压回回路出现故故障时，后后轮回到直直线行驶位位置，使四四轮转向变变成一般的的两轮转向向工作状态态。上一页返回下一页6.2电子控制四四轮转向控控制系统(4WS)(3)电子控制系系统电子控制系系统由四轮轮转向电子子控制单元元、转角比比传感器和和电控油阀阀组成。1)四轮转向电电子控制单单元四轮转转向电子控控制单元的的功用是:①根据车速传传感器送来来的电脉冲冲信号计算算汽车的车车速，再根根据车速的的高低计算算汽车转向向时前后轮轮的转角比比。②比较前后后轮理论转转角比与当当时的前后后轮实际转转角比，并并向步进电电机发出正正转或反转转及转角大大小的运转转指令。另另外，还起起监视控制制四轮转向向电控系统统工作是否否正常的作作用。上一页返回下一页6.2电子控制四四轮转向控控制系统(4WS)③发现四轮转转向机构工工作出现异异常时，点点亮警告信信号灯，并并断开电控控油阀的电电源，使四四轮转向处处于两轮转转向状态。。2)转角比传感感器转角比传感感器的功用用是检测相相位控制系系统中的扇扇形控制齿齿板的转角角位置，多多将检测出出的信号反反馈给四轮轮转向电子子控制单元元，作为监监督和控制制信号使用用。3)电控油阀电控油阀的的功用是控控制由转向向油泵输向向后轮转向向动力缸的的油路通断断。当液归归回路或电电子控制线线路出现故故障时，电电控油阀就切断由转转向油泵通通向液压控控制阀白油油液通道，，使四轮转转向装置处处于一般两两轮转向工工作状态，，起到失效效保护的作作用。上一页返回下一页6.2电子控制四四轮转向控控制系统(4WS)2.后轮转向系系统的工作作原理(1)当车速低于于35km/h时如图6-26(a)所示。扇形形控制齿板板在步进电电机的控制制下向负方方向偏转假假设转向盘盘向右转动动，则小锥锥齿轮、大大锥齿轮分分别向空自自箭头方向向转动，摆摆臂不扇形形齿板和大大齿轮的带带动下最终终向右上方方摆动，液液压控制阀阀输入杆和和滑阀也向向右术动，，由转向油油泵输送的的高压油液液进入后轮轮转向动力力缸的左腔腔，使后轮轮向左偏转转即后轮相相对于前轮轮反向偏转转。使车辆辆转向半径径减小，提提高了低速速时的机动动性。上一页返回下一页6.2电子控制四四轮转向控控制系统(4WS)(2)当车速高于于35km/h时如图6-26(b)所示。扇形形控制齿板板在步进电电机的控制制下向图中中正方向移移动。假设设这时转向向盘仍向右右转动，摆摆臂向左上上方摆动，，将液压控控制阀输入入杆和滑阀阀向左拉动动，由转向向油泵输送送的高压油油液进入后后轮转向动动力缸的右右腔，结果果使后轮向向右偏转，，即后轮相相对于前轮轮同向偏转转。使汽车车高速行驶驶时的操纵纵稳定性显显著提高。。上一页返回下一页6.2电子控制制四轮转转向控制制系统(4WS)(3)当车速等等于35km/h时如图6-26(c)所示。扇扇形控制制齿板处处于中间间位置，，摇臂处处于与大大锥齿轮轮轴线垂垂直的位位置。不不管转向向盘向左左还是向向右转动动，液压压控制阀阀输入杆杆均不产产生轴向向位移，，后轮保保持与汽汽车纵向向轴线平平行的直直线行驶驶状态。。上一页返回下一页图6-1转转向力力特性差差别返回图6-2电电控液液力式动动力转向向系统结结构简图图返回1-转向盘；；2-扭扭杆;3-蓄油器;4-接接口；5-销钉;6-控制阀轴轴；7-回转阀；；8-小齿轮轴轴；9-左室室；10-右室室;11-动力油缸缸；12-活塞塞;13-齿条条；14-小齿轮;15-转向齿轮轮箱；16-柱柱塞；17-油压反力力室；18-电电磁阀；；19-油泵；20-分流阀；；21-小节流孔孔图6-3电电磁阀阀的结构构与特性性返回(a)结结构;(b)阀阀工作时时的特性性;(c)控制制电流特特性图6-4日日本蓝鸟牌轿车车的电子子控制动动力转向向装置返回1-加油箱;2-转向柱;3-转向角速速度传感感器;4-EPS控制器;5-转向角度度传感器器连接器器;6-旁通通流量控控制阀;7-EPS控制制线圈;8-转向传动动机构;9-机机油泵图6-5反反力控控制式动动力转向向装置(爱丹娜娜轿车)返回1-轴入轴;2-扭扭杆;3-转子阀;4-齿齿轮(输输出轴);5-动力缸6-反力柱塞塞;7-压力室室;8-回流小孔孔;9-弹簧图6-6阀阀灵敏敏度可变控制动力力转向装装置返回(a)系系统示意意图;(b)转转子阀图6-7转转子阀阀及电磁磁阀剖面面图返回1-动力缸;2-电磁阀;3-油油箱;4-泵图6-8阀阀部的的申桥申申路返回(a)常常规行驶驶;(b)转向