沈沉底盘电控PPT44384-1 汽车底盘电控系统原理与检修一体化教程项目三

项目三汽车电子控制转向系统检修,知识点：,1、液压式电子控制动力转向系统是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了电子控制装置而构成的。2、根据控制方式的不同，液压式电子控制转向系统可分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏控制式三种形式。3、电动式动力转向系统（EPS）根据电动机布置位置的不同，可以分为转向轴助力式、齿轮助力式和齿条助力式三种类型。4、带双小齿轮的电动机械转向助力系统的部件主要包括：方向盘、带转向角度传感器G85的组合开关、转向柱G527、转向力矩传感器G269、电动机械转向助力器电机V187、转向器、转向辅助控制单元J500等。,知识目标：,1、掌握流量控制式EPS的结构及工作原理；2、掌握反力控制式EPS的结构及工作原理；3、了解阀灵敏度控制式EPS的结构及工作原理；4、掌握电动式电控动力转向系统的基本结构及工作原理；5、掌握电控机械式助力转向系统的结构及工作原理。,技能目标：,1、能够正确检修液压式电控动力转向系统；2、能够正确检修电动机械式转向助力系统。,项目概述,任务一液压式电控动力转向系统检修,1,任务二电动式电控动力转向系统检修,2,任务一液压式电控动力转向系统检修,学习任务：,（1）流量控制式EPS。（2）反力控制式EPS。（3）阀灵敏度控制式EPS。（4）液压式电控动力转向系统检修。,概述,液压式电子控制动力转向系统，是在传统的液压动力转向系统的基础上，增设电子控制装置而构成的。根据控制方式的不同，液压式电子控制动力转向系统可分为：流量控制式、反力控制式和阀灵敏度控制式三种形式。,（一）流量控制式EPS,1LS400轿车的流量控制式EPS主要由车速传感器、电磁阀、整体式动力转向控制阀、动力转向油泵和电子控制单元等组成。,1-动力转向液压泵2-电磁阀3-动力转向控制阀4-ECU5-车速传感器,电磁阀结构及其驱动信号,2蓝鸟轿车的流量控制式EPS,它是在一般液压动力转向系统上再增加了旁通流量控制阀、车速传感器、转角速度传感器、电子控制单元和控制开关等组成。在转向油泵与转向器之间设有旁通管路，在旁通管路中又设有旁通流量控制阀。,流量控制式EPS的构成,旁通流量控制阀的结构,1-流量主孔2-主滑阀3-电磁线圈柱塞4-调节螺钉5-电磁线圈6-节流孔7-稳压滑阀,（二）反力控制式EPS,1基本组成主要由转向控制阀、分流阀、电磁阀、转向动力缸、转向液压泵、储油箱、车速传感器及电子控制单元等组成。,电子控制的渐进型动力转向系统结构,反力控制式动力转向控制阀结构,分流阀,分流阀的作用是将转向油泵输出的油液分流后输往转向控制阀和电磁阀，并按照车速和转向要求，改变控制阀一侧与电磁阀一侧的油压，确保电磁阀一侧具有稳定的油液流量。,电磁阀,电磁阀用于控制油液回流量。车速低时，通电电流大，滑阀被吸引，油路的节流面积增大，流向油罐的回流量增加。随着车速的升高，电流减小，油液回流量也减少。,动力转向系统电路图,2工作原理,（1）汽车静止或低速行驶时,（2）汽车中、高速行驶时的小转向,（3）汽车中、高速行驶时的大转向,（三）阀灵敏度控制式EPS,根据车速控制电磁阀，直接改变动力转向控制阀的油压增益（阀灵敏度）来控制油压。特点：结构简单、部件少、价格便宜，具有较大的选择转向力的自由度，与反力控制式转向相比，转向刚性差，但可以最大限度提高原来的弹性刚度来加以克服，从而获得自然的转向手感和良好的转向特性。,阀灵敏度控制式EPS,1、转子阀,一般在圆周上形成6条或8条沟槽，各沟槽利用阀部外体，与泵、动力缸、电磁阀及油箱连接。,阀部的等效液压回路及工作过程,2、电磁阀,该阀设有接控制上下流量的旁通油道，是可变的节流阀。低速时向电磁线圈通以最大电流，使可变孔关闭，随着车速升高，依次减小通电电流，可变孔开启；高速时，开启面积达到最大值。该阀在左右转向时，油液流动的方向可以逆转，所以在上下流动方向中，可变小孔必须具有相同的特性。为确保高压时液体有效作用于阀，必须提供稳定的油压控制。,3、电子控制单元,接受来自车速传感器的信号，控制向电磁阀和电磁线圈输出电流。,任务二电动式电控动力转向系统检修,学习任务：,（1）电动式电控动力转向系统。（2）电控机械式助力转向系统。（3）电动机械式助力转向系统检修。,（一）电动式电控动力转向系统,1基本结构和工作原理基本组成：主要由转矩传感器、转角传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元等,电动EPS部件在车上的位置,电动动力转向系统的类型,2主要部件的结构及工作原理,（1）转矩传感器作用：测量转向盘与转向器之间的相对转矩，作为电动助力的依据之一。,（2）电动机,（3）电磁离合器,1-滑环；2-线圈；3-压板；4-花键；5-从动轴；6-主动轮；7-滚珠轴承,（4）减速机构,行星齿轮机构蜗轮蜗杆机构,1电动机传动齿轮；2传动齿轮；3太阳轮；4齿圈；5太阳轮；6传动齿轮；7齿圈；8传动齿轮；9齿条,（5）电子控制单元ECU,（二）电控机械式助力转向系统,1系统组成,转向系统的部件包括：方向盘带转向角度传感器G85的组合开关转向柱G527转向力矩传感器G269电动机械转向助力器马达V187转向器转向辅助控制单元J500,电动机械转向助力系统各零件的布置,2.控制原理,特性曲线组和特性曲线：转向助力是通过一个控制单元永久程序存储器中的特性曲线组来进行控制的。该存储器统计了最大16条不同的特性曲线组。例如：在高尔夫-2004，从提供的特性曲线组中，选择了8条特性曲线组使用。并根据要求（比如车辆重量）在出厂前激活一条特性曲线组。但是也可以在售后服务特约维修站，通过VAS505X利用“匹配功能”和“通道1”指令，激活此特性曲线组。必须在更换控制单元J500或转向系统时，执行此操作程序。,转向系统控制原理,驾驶员转动方向盘；方向盘上的扭矩转动转向器上的扭转棒，转向力矩传感器G269探测到转动，并将测得的转向力矩发送给控制单元J500；转向角度传感器G85发送当前的转向角信号，转子转速传感器发送当前的转向速度信号；控制单元根据转向力矩、车速、发动机转速、转向角和转向速度，以及在控制单元中设置的特性曲线，确定需要的助力扭矩，并控制电动机转动；转向助力是通过驱动齿轮来完成的，驱动齿轮由电动机驱动，电动机通过蜗轮传动并驱动小齿轮作用到齿条上，从而传送助力转向力；方向盘扭矩和助力扭矩的总合是转向器上引起齿条运动的有效扭矩，该扭矩驱动齿条实现转向。,（1）停车时的转向过程,停车时，驾驶员用力转动方向盘，扭转棒被扭转；转向力矩传感器G269探测到扭转，并通知控制单元J500（此时在方向盘上已经施加了大的转向力矩）；转向角度传感器G85发送大的转向角信号，转子转速传感器发送当前的转向速度信号；控制单元J500根据大的转向力矩、车速（0km/h）、发动机转速、大的转向角、转向速度和在控制单元中设置的v=0km/h时的特性曲线，测定需要较大的助力扭矩，并对电动机进行控制；这样就可以在停车时，通过驱动齿轮提供最大的转向助力；方向盘扭矩和最大助力扭矩总合是停车时在转向器上引起齿条运动的有效扭矩。,（2）市区行驶时的转向过程,在市区中转弯行驶时，驾驶员转动方向盘，扭转棒被扭转；转向力矩传感器G269探测到扭转，并通知控制单元J500（此时在方向盘上已经施加了中等力度的转向力矩）；转向角度传感器G85发送中等转向角信号，转子转速传感器发送当前的转速信号；控制单元根据中等力度的转向力矩、车速（50km/h）、发动机转速、中等的转向角、转向速度和控制单元中设置的v=50km/h时的特性曲线，测定需要中等幅度的助力扭矩，并对电动机进行控制；这样就可以在转弯时，通过驱动齿轮，提供中等力度的转向力矩；方向盘扭矩和中等助力扭矩的总合是市区内转弯行驶时在转向器上引起齿条运动的有效扭矩。,（3）高速公路行驶时的转向过程,变换车道时，驾驶员轻微转动方向盘，扭转棒被扭转；转向力矩传感器G269探测到扭转，并通知控制单元J500（此时在方向盘上已经施加了少量的转向力矩）；转向角度传感器G85发送小的转向角信号，转子转速传感器发送当前转向速度信号；控制单元根据小的转向力矩、车速（100km/h）、发动机转速、小的转向角、转向速度和控制单元中设置的v=100km/h时的特性曲线，测定需要较小的助力扭矩，或无需助力扭矩，并对电动机进行控制；这样就可以在高速公路转向过程中，通过驱动齿轮，提供少量的转向助力，或不提供转向助力；方向盘扭矩和最小的助力扭矩的总合是变换车道时在转向器上引起齿条运动的有效扭矩。,（4）转向助力的主动回位,如果驾驶员在转弯行驶中，降低了转向力矩，则扭转棒会自动松开；根据下降的转向力矩和转向角与转向速度之间的关系，控制单元计算出额定的快退速度，将此速度与转向角速度相比较，由此得出回位扭矩；车桥的几何结构会在转向的车轮上产生回位力，但由于转向系统和车桥内的摩擦力，此回位力通常太小，不能使车轮回位至正前行驶位置；控制单元通过分析转向力矩、车速、发动机转速、转向角、转向速度和控制单元中设定的特性曲线，计算出回位所需要的电动机扭矩；控制单元J500会控制电动机，并使车轮回位至正前行驶位置。,（5）正前行驶修正功能,正前行驶修正是由主动回位形成的一种功能。这时将产生一个助力扭矩，可使车辆回到无扭矩的正前行驶位置。它可以分为暂时算法和长时算法。长时算法：其任务是补偿长期存在的正前行驶误差。例如：从夏季轮胎更换到新使用的（旧的）冬季轮胎时出现的误差。暂时算法：利用暂时算法可以修正短时的误差。这样可以减轻驾驶员的负担。例如：当遇到持续侧风而必须进行持续的“补偿转向”时。1-持续侧面作用力，如侧风等施加在车辆上。2-驾驶员转动方向盘，使车辆保持在正前行驶方向上。3-控制单元通过分析转向力矩、车速、发动机转速、转向角、转向速度和控制单元中设定的特性曲线，计算出正前行驶修正所需要的电动马达扭矩。4-控制马达动作。汽车回位至正前行驶位置。驾驶员不再需要“补偿转向”。,3.主要元件,（1）转向角度传感器G85,转向角度传感器G85安装在复位环的后面，与安全气囊的滑环安装在一起。它位于组合开关和方向盘之间的转向柱上。转向角度传感器G85通过CAN_bus数据总线，向转向柱电子装置控制单元J527提供信号，以便测算转向角。在转向柱电子装置控制单元中，设有电子系统，用于分析转向角度传感器G85输送的信号。,角度测量原理,角度测量是根据光栅原理进行的。,（2）转向力矩传感器G269,利用转向力矩传感器G269，可以直接在转向小齿轮上计算方向盘扭矩。该传感器以磁阻的功能原理工作。它被设计成双保险（备用），以保证获得最高的安全性。,转向力矩传感器的工作原理,在扭矩传感器上，转向柱和转向器通过一根扭转棒相互连接。在连接转向柱的连接件外径上，装有一只磁性极性轮，在其上面被交替划分出24个不同的极性区。每次分析扭矩时，使用两根磁极。辅助配合件是一只磁阻传感元件，它被固定在连接转向器的连接件上。当操作方向盘时，两只连接件会根据施加的扭矩做相对转动。由于此时磁性极性轮也相对于传感器元件旋转，因此可以测量施加的转向力矩，并将其信号发送给控制单元。,（3）电动机械转向助力器电动机V187,电动马达V187为无刷异步马达。工作时，它能够产生最大4.1N.m扭矩的转向助力。异步马达没有永久磁场或电磁激励。顾名思义，异步马达在所施加的电压频率和马达旋转频率之间，有一个偏差。这两个频率不相同，因此叫做异步。异步马达的结构简单（无碳刷），因此运行非常安全。,（4）转向辅