汽车底盘电控技术 教案 项目四

项目四电子教案项目名称项目四电子控制动力转向(EPS)系统教学内容电子控制动力转向系统简介、四轮转向控制系统（4WS）、电子控制动力转向系统检修授课时间授课学时教学目标知识目标1.了解电子控制动力转向系统的基本内容2.熟悉四轮转向控制系统3.掌握电子控制动力转向系统的检修技能目标1.能熟知四轮转向控制系统的优缺点2.能辨析电子控制动力转向系统中的常见问题及检修方法素养目标具备良好的职业素养及吃苦耐劳、刻苦钻研、精益求精的学习精神实训目标1.熟悉电子控制动力转向系统的功用和种类2.掌握四轮转向控制系统的意义教学方法讲授、自学、运用多媒体等教学方法学习方法学生课前通过内容导览、项目预习、查阅资料，课上通过教师讲授、小组讨论交流，课后通过实训任务工单、反思总结、评价等方式进行本项目的学习信息化手段教材及配套的课件、教案、投影仪等 项目四教学过程引导问题引导1.对电子控制动力转向系统的要求有哪几个方面?引导2.液压式电子控制动力转向系统可分为哪几种形式?引导3.电子控制动力转向系统检修注意事项有哪些?任务名称任务一电子控制动力转向系统简介教授新知一、对电子控制动力转向系统的要求(一)优越的操纵性(二)合适的转向力(三)平顺的回转性能(四)要有随动作用(五)减小从道路表面传来的冲击(六)工作可靠二、电子控制动力转向系统的功用和种类(一)电子控制动力转向系统的功用采用电子控制动力转向系统的目的是使转向操纵轻便,提高响应特性。理想的电子控制动力转向系统应在停车状态时能提供足够的助力,使原地转向容易进行,而随着车速的增加,助力逐渐减少,在高速行驶时则无助力或助力很小,以保证驾驶员有足够的路感。(二)电子控制动力转向系统的种类汽车转向系统可按转向的能源不同,分为机械转向系统和动力转向系统两类。三、液压式电子控制动力转向系统根据控制方式的不同,液压式电控动力转向系统又可分为流量控制式EPS、反力控制式EPS和阀灵敏度控制式EPS三种形式。四、电动式电子控制动力转向系统电动式电子控制动力转向系统能根据不同的情况产生适合各种车速的动力转向,不受发动机停止运转的影响。(一)电动式EPS系统的组成、原理与特征主要由车速传感器、转矩传感器、转角传感器、电子控制器ECU、电动机及减速机构等组成,该系统广泛应用于日本三菱、大发、富士重工、铃木等汽车公司的许多车型上。(二)电动式EPS系统主要部件结构及工作原理1.扭矩传感器扭矩传感器的作用是检测驾驶员作用在转向盘上的转向力矩、转向方向等参数,并将其转变为电信号输送给ECU,以作为电动助力的依据之一。(1)无触点式(电磁感应式)扭矩传感器。(2)无刷滑动电阻式扭矩传感器。2.光电式转向传感器光电式转向传感器的作用是把转向盘的转动方向、转动角度和转动速度转变为电信号,送给ECU用于控制转向。3.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,但一般采用永久磁场,最大电流一般为30A左右,电压为直流12V,额定转矩为10N·m左右。4.电磁离合器当滑动可变电阻式扭矩传感器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。5.减速机构减速机构是电动式EPS不可缺少的部件,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。任务名称任务二四轮转向控制系统(4WS)教授新知一、四轮转向控制系统(4WS)的意义目前轿车转向分为两轮转向(2WS)和四轮转向(4WS),前者普遍应用,后者是近些年出现的一种新技术,主要应用在一些比较高级和新型的轿车上。(一)两轮转向存在的问题(1)两轮转向汽车在转弯时,现有各类转向机构均不能保证全部车轮绕瞬时中心转动,从而在技术上难以完全消除车辆行驶中的车轮侧滑现象。(2)独立悬架汽车中的转向梯形断开点难以确定,这导致横拉杆与悬架导向机构之间运动不协调,使汽车在行驶中易发生摆振,从而加剧轮胎磨损。转向性能随车速、转向角、路面状态的变化而变化,车速越高,操纵稳定性越差。(3)在采用两轮转向方式时转弯半径较大,汽车的机动灵活性不高。(二)四轮转向方式的提出及其特点鉴于两轮转向方式存在的诸多不足,日本于20世纪60年代首先提出通过四轮转向方式提高汽车的操纵稳定性。到20世纪80年代末期,四轮转向系统得到实际应用。1990年,本田、马自达、尼桑三家汽车公司首先在部分轿车上推出了四轮转向系统。1991年,美国克莱斯勒和日本的三菱也推出了四轮转向车型。四轮转向方式是指车辆行驶过程中四个车轮能同时发生偏转的转向方式。其中,后轮偏转角一般不超过5°。根据转向时前、后轮偏转方向的异同分为同向偏转和逆向偏转两类。对于行驶中的四轮汽车,当采用同向偏转时,车身的动态偏转减小,可显著提高汽车高速行驶时的稳定性;当采用逆向偏转时,则可显著减小汽车转弯半径。二、四轮转向控制系统(4WS)的类型及结构(一)转向角比例控制式四轮转向系统转向角比例控制,是指后轮的偏转方向在低速区与前轮的偏转方向相反,在高速区与前轮的偏转方向相同,并同时根据转向盘转向角和车速情况控制后轮与前轮偏转角度的比例。1.主要原件的构造与工作原理(1)转向枢轴。(2)4WS转换器。(3)转向角比例控制系统。2.系统的主要控制功能(1)转向控制方式的选择。(2)转向角比例控制。(3)安全保障功能。(二)电动式电子控制四轮转向系统1.系统构造与组成(1)后轮转向执行器。(2)后轮转向角传感器。(3)前轮转向角传感器。(4)车速传感器。2.系统的失效保护功能如果4WSECU检测到系统出现故障,将使系统转换到失效保护状态。在这种状态下,ECU存入故障码,并接通四轮转向指示灯发出故障信号。同时,控制ECU切断后轮转向执行器电源,使后轮保持在直行位置,系统回归为2WS特性。为了防止后轮转向执行器断电时回正过快而造成方向不稳,ECU在使系统进入保护状态的同时,复位弹簧缓慢地将后轮横拉杆放回到中央位置。任务名称任务三电子控制动力转向系统的检修教授新知以丰田皇冠轿车为例介绍电动式电子控制动力转向(EPS)系统的检修方法。一、系统的组成(一)组件功能(二)操作说明二、部件安装位置三、系统的检修(一)检修注意事项1.断开蓄电池负极(-)端子后,当重新连接端子时,要对下列系统进行初始化(1)电动窗控制系统。(2)滑动天窗系统。(3)驻车辅助监视系统。2.操作电子部件时(1)要避免撞击电子零件,如ECU和继电器。如果掉落或严重弯曲,则用新的更换。(2)不要把任何电子部件暴露在高温和潮湿环境下。(3)为了防止由于静电而引起变形或故障,不要触摸插接器端子。(4)如果更换新动力转向ECU总成,则初始化转向角传感器并校准转矩传感器的零点。3.操作动力转向拉杆总成时(1)避免撞击动力转向拉杆总成,尤其是电动机或转矩传感器。如果掉落或发生严重弯曲则用新的更换。(2)移动动力转向拉杆总成时,不要拉线束。(3)如果更换新动力转向拉杆总成,则应清除转向角传感器的校准值,初始化转向角传感器并校准转矩传感器的零点。4.断开和重新连接插接器时(1)断开与电动转向系统相关的插接器时,打开点火开关(IG),打正转向盘,关闭点火开关,然后断开插接器。(2)重新连接与电动转向系统相关的插接器时,应确保关闭点火开关,打正转向盘,然后打开点火开关(IG)。(3)转向盘没有打正时,不要打开点火开关(IG)。(4)如果以上操作有误,则转向角中立点(零点)将会偏离,导致左右转向时转向力不同。如果左右转向时转向力不同,则应校准转向零点。5.CAN通信注意事项(1)CAN通信系统用来从制动防滑控制ECU、ECM和转向角传感器接收通信并传送警报至组合仪表,也用于DLC3的Tc和Ts端子间的通信。如果CAN通信电路有问题,就会输出指示通信电路故障的DTC。(2)如果CAN通信DTC输出,则应对通信电路进行故障排除。数据通信正