转向系统新技术课件.ppt

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1、转向系统新技术,纯机械式转向系统(Manual Steering，MS),汽车转向系统的发展过程：,液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering, HPS ),汽车转向系统的发展过程：,液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering, HPS ),汽车转向系统的发展过程：,汽车转向系统的发展过程：,电子控制动力转向系统( Electrical Power Steering，简称 EPS),汽车转向系统的发展过程：,电子控制动力转向系统( Electrical Power Steering，简称 EPS),电子控制动力转向系统（EPS- Electron

2、ic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统( Electrical Power Steering，简称 EPS),电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统的组成,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统的组成,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统的组成、 原理,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic C

3、ontrol Power Steering）,转矩转向,转矩传感器,车速传感器,车速,电子控制器,电动机,转矩,转向,电流,方向,电磁离合器,转向作用力,调整转向的辅助动力,电子控制动力转向系统的组成、 原理,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统的组成、 原理,随着汽车车速的提高,道路上行驶以及停车场上车辆密度的增加,要求提高汽车转向系的操纵稳定性及轻便性。汽车在转向及低速行驶时,需要较大的力操纵转向盘,对于重型载货车更是如此。可以利用不同的机械加力装置,使作用在转向盘上较小的力增大,变成转动车轮的较大力矩,

4、减轻操纵转向盘所需的力。然而在汽车高速行驶时,过轻的操纵力会降低操纵稳定性。当停车场内车辆密度大时, 给汽车转向回旋的余地有限, 要求汽车有更好的转向、倒车、拐弯的性能。,电子控制动力转向系统( Electrical Power Steering，简称 EPS),汽车转向系统的发展过程：,电子化及电动化技术的应用降低了转向系统的能量消耗，改善了车辆的操纵稳定性能。为了进一步提高车辆的操纵稳定性和主动安全性，目前，主动转向系统(Active Steering, AS)、四轮转向系统(Four Wheel Steering, 4WS)等新技术正成为汽车电子零部件企业、整车企业、高校和研究机构的研究

5、热点。转向系统的电子化为先进安全汽车(Advanced Safety Vehicle，ASV)、辅助驾驶系统(Driver Assistance Systems, DAS)和自主驾驶车辆( Autonomous Driving Vehicle)提供了友好的人机界面和有效的转向执行机构，是汽车集成控制系统与智能汽车的重要组成部分。,电动助力转向系统(Electric Power Steering, EPS),汽车转向系统的发展过程：,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,动力转向系应达到如下要求:能有效减小操纵力, 特别是停车时的转

6、向操纵力。转向灵敏性好。动力转向的灵敏度是指在转向器操纵下, 转向助力器产生助力作用的快慢程度。助力作用快, 转向就灵敏。具有直线行驶的稳定性, 转向结束时转向盘应可自动回正。驾驶员应有良好的 “路感” 。要有随动作用。转向车轮的偏转角和驾驶员转动转向盘的转角保持一定的关系, 并能使转向车轮保持在任一偏转角位置上。工作可靠。当动力转向失效或发生故障时, 应能保证通过人力转向进行转向操纵。,一般说来，车速越低转向操纵越重，若采用固定的助力倍数，当低速下转向的操纵力减小到比较理想的程度时，则可能导致高速下操纵力过小、手感操纵力不明显，转向不稳定；反之，如果加大高速转向时的操纵力，则低速转向时的操纵

7、力又过大。为了实现在各种转速下转向的都足最佳值，电子控制助力转向系统是最好的选择。它不但可以随行驶条件及时调整转向助力倍数，而且在结构上也远比单纯液力和气力式助力转向系统轻巧简便。通过电子控制动力转向系统，可使驾驶员在汽车低速行驶时转向轻便、灵活；在中、高速行驶时增加转向操纵力，使驾驶员的手感增强，从而可获得良好的转向路感和提高转向操纵的稳定性。,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统（EPS- Electro

8、nic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电力式( 电子控制动力转向系统) 的先进性：用车载微机来控制的电动动力转向装置, 可完成比较复杂的调整工作；能减少发动机损耗、输出功率大、节油; 能实现各种行驶条件下的转向盘获得最佳转向力;能实现系统的小型轻量化; 目前, 该系统已成为部分现代轿车的标准配置, 可提高汽车的动力性、 经济性和机动性。特别适合应用于小型轿车, 得到迅速发展。,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）

9、,电力式( 电子控制动力转向系统) 的主要功能：,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)扭矩传感器检测到扭转杆扭转变形，将其转变为电子信号并输出至EPS ECU,转向主轴 (输入轴),扭转杆,分相器单元1,小齿轮轴 (输出轴),齿条轴,分相器单元2,至EPS ECU,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)扭矩

10、传感器由分相器单元1、2及扭转杆组成转子部分的分相器单元1固定于转向主轴,转子部分的分相器单元2固定于小齿轮轴.,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)扭转杆扭转后使两个分相器单元产生一个相对角度,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)分相器单元特性,1,2,3,4,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)扭矩传感器检

11、测方法,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)扭矩传感器检测方法,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)扭矩传感器检测方法,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)每个分相器单元输出两个相位差相差90度的信号来检测相对角度,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steerin

12、g）,转向,扭矩传感器 (分相器型)当静止时分相器单元的转子部分输出定值信号,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)当车辆直线行驶时分相器单元1和2输出的信号相同,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)转向时节转子部分的两个分相器单元产生相对角度,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,扭矩传感器 (分相器型)EPS ECU根据两个分相器单元

13、的相对位置决定对EPS电动机提供多少电压,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,电动机 (无电刷)电动机与齿条轴共轴, 由转角传感器、定子及转子组成,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,电动机 (无电刷),电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,减速机构电动机的转动传到滚珠式减速齿轮机构，经过滚珠及蜗杆传导齿条轴上,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control P

14、ower Steering）,转向,减速机构滚珠在滚珠式减速齿轮机构内部经过导向进行循环滚珠式减速齿轮机构具有4个导引部件,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,转角传感器 (分相器型)通过检测电动机的旋转角度防止扭矩波动,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,EPS运作转向力矩与转向助力输出电流之间的关系,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,EPS运作转向力矩与转向助力输出电流之间的

15、关系,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,转向,EPS运作EPS控制包括如下功能,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,采用动力转向系统的目的是使转向操纵轻便，提高响应特性，但传统动力转向系统转向操纵力不便控制。为了实现各种行驶条件下转向盘上所需的力都是最佳值，电子

16、控制动力转向系统应运而生。 传统前轮转向系统，低速时的机动性和高速时的操纵稳定性较差。为了改善整车的转向特性和响应特性，低速时改善车辆的机动性，高速时改善车辆的稳定性，四轮转向控制开始出现。（4WS）,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,四轮转向( Wheels Steering System, 简称 4WS),电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,四轮转向( Wheels Steering System, 简称 4WS),四轮转向：汽车在转向时，4个车轮都可相对车

17、身主动偏转，使之起到转向作用，以改善汽车的转向机动性能。功能：确保车辆良好的操纵性和稳定性，即有效控制车辆的横向运动特性,以充分保证车辆的操纵稳定性。,采用四轮转向就是为了提高低速时转向的操纵性。高速时操纵的稳定性以及在停车场时转向的灵活性。二轮转向时,前二轮转弯时产生侧向作用力,从前轮转弯到后轮开始跟着转弯的这段时间里,后轮上没有侧向力作用,这样会使后轮向外偏移一点。前、 后四个车轮同时向一个方向转向时,在前、后车轮上都作用着同一方向的侧向力,于是后轮不会向外偏移。这样在汽车高速行驶换道时,汽车就会平稳正确地换道,提高了汽车操纵的稳定性。四轮转向时,后边两轮转弯的方向可以与前轮转弯的方向相反

18、,这样四轮转向的转弯半径可以比二轮转向时的转弯半径小。这样四轮转向的汽车在拥挤的停车场转弯以及作U形拐弯时,就比二轮转向要方便、灵活些。,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,四轮转向( Wheels Steering System, 简称 4WS),与前轮转向( 2WS) 相比, 4WS具有如下优点:直线行驶稳定性好。高速行驶或者在侧向风力作用时, 后轮和前轮转弯方向相同, 有助于减少车辆侧滑或扭摆,完成操纵。对平衡车辆在超车、 变道、 或躲避不平路面时的反应均有帮助, 提高了车辆的操纵稳定性。改善低速时的操纵轻便性, 提高机动

19、性。低速行驶时,后轮转弯方向与前轮相反, 车辆转弯半径大大减小,因而更易操纵。转向能力强, 转向响应快,可以显著提高车辆的转向性能。车辆在高速行驶或在湿滑路面上的转向特性更加稳定, 且对转向输入的响应更迅速更准确。,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,四轮转向( Wheels Steering System, 简称 4WS),电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,四轮转向( Wheels Steering System, 简称 4WS),按后轮转向机构控制和驱动方式

20、,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,四轮转向( Wheels Steering System, 简称 4WS),机械式液压式电控机械式电控液压式电控电动式,转角传感型车速传感型,按照前后轮偏转角和车速之间的关系,指前轮和后轮的偏转角度之间存在着一定的因变关系, 即后轮可以按前轮偏转方向做同向偏转, 也可以做反向偏转。,是根据事先设计的程序规定当车速达到某一预定值时( 通常为 35 40 km/ h) ,后轮能与前轮同方向偏转, 当低于某一预定值时,则与前轮反方向偏转。,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Co

21、ntrol Power Steering）,四轮转向( Wheels Steering System, 简称 4WS),目前使用最广泛的4WS系统为电控液压式，主要用于前轮采用液压助力转向系统的汽车中。,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的组成,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的组成,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steer

22、ing）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的工作原理,转向操纵,后转向传动轴,车速传感器,车速,转向控制单元 ECU,后轮转向系统控制箱,步进电动机,控制阀杆的形成方向和行程,锥齿轮旋转,转动控制叉,叠加,切换控制阀油路,动力杆控制后轮转向,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的控制特性,当车速低于35km/ h时,后轮被置于与前轮转向相反的逆相位; 当车速等于35km/h时,后轮处于中立位置;当超过 35 km/h 时, 后轮与前轮的转向相位相同。,电子控制动力转向系统（EP

23、S- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的控制元件,车速传感器,车速,转向控制单元 ECU,控制元件,步进电动机,实现控制特性,转动控制叉,转角,转向特性：低速时逆向转向，高速时同向转向。转向角比例控制：后轮转角和转向盘转角成比例变化。,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的控制元件,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子

24、控制四轮转向系统的控制元件,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的后轮转向系统控制箱,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的后轮转向系统控制箱,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的后轮转向系统控制箱,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Po

25、wer Steering）,马自达4WS车速感应式电子控制四轮转向系统的后轮转向系统控制箱,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS后轮转向系统控制箱相位控制机构的动作,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS后轮转向系统控制箱相位控制机构的动作,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS后轮转向系统控制箱相位控制机构的动作,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic

26、 Control Power Steering）,马自达4WS后轮转向系统控制箱相位控制机构的动作,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,马自达4WS后轮转向系统控制箱相位控制机构的动作,电子控制动力转向系统（EPS- Electronic Control Power Steering）,车速、 转向盘转角感应式电子控制四轮转向系统的组成,作 业,题目：随着汽车工业的飞速发展，计算机在汽车上的应用越来越广泛，汽车底盘发生了哪些重大的变革？增加了哪些新的功能，使汽车的驾驶更为简单方便，乘坐更为舒适安全？要求：以小组形式上交作业，每组5人，格式整齐，字数不少于1000字。,