电子控制动力转向系统

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1、第6章电子控制动力转向系统6.1液压式电子控制动力转向系统电子控制动力转向系统(EPS)可以在低速时减轻转向力，以提高转向系统的操纵稳定性；在高速时则可适当加重转向力，以提高操纵稳定性。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又可分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏度控制式三种形式。6.1.1流量控制式EPS1.电子控制动力转向系统图6.1所示为凌志轿车采用的流量控制式动力转向系统。由图可见，该系统主要由车速传感器、电磁阀、整体式动力

2、转向控制阀、动力转向液压泵和电子控制单元等组成。电磁阀安装在通向转向动力缸活塞两侧油室的油道之间，当电磁阀的阀针完全开启时，两油道就被电磁阀旁通。流量控制式动力转向系统就是根据车速传感器的信号，控制电磁阀阀针的开启程度，从图6.1流量控制式动力转向系统(凌志轿车)1—动力转向油缸；2—电磁阀；3—动力转向控制阀；4—ECU；5—车速传感器而控制转向动力缸活塞两侧油室的旁路液压油流量，来改变转向盘上的转向力。车速越高，流过电磁阀电磁线圈的平均电流值越大，电磁阀阀针的开启程度越大，旁路液压油流量越大，而液压助力作用越小，使转动

3、转向盘的力也随之增加。这就是流量控制式动力转向系统的工作原理。图6.2所示为该系统电磁阀的结构。图6.3所示为电磁阀的驱动信号。由图可以看出，驱动电磁阀电磁线圈的脉冲电流信号频率基本不变，但随着车速增大，图6.2电磁阀的结构图6.3电磁阀的驱动信号脉冲电流信号的占空比将逐渐增大，使流过电磁线圈的平均电流值随车速的升高而增大。图6.4所示为凌志轿车电子控制动力转向系统的电路图。2.蓝鸟轿车电子控制动力转向系统】图6.5所示为曾在日产蓝鸟轿车上使用的流量控制式动力转向系统。它的特点是在一般液压动力转向系统上再增加旁通流量控制阀

4、、车速传感器、转向角速度传感器、ECU和控制开关等。图6.4凌志轿车电子控制动力转向系统的电路图图6.5日产蓝鸟轿车流量控制式动力转向系统1—动力转向油罐；2—转向管柱；3—转向角速度传感器；4—ECU；5—转向角速度传感器增幅器；6—旁通流量控制阀；7—电磁线圈；8—转向齿轮联动机构；9—油泵在转向油泵与转向机体之间设有旁通管路，在旁通管路中又设有旁通油量控制阀。根据车速传感器、转向角速度传感器和控制开关等信号，ECU向旁通流量控制阀按照汽车的行驶状态发出控制信号，控制旁通流量，从而调整向转向器供油的流量，如图6.6所示

5、。当向转向器供油流量减少时，动力转向控制阀灵敏度下降，转向助力作用降低，转向力增加。在这一系统中，利用仪表板上的转换开关，驾驶员可以选择三种适应不同行驶条件的转向力特性曲线，如图6.7所示。图6.6流量控制式动力转向系统的构成图6.7三种适应不同行驶条件的转向力特性曲线另外，ECU还可根据转向角速度传感器输出信号的大小，在汽车急转弯时，按照图6.8所示的转向力特性曲线实施最优控制。图6.9所示为该系统旁通流量控制阀的结构示意图。在阀体内装有主滑阀2和稳压滑阀7，在主滑阀的右端与电磁线圈柱塞3连接，主滑阀与电磁线圈的推力成正

6、比移动，从而改变主滑阀左端流量主孔1的开口面积。调整调节螺钉4可以调节旁通流量的大小。稳压滑阀的作用是保持流量主孔前后压差的稳定，以使旁通流量与流量主孔的开口面积成正比。图6.8汽车急转弯时的转向力特性曲线图6.9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—稳压滑阀当因转向负荷变化而使流量主孔前后压差偏离设定值时，稳压滑阀阀芯将在其左侧弹簧张力和右侧高压油压力的作用下发生滑移。如果压差大于设定值，则阀芯左移，使节流孔开口面积减小，流入到阀内的液压油量减少，前后

7、压差减小；如果压差小于设定值，则阀芯右移，使节流孔开口面积增大，流入到阀内的液压油量增多，前后压差增大。流量主孔前后压差的稳定，保证了旁通流量的大小只与主滑阀控制的流量主孔的开口面积有关。如图6.10所示为日产蓝鸟轿车流量控制式动力转向系统电路图。系统中ECU的基本功能是接收车速传感器、转向角速度传感器及变换开关的信号，以控制旁通流量控制阀的电流，并具有故障自诊断功能。流量控制式电子控制动力转向系统是一种通过车速传感器信号调节向动力转向装置供应压力油，改变压力油的输入。输出流量，以控制转向力的大小。这种方法的优点是在原来液

8、压动力转向功能上再增加压力油流量控制功能，所以结构简单，成本较低。但是，当流向动力转向机构的压力油降低到极限值时，对于快速转向会产生压力不足、响应较慢等缺点，故使它的推广应用受到限制。图6.10日产蓝鸟轿车流量控制式动力转向系统电路图当控制单元、传感器、开关等电气系统发生故障时，安全保险装置能够确保与一