电控动力转向与四轮转向系统
四轮转向系统
四轮转向系统简介四轮转向系统是一种汽车驾驶辅助技术，通过对车辆四个轮子的转向进行控制，改善车辆的操控性能和稳定性。
传统的汽车转向系统只控制前两个轮子的转向，而四轮转向系统可以同时控制前后轮的转向，使车辆转弯更加灵活，减少转向半径，提高车辆的稳定性和安全性。
工作原理四轮转向系统的工作原理主要在于对车辆四个轮子的转向进行独立控制。
传统的汽车转向系统是由转向柱、转向机构、转向杆等组成的，而四轮转向系统在此基础上增加了一个后轮转向系统。
后轮转向系统是通过电子控制单元（ECU）对车辆后轮进行转向控制。
具体的工作原理是，ECU通过收集车辆的各种传感器数据，包括车速、转向角度、转向力等，来判断车辆的行驶状态和转向需求。
根据这些信息，ECU会对车辆后轮进行相应的转向控制，使车辆在转弯时更加灵活和稳定。
四轮转向系统相比传统的转向系统具有以下几个优点：1.提高操控性能：四轮转向系统可以使车辆在转弯时更加敏捷和稳定。
通过控制后轮的转向角度，可以减小转弯半径，使车辆更容易进入弯道并保持稳定的操控。
2.增加安全性：四轮转向系统可以提高车辆的稳定性和抓地力。
在快速转弯或避让障碍物时，后轮转向系统可以提供额外的转向力，使车辆更容易保持控制并减少侧滑的风险。
3.提升驾乘舒适性：四轮转向系统可以在低速行驶时提供更小的转弯半径，使车辆更容易进入狭窄的空间。
此外，它还可以提供更好的转向反馈和悬挂调校，提高驾乘的舒适性和驾驶乐趣。
应用场景四轮转向系统通常应用于高性能汽车和豪华车型，以提升车辆的操控性能和安全性。
此外，四轮转向系统还可以应用于货车和工程车等特殊用途车辆，以提高车辆的转弯半径和机动性能。
四轮转向系统是一种提升汽车操控性能和安全性的重要技术。
它通过控制车辆前后轮的转向，使车辆在转弯时更加灵活、稳定和安全。
四轮转向系统在高性能汽车和豪华车型中得到广泛应用，同时也逐渐在特殊用途车辆上得到应用。
随着汽车技术的不断进步和发展，四轮转向系统将会成为未来汽车行业的重要发展方向之一。
电子控制动力转向系统概述
分类
转向角 比例控制式
横摆角速度 比例控制式
3.4.1 转向角比例控制式4WS系统
所谓转向角比例控制，就是使后轮的转角与转向盘的转角成比例变化， 并使后轮在汽 车低速行驶时相对于前轮反向转向;在汽车中、高速行驶 时，相对于前轮同向转向。
1.系统的组成
车速传感器 前转向横拉杆 输出小齿轮 转向盘 连接轴 转角比传感器 扇形齿轮
当电磁阀的阀芯完全开启时，两油道就被电磁阀旁路。
▪ EPS ECU根据车速传感器的信号，控制电磁阀阀芯的开
启程度，从而通过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助力。
▪ 当车速很低时，EPS ECU输出的脉冲控制信号占空比很
小，通过电磁阀线圈的平均电流很小，电磁阀阀芯开启程 度也很小，旁路液压油流量小，液压助力作用大，使转向 盘操纵轻便。
电磁离合器
安装在电动机输出轴上的主动轮内装有电磁线圈，通过滑环引 入电流。当离合器通电时，电磁线圈产生的电磁力使压板与主 动轮端面压紧。于是，电动机的动力经主动轮、压板、花键、 从动轴传递给减速机构。
滑环 电磁线圈 压板
花键 从动轴
球轴承 主动轮
减速机构
电动式EPS系统减速机构的组合方式： • 蜗轮 - 蜗杆传动与转向轴驱动 • 两级行星齿轮传动与传动齿轮驱动 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。
大转角控制（机械式转向）
前带轮
控制凸轮
阀套筒
滑阀
支点 A 阀控制杆
功率活塞
液压缸轴
小转角控制（同向转向）
滑阀 阀控制杆
阀套筒
滑阀
支点 A 从动齿轮
阀控制杆
使汽车滑移角为零的控制
汽车转向新技术-四轮转向和电动助力转向
汽车电动助力转向技术一、技术概述电动助力转向系统是把电动机的驱动力传递给转向轴或齿条，进行转向助力的机构。
该系统由转向扭矩传感器、车速传感器、控制器、电动机、离合器和减速机构组成。
比起传统的液压助力转向，它的优点是：系统中的电机只在需要转向助力时才工作，汽车大部分时间正常行驶时电机并不工作，这样能量消耗很小，而传统的液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成，为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，能耗较高。
据估计，电动助力转向只是液压助力转向能耗的1／2，前者比后者使整车油耗下降3％。
二、现状及国内外发展趋势汽车电动助力转向技术近年来发展很快，美国德尔福等国际上大的汽车零部件公司，都已开发出产品，并在一些车上装用。
三、主要研究内容主要研究内容：传感器技术；控制技术；电机、离合器、减速机构技术等。
汽车电子控制四轮驱动与四轮转向技术一、技术概述－－汽车电子控制四轮驱动技术（4 Wheels Driving System 4WD）汽车的驱动力来源于轮胎对地面的附着，四轮驱动充分利用了车轮对地面的附着，当然会获得好的驱动性能。
但因转向时各轮的转弯半径不同，车轮转动的速度也就不同（内外、前后），四个轮不能通过刚性传动系统连接，必须在左右两轮间，在前后驱动轴间设置差速器。
带来的问题是四个轮的驱动力受与地面摩擦力最小的轮的限制，需要再设置差速锁。
汽车电子控制四轮驱动技术是通过传感器感知四个轮路面的情况，通过微电脑进行分析判断，通过电磁阀驱动，改变黏液偶合器的特性，在前后驱动轴之间，在左右轮上分配驱动力。
－－汽车电子控制四轮转向技术（4 Wheels Steering System 4WS ）汽车在行驶中转向时，由于受恻向力的作用，前轮有不足转向的特性，后轮有过度转向的倾向。
后者会引起汽车失去转向行驶的稳定性，车速越高问题越明显，甚至出现侧滑翻车。
解决措施一般是通过使后轮在与前轮相同的方向转动1－2度角进行补偿。
7电控动力转向与四轮转向系统
三、横摆角速度比例控制
1.系统组成 ⑴前轮转向操纵机构 ⑵后轮转向操纵机构 2.控制状态 ⑴大转向角控制（机械控制） ⑵小转向角控制（电子式控制） ３.控制逻辑 ⑴车体侧滑角的零控制 ⑵受侧向风干扰时的控制 ⑶ABS工作时的控制
三、阀灵敏度控制式EPS
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。
1.转子阀
2.电磁阀
3.电控单元
第三节 电动式电控动力转向系统
一、电动式电控动力转向系统的结构
与工作原理
二、电动式电控动力转向系统的控制
电动式电控动力转向系统
一、电动式电控动力转向系统的 结构与工作原理
第七章 电控动力转向与四轮转向系统
第一节
概述 第二节 液压式电控动力转向系统 第三节 电动式电控动力转向系统 第四节 四轮转向控制系统（4WS） 第一节 概述
一、对转向系统的要求 二、动力转向系统的种类 三、传统动力转向系统的结构与工作原理
一、对转向系统的要求
1．优越的操纵性 2．合适的转向力 3．平顺的回转性能 4．要有随动作用 5．减小从道路表面 传来的冲击 6．工作可靠
三、阀灵敏度控制式EPS
一、流量控制式EPS
流量控制式EPS——根据车速传感器 信号调解动力转向装置供应的压力油液， 改变油液的输入输出流量，以控制转向 力。 1.丰田凌志轿车电控动力转向系统 车速传感器； 电磁阀。
基本组成： 整体式动力转向控制阀 动力转向液压泵 电控单元 工作原理： 2.日产蓝鸟轿车电控动力转向系统： 结构特点： 在转向液压泵与转向机体之间设有 旁通流量控制阀。 工作原理：
电子助力转向系及四轮转向系浅析（二）
栏目编辑：刘玺 lx@106·September-CHINA 图12 电控液力式动力转向系的组成图13 转向控制阀1-柱塞；2-扭杆；3-凸起；4-油压反力室。
1-转向油泵；2-储油罐；3-分流阀；4-电磁阀；5-扭力杆；6-转向盘；7、10、11-销；8-转阀阀杆；9-控制阀阀体；12-转向齿轮轴；13-活塞；14-转向动力缸；15-转向齿条；16-转向齿轮；17-柱塞；18-油压反力室；19-阻尼孔。
◆文/江苏 赵宝平 刘晓雪 邓飞虎电子助力转向系及四轮转向系浅析（二）当点火开关接通时，电源加于电子控制单元上，电动助力转向系才能进行工作。
在发动机已启动时，交流发电机L 端子的电压加到电子控制单元上。
当检测到发动机处于启动状态时，动力转向系转为工作状态。
在车辆行驶时，电子控制单元按不同车速下的转向盘转矩控制电动机的电流，并完成电子助力转向和普通转向控制之间的转换。
当车速高于30km/h 时，则转换成普通的转向控制，电子控制单元没有离合器信号和电动机电流输出，离合器处于分离状态。
当车速低于27km/h 时，电子控制单元又输出离合器信号和电动机电流，普通转向控制又转换为动力转向的工作方式。
电子控制单元还具有自我修正的控制功能。
当电动动力转向系出现故障时，可自动断开电动机的输出电流，恢复到正常的转向功能；同时速度表内的电动动力转向报警灯点亮，用于通知驾驶员动力转向系统发生故障。
（接上期）二、电控液力式动力转向系的基本结构和工作原理电控液力式转向系是电子控制动力转向的另外一种型式。
它通过控制电磁阀的动作，使动力转向液压控制回路油压根据车速而变化，在低速时操纵力减轻，在中低速以上时操纵力不致过小，即保持一定的手感。
1.电控液力式动力转向系的组成如图12所示，电控液力式动力转向系主要由转向控制阀、电磁阀、分流阀、转向动力缸、转向油泵、储油罐、车速传感器和电子控制单元组成。
(1)转向控制阀转向控制阀的结构如图13所示，其基本结构是在传统的整体式动力转向控制阀的基础上，在内部增加了油压反力室和4个小柱塞，4个小柱塞位于控制阀阀体下端的油压反力室内。
汽车底盘3：电控动力转向与四轮转向系统
（1）机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向。
（）（1）机械转向系统是依靠电动机驱动力来实现车轮转向。
（）（1）动力转向系统借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向。
（）（1）动力转向系统借助于驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向。
（）（2）电动式EPS的电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。
（）（2）电动式EPS的电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制转向轮扭矩的大小和方向。
（）（3）电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增大转矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
（）（3）电动机的扭矩由电磁离合器通过加速机构加速增大转矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
（）（3）电动机的扭矩由电磁阀通过加速机构加速增大转矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
（）（4）阀灵敏度控制式EPS是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来控制油压的。
（）（4）阀灵敏度控制式EPS是根据扭矩控制电磁阀，直接改变动力转向控制阀的油压增益来控制油压的。
（）（5）转矩传感器的作用是测量转向盘与转向器之间的相对转矩，以作为电动助力的依据之一。
（）（5）转矩传感器的作用是测量转向器电机之间的相对转矩，以作为电动助力的依据之一。
（）（6）电动机的工作范围限定在某一速度区域内，如果超过规定速度，则离合器使电动机停转，且离合器分离，不再起传递动力的作用。
（）（6）电动机的工作范围限定在某一速度区域内，如果超过规定速度，则离合器使电动机停转，但可以传递动力。
（）（7）在电动式动力转向系统发生故障时，可以应用手动控制转向。
（）（7）在电动式动力转向系统发生故障时，手动控制转向方式失效。
（）（8）所谓转向角比例控制就是与转向盘转向角成比例，在低速区是逆相而在中高速区是同相地对后轮进行转向操纵控制。
教学课件：第七章-电控动力转向与四轮转向系统
• 引言 • 电控动力转向系统 • 四轮转向系统 • 电控动力转向与四轮转向系统的比较 • 未来展望
01
引言
课程介绍
01
介绍电控动力转向与四轮转向系 统在汽车工业中的重要地位和作 用。
02
简要概述电控动力转向与四轮转 向系统的基本概念、发展历程和 趋势。
课程目标
掌握电控动力转向与四轮转向 系统的基本原理、组成和工作 方式。
理解电控动力转向与四轮转向 系统对车辆性能的影响。
能够分析电控动力转向与四轮 转向系统的优缺点，并针对不 同车型进行合理匹配和选型。
02
电控动力转向系统
电控动力转向系统的定义与工作原理
定义
电控动力转向系统是一种利用电动机辅助转向的车辆动态控制系统，通过电子控制 单元（ECU）对转向助力进行精确控制。
通过实时调整前后轮的转向角，减少 车辆在行驶过程中产生的振动和颠簸 ，提高乘坐舒适性。
四轮转向系统的优点与局限性
• 增强安全性：在紧急情况下，四轮转向系统能够更快地响应驾驶员的操控指令，提高车辆的响应速度和稳定性，降低事故 风险。
四轮转向系统的优点与局限性
成本较高
四轮转向系统的结构复杂，制造成本 较高，因此通常只应用于高端豪华车 型。
根据车辆行驶状态和驾驶员指令 ，主动调整前后轮的转向角，以 实现最优的操控性能。
被动四轮转向系统
仅在特定情况下（如高速行驶或 紧急变道）才调整前后轮的转向 角，以提高车辆的稳定性。
四轮转向系统的优点与局限性
提高操控性能
通过协调前后轮的转向角，提高车辆 在高速行驶和低速行驶时的操控稳定 性。
提升行驶平顺性
按照控制方式分类
《汽车底盘电控系统结构与检修》模块七 电控动力转向与四轮转向系统
LOGO
用来改变或保持汽车行驶以及倒退方向的一系列装置称为汽车转向 系统（Automobile Steering System ）。转向系统一般由方向盘、转向 机、转向传动杆和转向节等构成。
汽车转向系统的功能是实现驾驶员按照自己意图来控制汽车方 向的目的。由于汽车行驶安全的至关重要性，汽车转向系统的零件也被 称为保安件。
电控动力转向系统（Electronic Controlled Power Steering System， 缩写为EPS)是指根据车速或发动机的转速而改变转向动力的大小，使汽车在停 车或低速行驶时转动方向盘所需的力减小，而在车辆高速行驶时转动方向盘所 需的力增大，从而提高车辆操纵轻便性和行车安全性的一种控制形式。
为确保行车安全，汽车转向系统应满足如下要求。 （1）工作可靠，操纵轻便。 （2）对轻微的路面冲击应具有自动回正能力。 （3）应能减小地面传至方向盘上的冲击，并保持适当的路感。 （4）当汽车发生碰撞时，应能减轻或避免对驾驶员的伤害。 汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统(Mechanical Steering System)和动力转向系统(Power Steering System)两类。
典型的电子控制动力转向系统如图7-1所示。
汽车底盘电控系统结构与检修
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模块七 电控动力转向与四轮转向系统
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为满足现代汽车对转向系统的要求，电控动力转向系统具有以下特点。 （1）良好的随动性 即方向盘与转向轮之间具有准确的一一对应关系，同时能保证转向轮可维 持在任意转向角位置。 （2）有高度的转向灵敏度 即转向轮对方向盘具有灵敏的响应。 （3）良好的稳定性 即具有很好的直线行驶稳定性和转向自动回正能力。 （4）助力效果能随车速变化和转向阻力的变化作相应的调整 低速时有较大的助力效果，以克服路面的转向阻力；而在中、高速时要有 适当的路感，以避免因转向过轻(方向盘“发飘”)而发生事故。
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液压动力转向系统示意图
2．传统液压动力转向系统结构形式
⑴根据机械转向器、转向动力缸、转向控制阀三者的布置 和联系关系分：
分开式——机械转向器、转向动力缸、转向控制阀三者分 开布置。
半分开式——机械转向器作为独立件，而控制阀和动力缸 组合成一个部件。
整体式——机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转 向控制阀组装在一起。
控制装置
电动机
转向助力
二、电动式电控动力转向系统的控制
1．控制电路 2. 故障诊断与安全保护
第四节 四轮转向控制系统（4WS）
一、4WS的转向特性 1．4WS低速时的转向特性 2．4WS中高速时的转向特性 二、转向角比例控制——使转向方向的偏离足够小 1．系统组成 ⑴转向枢轴 ⑵4WS转换器 2．控制逻辑 ⑴转向角控制 ⑵2WS选择控制 ⑶安全性控制
工作原理：
2．日产蓝鸟轿车电控动力转向系统：
结构特点：在转向液压泵与转向机体之间设有旁通流量控制阀。
工作原理：
二、反力控制式
反力控制式——根据车速大小控制反力室油压，从而改变输入输出增 益幅度以控制转向力。
1．系统组成与工作原理：
转向控制阀——具有油压反力室
分流阀——分流控制阀和电磁阀的油液
1．扭矩传感器——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。 无触点式结构 滑动可变电阻式 2．电动机、离合器、减速机
⑴直流电动机 ⑵电磁离合器 ⑶减速机构
电动转向结构
组成：机械转向器、电动机、离合器、控制装置、 转矩传感器和车速传感器
电动转向工作原理
扭矩 传感器
车速 传感器
电控动力转向与四轮转向系统
1．传统液压动力转向系统的组成
传统液压动力转向系统的组成 ⑴转向液压泵——是将发动机产生的机械能转变
为驱动转向动力缸工作的液压能，再将转向动力 缸驱动转向车轮． ⑵转向动力缸——是将转向液压泵提供的液压能， 转变为驱动转向轮偏转的转向助力执行元件． ⑶转向控制阀——是在驾驶员的操纵下控制转向 动力缸输出动力大小、方向和增力快慢。
电磁阀——将油压反力室一侧的油压流回储油箱
组成
转向动力缸
转向液压泵
储油箱
车速传感器
电控单元——根据车速控制电磁阀开口面积
2．反力控制式动力转向系统实例——丰田马克Ⅱ型电控动力转向系 统
三、阀灵敏度控制式EPS
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。
三、横摆角速度比例控制
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一、流量控制式EPS 二、反力控制式 三、阀灵敏度控制式EPS
一、流量控制式EPS
流量控制式EPS——根据车速传感器信号调解动力转向装置供应的压 力油液，改变油液的输入输出流量，以控制转向力。
1．丰田凌志轿车电控动力转向系统：
车速传感器
电磁阀
基本组成
整体式动力转向控制阀
动力转向液压泵
电控单元
⑵整体式和半分开式按照转向控制阀的形式不同分： 滑阀式、瓣阀式、转阀式
整体式液压动力转向系统
半分开式液压动力转向系统
3．整体式液压动力转向系统的结构和工 作原理
⑴整体滑阀式液压动力转向系统 ◆汽车直线行驶时的工作状态： ◆汽车右转弯时的工作状态： ◆汽车左转弯时的工作状态： ◆转向“路感”的产生： ⑵整体瓣阀式液压动力转向系统 ◆汽车直线行驶时的工作状态： ◆汽车右转弯时的工作状态： ◆汽车左转弯时的工作状态： ⑶整体转阀式液压动力转向系统 ◆转阀式转向控制阀的结构与工作原理
◆汽车行驶时转阀式转向控制阀的工作状态：
整体滑阀式液压动力转向系统的结构和工作原理
l.转向操纵机构 2.转向控制阀 3.机械转 向器与转向动力缸总成 4.转向传动结构 5.转向油罐 6.转向油泵 R.转向动力缸右腔 L.转向动力缸左腔
整体转阀式液压动力转向系统工作过程系统
1．转子阀 2．电磁阀 3．电控单元
第三节 电动式电控动力转向系统
一、电动式电控动力转向系统的结构与工 作原理
二、电动式电控动力转向系统的控制
电动式电控动力转向系统
一、电动式电控动力转向系统的结构与 工作原理
基本原理：操纵转向盘时扭矩传感器根据输入力的大小产生相应电压 信号，由此检测出操纵力大小，同时根据车速传感器产生的脉冲信号 又可测出车速，再控制电动机电流，形成适当转向助力。