《汽车电器与电子技术》第10章汽车电动助力转向系统.ppt

2.助力转向的概念 传统的转向系统不能很好的解决转向时“轻”与“灵”的矛盾。即高的转向灵敏性和好的操纵轻便性不可兼得。为解决这一矛盾，除采取尽量减轻自重、选择最佳轴荷分配、提高转向系统传动效率、减小主销后倾角、选择最佳转向器速比曲线等措施外，通常都采用助力转向方式。 4.助力转向系统的类型 5.对助力转向系统的要求 助力转向系统应达到如下要求： （1）能有效减小操纵力，特别是停车转向操纵力。而行车转向的操纵力应不大于250N。 （2）转向灵敏性好。助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。 （3）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”。 （4）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意偏转角位置上。 （5）工作可靠。当助力转向失效或发生故障时，应能保证通过人力进行转向操纵。 6.电动助力转向系统（EPS） EPS是利用电动机作为助力源，根据车速和转向参数等，由电子控制单元（ECU）完成助力控制。 二.电动助力转向系统结构及工作原理 思考题与习题 1. 简述对助力转向系统的基本要求。 2. 电动助力转向系统具有哪些特点? 3. 试分析电动助力转向系统的工作原理。 4. 简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。 图17 ECPS的控制方框图 a.在发动机已被起动时，交流发电机L端子的电压加到电子控制器上。当检测到发动机处于起动姿态时，动力转向系统转为工作状态。 b.行车时 车速高于30km/h时，转换成普通的转向控制，离合器处于分离状态。 车速低于27km/h时，ECPS的电子控制器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。 六.电动助力转向系统性能台架试验 进行电动助力转向系统性能台架试验的目的是求出在变负载条件下描述电动助力转向系统性能的主要特性曲线，即表征电机转矩（电流）、转向盘转矩和车速三者之间的关系曲线。在进行电动助力转向系统性能试验之前，需要对电机电流传感器、转矩传感器进行标定。 6.1 电动助力转向系统性能试验台 图17 电动助力转向系统性能试验台 试验对象:电机为直流永磁式的转向 轴助力式的EPS. 额定功率180w， 额定电压12v， 额定电流30A， 额定转矩1.1 Nm， 额定转速1 200r/min， 用蜗轮蜗杆减速器速比15：l。 图18 控制器信号接口图 1—点火信号 2—车速 3—转矩传感器电源正 4—未用 5—故障指示灯 6—离合器正 7—发动机转速 8—转矩主信号 9—转矩传感器电源负 10—转矩故障判断 11—离合器负 12—故障码接口 13—电视正 14—电视负 15—电池正 16—电池负 按接口定义，正确地接入有关信号，当控制器检测到发动机点火信号后，便进行自检，包括对转向盘转矩、车速、发动机转速以及蓄电池电压等信号进行检测。如果上述信号正常，控制程序开始运行，安全继电器及电磁离合器吸合，控制器进入工作状态。 当驾驶员转动转向盘时，转矩传感器将转向盘转矩信号送到控制器，控制器根据转矩、车速信号和反馈电流信号进行处理运算后，将控制信号输出到驱动单元，驱动电机产生合适的助力转矩，辅助驾驶员完成转向操作。 6.2 电机电流传感器的标定 图19 反馈精密电阻标定曲线 助力电流是表征电动助力转向系统助力特性的重要参数之一。被试电动助力转向系统的ECU，在其与电机电枢连接的回路中串联一精密电阻，通过运放电路测量该电阻两端电压即得到参与控制计算的反馈电流值。该精密电阻R的标定曲线如图19所示，通过线性拟合可得该电阻的阻值约为4.5mΩ。 6.3 转矩传感器输出特性 电动助力转向系统根据作用在转向盘上的转矩信号和车速信号控制电机产生相应的助力转矩，因此转矩传感器的输出特性（转向盘输入转矩Ts与输出电压U0的关系）对电动助力转向系统性能至关重要，进行转矩传感器输出特性试验时，固定转向管柱下端，将转矩标定盘固定在转向盘上，左右连续加载和卸载，测得该系统转矩传感器输出电压与加载转矩Ts的关系。 图20 转矩传感器输出特性 输出特性呈良好的线性关系 6.4 电动助力转向系统助力特性 图21无助力状态下电动助力转向系统机械特性 转向和回正曲线不重合是由于弹簧负载箱滑动端的运动摩擦及转向系内摩擦而造成的；左右两端的尖峰是齿条运动到极限位置时转向盘上仍施加转矩而形成的。 图22 不同车速下