汽车电器与电子技术第十章 汽车电动助力转向系统.ppt

10.4电动助力转向系统实例 一、富士重工电动助力转向系统 1、系统的结构特点 图12 控制系统的电路框图 核心是一个有8k字节ROM和256字节RAM的8位单片机 10位 10位 2、系统控制过程 系统控制过程一般包括助力转矩控制过程和安全功能有关的控制过程。 控制过程是：转矩和转向角信号经过A/D转换器后输入计算机，计算机根据这些信号和车速计算出最优化的助力转矩。电子控制器将输出的数字量经D/A转换器转换为模拟量，再将其输入电流控制电路。电流控制电路把来自计算机的电流指令值同电机电流实际值进行比较，并产生一个差值信号。该差值信号被送到电机驱动电路，便向电动机提供控制电流并驱动动力装置。 3、控制系统的功能 （1）控制助力转矩的功能 车速感应控制型助力转向系统是由车速控制助力转矩的系统，在每一种车速下都可以获得最优化的转向助力转矩。 图13 全电子控制的助力转向系统助力转矩特性曲线 系统还可根据转向转矩变化率、转向角速度和转向角进行控制，以改善瞬态转向灵敏度. 图14 控制功能框图 该系统具有回正作用装置，可根据转角传感器输入的信号，产生回正作用力，使转向轮返回到中间位置。 （2）自诊断和安全功能 当出现任何一种故障时，系统均可显示出相应的故障代码。系统有30多种故障检查项目，如果同时出现两个或多个故障时，系统可依次显示其故障代码。 4. 全电子控制电动助力转向系统的特点 全电子控制的动力助力转向系统的转向作用力控制范围宽，并能根据驾驶条件设置最优化的转向作用力特性，其特点主要是： （1）可以十分灵活地修改转矩、转向角和车速信号的软件控制逻辑，并能自由地设置转向助力特性。 （2）根据转向角进行回复控制和根据转向角速度进行阻尼控制，可提供最优化的转向返回特性。 （3）由于仅当需要时电机才运行，所以动力损耗和燃料消耗均可降到最低。 （4）利用电机惯性的质量阻尼效应可以使转向轴的颤动降到最小。 1－车速传感器 2－速度表引出电缆的部位 3－传动轴 4－车速信号（主） 5－车速宿号（副） 6－ECPS电子控制器 7－副驾驶员脚下部位 8－电动机 9－扭杆 10－齿条 11－点火电源 12－蕾电池 13—发电信号 14－指示灯电流 15－提高怠速电流 16－电动机电流 17－离合器电流 18－转矩信号（主） 19－转矩信号（副） 20－离合器 21－电动机齿轮 22－传动齿轮 23－小齿轮 24－点火开关 25－熔断丝 26－转矩传感器 27－转向器齿轮总成 28－交流发电机（L端子） 29－指示灯30－怠速提高电阀 31－发动机电子控制器 32－电动机与离合器 图15 三菱“米尼卡”车ECPS的结构原理 二、三菱“米尼卡”车电子控制电动助力转向系统 (ECPS) 图16 电子控制器电路示意图 1－点火开关（IGI） 2－交流发电机（L端子） 3－易熔线 4－电动机与离合器 4.1－电动机 4.2－离合器5－转矩传感器 5.1－副传感器 5.2－主传感器 6－自我修正控制 7－发电检测 8－电源电路 9－电流极性控制 10－驱动电路 11－中间、转向、操纵力的检测，主、副转矩传感器之差 12－8位单片机 13－传感器、执行部件故障检测 14－电动机工作检测 15－车速、加减速基准车速的对比，主副车速传感器之差 16－自诊断测用端子 17－二极管 18－车速传感器 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。 10.5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。 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