新能源汽车电气技术 项目3 电动助力转向系统.pptx

新能源汽车电气技术2018

新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构，其控制系统能够可靠识别会给车主和技术人员带来危险的故障，并立即关闭高电压系统，确保工作部件上不再有危险电压。即便只取下高电压部件的一个盖板，高电压系统也会自动关闭。高电压系统采用容错设计结构，因此仅出现一个故障时没有直接危险。高电压系统的自诊断功能确定故障后会将其记录在故障码存储器内，这种情况下可以无危险地继续行驶。通过本任务的学习，熟悉新能源汽车国家高压法规相关要求。项目3电动助力转向系统任务1电动助力转向系统的功能与组件更换相关知识电动助力转向系统概述丰田普锐斯电动助力转向系统比亚迪e5电动助力转向系统

1.电动助力转向系统概述在新能源汽车中，大多数混合动力汽车和所有纯电动汽车都采用了电动助力转向系统，因为电动助力转向系统是完全独立于发动机运作的。仍有少数混合动力汽车使用电动液压助力转向系统。最常见的电动助力转向系统是由车辆12V系统供电，并由小型电动机支持运转的。在需要大转向力矩的情况下，有些12V系统会使用电控设备将EPS电压升到34V以上。有些混合动力汽车和纯电动汽车采用42V的电动助力转向系统，这些系统通常是由DC/DC变换器驱动的，DC/DC变换器将动力电池电压降到电动助力转向电动机所需的电压值。

EPS的基本组成2.丰田普锐斯电动助力转向系统丰田公司的普锐斯轿车，其转向系统是在齿轮齿条式转向机构的基础上采用了车速感应型EPS，因此具有良好的转向操纵性能。2.1电动助力转向系统的基本组成及功用EPS的基本元件布置情况，如图所示。EPS根据各种传感器的信号，通过电动助力转向控制单元（以下简称动力转向ECU）控制装在转向柱总成上的直流电动机（即动力转向电动机），由该电动机放大转向操纵力。（1）转矩传感器检测扭力杆的扭曲，并把它转换成电信号，以计算施加到扭力杆上的转矩，再将此信号输出到动力转向ECU。（2）动力转向电动机根据动力转向ECU的信号产生转向助力。（3）减速机构通过蜗轮降低动力转向电动机的转速，并将它传递到转向柱轴。（4）动力转向ECU根据各传感器（包括车速传感器）发出的信号，起动转向柱上的动力转向电动机，以提供转向助力。

（5）HVECU发送READY信号到动力转向ECU，通知EPS准备发电。（6）制动防滑控制ECU将速度传感器的信号输出到动力转向ECU。（7）仪表ECU收到动力转向ECU发出的系统故障信号，仪表ECU点亮主警示灯，同时发送PS（动力转向）警告，显示请求信号到复式显示器。（8）VSCECU车辆稳定控制系统工作时，制动防滑控制ECU发送助力力矩信号（根据联合控制传感器的信号计算出）到动力转向ECU。（9）复式显示器系统发生故障时，PS（动力转向）灯显示故障。

2.2基本组成部件的构造2.2.1转向柱总成动力转向电动机总成、减速机构和力矩传感器都安装在转向柱上，如左图所示。2.2.2动力转向电动机总成动力转向电动机总成由直流电动机和减速机构组成，安装在转向柱壳体上（如左图所示）。动力转向电动机总成采用低惯性的直流电动机，该电动机由转子、定子和电动机轴组成。电动机产生的转矩通过联轴节传递到蜗杆，转矩通过蜗轮传递到转向柱轴，如右图所示。转向柱与动力转向电动机总成动力转向电动机总成内部结构

2.2.3减速机构减速机构通过蜗杆和蜗轮降低动力转向电动机的转速，并将转矩传递到转向柱轴。蜗杆由滚珠轴承支承，以减小噪声和摩擦，如图所示。减速机构

2.2.4力矩传感器力矩传感器检测扭力杆的扭曲，并把它转换为电信号来计算扭力杆上的力矩，并将此信号输出到动力转向ECU。检测环1和检测环2安装在输出轴上，检测环3安装在输出轴上。输出轴和输入轴通过扭力杆连接在一起，检测线圈和校正线圈位于各检测环外侧，不与检测环接触形成励磁电路，如图所示。转矩传感器

检测环1和检测环2的功能是校正温度，检测温度变化并校正温度变化引起的误差。检测线圈包括输出VT1信号（力矩传感器信号1）和VT2信号（力矩传感器信号2）的对耦电路。动力转向ECU根据这2个信号控制助力的大小，同时检测传感器故障。（1）直线行驶时如果车辆沿直线行驶且驾驶人没有转动转向盘，则此时动力转向ECU会检测输出的规定电压，指示转向的自由位置，因此它不向动力转向电动机供电。

（2）转向时驾驶人向左或向右转动转向盘时，扭力杆的扭曲就会在检测环2和检测环3之间产生相对位移。该变化随后转换为VT1和VT2信号，并发送到动力转向ECU。转向盘左转时，输出如图所示的比自由位置输出电压低的电压。这样就可以根据转向助力检测到转向方向，决定转向助