汽車電子電氣第10章汽車電動助力轉向系統-wenkub
2023-02-24 16:44:21 本頁面
【正文】 參數等，由電子控制單元 （ ECU）完成助力控制。 （ 4） 要有隨動作用。 （ 2） 轉向靈敏性好。 一 .概述 助力轉向系統是指在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動機通過液壓泵產生的液 體壓力或電動機驅動力來實現車輪轉向。第十章 汽車電動助力轉向系統 傳統的轉向系統不能很好的解決轉向時 “輕 ”與 “靈 ”的矛盾。是一種以駕駛員操縱方向盤（轉矩和轉 角）為輸入信號，以轉向車輪的角位移為輸出信號的伺服機構 。 助力轉向的靈敏度是指在轉向器操縱下，轉向助力器產 生助力作用的快慢程度。 轉向車輪的偏轉角和駕駛員轉動轉向盤的轉角保持一定 的關系，并能使轉向車輪保持在任意偏轉角位置上。 圖 2 電動助力轉向系統結構示意圖 1－轉向盤 2－轉向軸 3－電動機 4－離合器 5－齒條 6－小齒輪 7－橫拉桿 8－輸出軸 9－減速機構 10－轉矩傳感器 電動助力轉向系統（ EPS）與液壓助力轉向系統（ HPS）相比，具有以下優(yōu)點： （ 1）助力性能優(yōu) （ 2）效率高 （ 3）耗能少 （ 4） “路感 ”好 （ 5）回正性好 （ 6）對環(huán)境污染少 （ 7）可以獨立于發(fā)動機工作 （ 8）應用范圍廣 （ 9）裝配性好易于布置 圖 3 轉矩傳感器基本原理圖 角，從而便可以知道轉向盤桿的轉矩。各個極靴的磁通產生差別，電 橋失去平衡，在 V、 W之間出現電位差。 (3)電動機 : EPS的動力源是電動機，通常采用無刷永磁式直流電動機，其功能是根據 ECU的 指令產生相應的輸出轉矩。 當車速超出設定車速范圍時，離合器斷開，電動機不再提供助力，轉入手動轉向狀態(tài)。 (6) 電子控制單元（ ECU）： EPS的電子控制單元通常是一個 8位單片機系統 ，是由一個 8位單片機，另加 一個 256字節(jié)的 RAM、 4KRAM及一個 D/A轉換器 組成。這兩路信號 均被傳輸到電子控制單元（ ECU），經過其運算處理后，由 ECU向電動機和離合器發(fā)出控制指 令，即向其輸出一個適合的電流，在離合器結合的同時使電動機轉動產生一個轉矩，該轉矩經 與電動機連在一起的離合器、減速機構減速增矩后，施加在輸出軸上，輸出軸的下端與齒輪齒 條轉向器總成中的小齒輪相連，于是由電動機發(fā)出的轉矩最后通過齒輪齒條轉向器施加到汽車 的轉向機構上，使之得到一個與工況相適應的轉向助力。 (4) F TR = K?x+ Fr K? ——彈性系數； Fr——路面對輪胎產生的隨機擾動。 (5) (6) (1) 轉向阻力 F TR的簡化 ? m ? (0 ? v ? v ) 在實際控制系統中，轉向助力 Ma如下式所示 。依據對已有實車參數的擬合，提出了 Ka與車速 v的關 系表示如下 max Ka = te?kv t、 k——為系數，根據不同車型以及不同電動助力轉向系統取不同的值。 由于不同類型的汽車的轉向路感不同， 所以式中的函數關系應當根據不同車型具體確定。通過對多項式 Ac（ s）的分析，可 得系統穩(wěn)定的條件：的所有根的實部為負。各參數如表 1所示： rs G K ? i 117647 表 1 輸入信號為 Md，輸出信號為 Ma。 （ 2）在轉向轉矩較小的區(qū)域，提供的轉向助力較小或為零，且在不同車速時，提供的助力 時機不同，這就保持了較好的轉向路感；在常用的快速轉向行駛區(qū)間，助力效果明顯，轉 向輕便，降低了駕駛員勞動強度。這與如圖 109所示的力矩 傳感器輸出特性有關。 圖 8 轉矩傳感器輸出特性 （ 5）改變不同的電動助力轉向系統的參數，應用該方法，可得到不同的助力特性。微機可以根據各種傳感器的信號，判斷轉向狀態(tài)，選擇執(zhí)行不同控制模式，根據這 些要求，制定 EPS的控制策略。 ★ 回正控制 回正控制是為改善轉向回正特性的一種控制模式。汽車高速行駛時，如果轉 向過于靈敏，會影響汽車的行駛穩(wěn)定性，為提高直線行駛的穩(wěn)定性，在死區(qū)范圍內進行阻尼控 制。 （ 12） 電動助力轉向的控制邏輯 圖 10 助力電動機控制邏輯 電動助力轉向的控制流程 圖 11 控制軟件流程圖 五 .電動助力轉向系統實例和檢修 富士重工電動助力轉向系統 1) 系統的結構特點 核心是一個有 8k字節(jié) ROM和 256字節(jié) RAM的 8位單片機 圖 12 控制系統的電路框圖 10位
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