汽車電子電氣第10章汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-免費閱讀
【正文】 1 Nm，即在此轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，電機不提供助力。 轉(zhuǎn)矩傳感器輸出特性 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)矩信號和車速信號控制電機產(chǎn)生相應(yīng)的助力轉(zhuǎn) 矩，因此轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出特性（轉(zhuǎn)向盤輸入轉(zhuǎn)矩 Ts與輸出電壓 U0的關(guān)系）對電動助力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)性能至關(guān)重要，進行轉(zhuǎn)矩傳感器輸出特性試驗時，固定轉(zhuǎn)向管柱下端，將轉(zhuǎn)矩標定盤固定在轉(zhuǎn) 向盤上，左右連續(xù)加載和卸載，測得該系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩傳感器輸出電壓與加載轉(zhuǎn)矩 Ts的關(guān)系。在進行電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能試驗之前，需要對電機電流傳感 器、轉(zhuǎn)矩傳感器進行標定。 （ 2）根據(jù)轉(zhuǎn)向角進行回復(fù)控制和根據(jù)轉(zhuǎn)向角速度進行阻尼控制，可提供 最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向返回特性 。 控制過程是： 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向角信號經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器 后輸入計算機，計算機根據(jù)這些信號和車 速計算出 最優(yōu)化的助力轉(zhuǎn)矩 ?；卣刂浦饕糜诘退傩旭偅藭r電動機控制 電路實行斷路，即四個三極管均處于截止狀態(tài)，保持機械系統(tǒng)原有的回正特性。 四 .電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法 電子控制電動動力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)如圖 9所示。 （ 3）不同車速時，提供的轉(zhuǎn)向助力增益不同。 GKaKsKm rs2 dsG 2Km 2 rs2 dmKs 2 rs2 ? D(s)= dmdsdm ? ds(s)= J ss2 +bss + K s dm(s)= J ms2 +bms + Km + K? Ks +GKm rs2 2 式中： Ac(s)= D(s)+(ds ? Ks) GJ sbmKm mbsrs2(J sKm ? J mKs) + KaKs GKm + 2 GKmJ s 2(J sbm + Jmbs) J m 2bmKs 2 2 GKm Ks ? Ka K max a 由赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)可知： Δ30， Δ50。 (7) (8) Ka隨車速 v的增大而成指數(shù)減小。 在實際計算中， Fr作為一隨機信號加人到系統(tǒng)中，使計算更接近于實際情況。其工作過程是當 轉(zhuǎn) 矩信號 和 車速信號 輸入單片機后，單片機根據(jù)這些信號計算出 最優(yōu)化助力轉(zhuǎn)矩 ，然后輸出 此值給 D/A轉(zhuǎn)換器 ，輸出電流指令信號給電機控制電路，由控制電路以決定電動機作用的大 小和方向。轉(zhuǎn)向助力用的電動機需要正反轉(zhuǎn)控制。 二 .電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (1)轉(zhuǎn)矩傳感器： 矩傳感器用于檢測作用于轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)矩信號的大小與方向。助力作用快，轉(zhuǎn)向就靈敏。即高的轉(zhuǎn)向靈敏性和好 的操縱輕便性不可兼得。 而行車轉(zhuǎn)向的操縱力應(yīng) 不 大于 250N。 當助力轉(zhuǎn)向失效或發(fā)生故障時，應(yīng)能保證通過人力進行轉(zhuǎn)向 操縱。若 比例系數(shù)為 k則有 Uo = kUi? 由 V、 W兩端的電位差 Uo就可以知道轉(zhuǎn)向盤桿的扭轉(zhuǎn) (2)車速傳感器 :車速傳感器常采用電磁感應(yīng)式傳感器，安裝在變速箱上。 圖 5 電磁離合器工作原理圖 1－滑環(huán) 2－線圈 3－壓板 4－花鍵 5－從動軸 6－主動輪 7－滾珠軸承 工作原理 :當電流通過滑環(huán)進入離合器 線圈時，主動輪產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵 的壓板被吸引與主動輪壓緊，電動機的 動力經(jīng)過電機軸、主動輪、壓板、花 鍵、從動軸傳給執(zhí)行機構(gòu)。在本系統(tǒng)的計 算中， Mm值由轉(zhuǎn)矩傳感器給出，可表示如下： a ? Ka max) (0 ? K x rs Ka ——轉(zhuǎn)向助力增益。 該族非線性的助力曲線由不同的助力增益 Ka決定。如果該值過大，易引起系統(tǒng)的不穩(wěn) 定。 圖 7 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性 該助力特性圖有如下特點： （ 1）隨著 Ka值的不同，得到不同的助力曲線 MaMd。（ Md＝ ）時，輸出電壓不再發(fā)生變化，相應(yīng) 助力轉(zhuǎn)矩 Md也不會發(fā)生變化。助力控制的驅(qū)動方式為（ 參見圖 4電動 機控制電路圖 ）：使三極管 V1導(dǎo)通， V2 、 V3管截止， V4管斬波。 EPS系統(tǒng)中所用電機的電樞電感很小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可忽略不計。 （ 2）自診斷和安全功能 當出現(xiàn)任何一種故障時，系統(tǒng)均可顯示出相應(yīng)的故障代碼。 車速高于 30km/h時，轉(zhuǎn)換成普通的轉(zhuǎn)向控制，離合器處于分離狀態(tài)。 電機電流傳感器的標定 圖 19 反饋精密電阻標定曲線 助力電流 是表征電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性的重要參數(shù)之一。 （ 2）相同負載下，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力曲線斜率 隨車速的增大而減小 ， 當車速超過 80 km/h時，電機助力很小，且?guī)缀醪浑S車速而變化。 4. 簡述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制原理及控制 策略。在試驗臺上，為了便 于進行性能的比較，
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