汽車電子電氣第10章汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-文庫吧在線文庫
【正文】 電動機(jī)不工作； 當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時 ，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測出作用于轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩，并由此 產(chǎn)生一個電壓信號；同時，由車速傳感器測出的汽車車速，也產(chǎn)生一個電壓信號。 在不同汽車速度下， Ma－ Md為一族非線性曲線，該族曲線表征了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 助力特性。因此， Ka描述了駕駛員的轉(zhuǎn)向路感。 以裝有齒輪軸驅(qū)動型電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中型轎車為研究對象。 （ 4）當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩 Md≥7（ ）時，助力力矩 Ma將保持不變。 圖 9 電子控制電動助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng) EPS系統(tǒng)可以對轉(zhuǎn)向過程中的每個環(huán)節(jié)（轉(zhuǎn)向、 回正、中間位置）進(jìn)行精確控制，從而提高汽 車轉(zhuǎn)向助力性能。 ★ 阻尼控制 阻尼控制是汽車運行時為提高高速直線行駛穩(wěn)定性的一種控制模式。電流控制電路把來自計算機(jī)的電流指令值同電機(jī)電流實際值進(jìn)行比 較，并產(chǎn)生一個 差值信號 。 （ 4）利用電機(jī)慣性的質(zhì)量阻尼效應(yīng)可以使 轉(zhuǎn)向軸的顫動降到最小 。 圖 17 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能試驗臺 圖 18 控制器信號接口圖 1—點火信號 2—車速 3—轉(zhuǎn)矩傳感器電源正 4—未用 5—故障指示燈 6—離合器正 7—發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 8—轉(zhuǎn)矩主信號 9—轉(zhuǎn)矩傳感器電源負(fù) 10—轉(zhuǎn)矩故障判斷 11—離合器負(fù) 12—故障碼接口 13—電視正 14—電視負(fù) 15—電池正 16—電池負(fù) 按接口定義，正確地接入有關(guān)信號，當(dāng)控制器檢測到發(fā)動機(jī)點火信號后，便進(jìn)行自檢，包括對 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩、車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及蓄電池電壓等信號進(jìn)行檢測。 圖 22 不同車速下的轉(zhuǎn)向助力特性曲線 有助力狀態(tài)下的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要性能，可用某一負(fù)載下不同車速 va時的電機(jī)轉(zhuǎn)矩 Tm（或電流 I）隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩 Ts變化的曲線簇（助力特性曲線）來表示。 2. 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有哪些特點 ? 3. 試分析電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。 （ 3）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩傳感器以 ，左、右呈線性變 化，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到左、右極限位置時，輸出電壓分別為 。 被試電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 ECU，在其與電機(jī)電樞連接的回路中串聯(lián)一 精密電阻 ，通過運放電路測量該電阻兩端電壓即得 到參與控制計算的反饋電流值。 車速低于 27km/h時， ECPS的電子控制器又輸出離合器信號和電動機(jī)電流， 普通轉(zhuǎn)向控制又轉(zhuǎn)換為動力轉(zhuǎn)向的工作方式。系統(tǒng)有 30多種故障檢查項目，如果同 時出現(xiàn)兩個或多個故障時，系統(tǒng)可依次顯示其故障代碼。若將電機(jī)兩端短路，則有 ? K E?(t) Ra ia(t)= 因此，用一定占空比的 PWM信號在電動機(jī)控制電路內(nèi)部使電機(jī)短路，電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反電動勢 形成阻礙電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的阻尼轉(zhuǎn)矩，改變占空比，即改變了阻尼轉(zhuǎn)矩的大小。該控制利用電機(jī)轉(zhuǎn)矩和電機(jī)電流 成比例的特性，由轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器檢測的轉(zhuǎn)矩信號和由車速傳感器檢測的車速信號輸入控制器單片 機(jī)中，根據(jù)預(yù)制的不同車速下 “轉(zhuǎn)矩－電機(jī)助力目標(biāo)電流表 ”，確定出電機(jī)助力的目標(biāo)電流，通過對反 饋電流與電機(jī)目標(biāo)電流相比較，利用 PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸出 PWM信號到驅(qū)動回路以驅(qū)動電機(jī)產(chǎn) 生合適的助力。這使得電動機(jī)電流不致過大而燒毀電機(jī)。 Ka值越大，提供的轉(zhuǎn)向助力相應(yīng)增 加，即隨著車速的變化，該系統(tǒng)能夠提供不同的助力特性。 對式（ l）～式（ 3）及式（ 5）進(jìn)行拉普拉斯變換后，得到以下傳遞函數(shù)： = H c(s)= d?d mrs2 + GK m(K aK s ? GK m) Ac(s)rs2 ? s Td (9) d?(s)= ms +b?s + 該傳遞函數(shù) Hc定義了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的跟隨性能。由于不同車型的參數(shù)不同，在不同車 速下所需要提供的助力值大小不同。 Ka 值定義了轉(zhuǎn)向路感，合理選擇 Ka可得到不同的轉(zhuǎn)向路感。 (5) 減速機(jī)構(gòu) :減速機(jī)構(gòu)是用來增大電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。該傳感器根據(jù)車速 的變化，把主副兩個系統(tǒng)的脈沖信號傳送給 ECU，由于是兩個系統(tǒng)，因此信號的可靠性提高 了。 （ EPS） EPS是利用電動機(jī)作為助力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元 （ ECU）完成助力控制。 （ 2） 轉(zhuǎn)向靈敏性好。第十章 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能很好的解決轉(zhuǎn)向時 “輕 ”與 “靈 ”的矛盾。 助力轉(zhuǎn)向的靈敏度是指在轉(zhuǎn)向器操縱下，轉(zhuǎn)向助力器產(chǎn) 生助力作用的快慢程度。 圖 2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 1－轉(zhuǎn)向盤 2－轉(zhuǎn)向軸 3－電動機(jī) 4－離合器 5－齒條 6－小齒輪
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