【文章內(nèi)容簡介】 子控制單元，電子控制單元根據(jù)這些輸入信號進(jìn)行運算處理，確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)向，即選定電的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向的助力。電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機(jī)構(gòu)減速增矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? (3) EPS的分類 ? 根據(jù)電動機(jī)布置位置不同， EPS可分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式、齒條助力式 3種。 ? ① 車令向軸助力式 EPS的電動機(jī)固定在轉(zhuǎn)向軸一側(cè)，通過減速機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。 ? ② 齒輪助力式 EPS的電動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)與小齒輪相連，直接驅(qū)動齒輪助力轉(zhuǎn)向。 ? ③ 齒條助力式 EPS的電動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)則直接驅(qū)動齒條提供助力。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 2. EPS的部件結(jié)構(gòu)及工作原理 ? (1)轉(zhuǎn)矩傳感器 ? 轉(zhuǎn)矩傳感器也稱轉(zhuǎn)向傳感器，其作用是通過測定轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對轉(zhuǎn)矩，為電動助力提供依據(jù)。轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)、原理如 圖 613所示。用磁性材料制成的定子和轉(zhuǎn)子可以形成閉合的磁路，線圈 A、 B、 C、 D分別繞在極靴上，形成一個橋式回路。轉(zhuǎn)向軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)矩成正比，所以只要測定軸的扭轉(zhuǎn)角，就可間接地知道轉(zhuǎn)向力的大小。在線圈的 U、 T兩端施加連續(xù)的脈沖電壓信號 Ui，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸 上的轉(zhuǎn)矩為零時，定子與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)角也為零。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 這時轉(zhuǎn)子的縱向?qū)ΨQ面處于定子 AC、 BD的對稱平面上，每個極靴上的磁通量是相同的。電橋平衡， V、 W兩端的電位差 U0 = 0。 ? 如果轉(zhuǎn)向軸上存在轉(zhuǎn)矩時，定子與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)角不為零，此時轉(zhuǎn)子與定子間產(chǎn)生角位移 ?。極靴 A、 D間的磁阻增加，B、 C間的磁阻減小，各個極靴的磁阻產(chǎn)生差別，電橋失去平衡，在 V、 W兩端產(chǎn)生電位差。這個電位差與軸的扭轉(zhuǎn)角 ?和輸入電壓 Ui 成比例，從而可知道轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)矩。 ? 一種實際應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩傳感器結(jié)構(gòu)如 圖 614所示，其工作原理與上基本相同，優(yōu)點是便于安裝。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? (2)電動機(jī)、電磁離合器與減速機(jī)構(gòu)電動機(jī)、電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)組成的整體稱為電機(jī)組件，其結(jié)構(gòu)如 圖 615所示。 ? 1)電動機(jī) ? 轉(zhuǎn)向助力電動機(jī)就是一般的永磁電動機(jī) (原理不再敘述 )，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩控制是通過控制其輸入電流來實現(xiàn)，而電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)則是由電子控制單元輸出的正反轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖控制。 圖 616是一種比較簡單實用的正反轉(zhuǎn)控制電路。 ? a a2為觸發(fā)信號端。從電子控制單元得到的直流信號輸入到 a a2端，用以觸發(fā)電動機(jī)產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 當(dāng) a1 端得到 輸入信號時，晶體管 T3導(dǎo)通， T2管得到基極電流而導(dǎo)通，電流經(jīng) T2管的發(fā)射極和集電極、電動機(jī) M、 T3管的集電極和發(fā)射極搭鐵，電動機(jī)有電流通過而正轉(zhuǎn)。當(dāng) a2端得到輸入信號時，晶體管 T4導(dǎo)通， T1管得到基極電流而導(dǎo)通，電流經(jīng)過 T1管的發(fā)射集電極，電動機(jī) M、 T4管的集電極和發(fā)射極搭鐵，電動機(jī)有反向電流通過而反轉(zhuǎn)?？刂朴|發(fā)信號端的電流大小，就可以控制電動機(jī)通過電流的大小。 ? 2)離合器 ? 一般使用干式單片電磁離合器，如 圖 617所示。工作電壓為12 V,額定轉(zhuǎn)速時傳遞的轉(zhuǎn)矩為 15 Nm，線圈電阻 (20℃ 時 )為19. 5?。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 其工作原理是 :當(dāng)電流通過滑環(huán)進(jìn)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(jī)的動力經(jīng)過軸、主動輪、壓板、花鍵、從動軸傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 ? 由于轉(zhuǎn)向助力的工作范圍限定在一速度區(qū)域內(nèi)，所以離合器一般設(shè)定一個速度范圍，如當(dāng)車速超過 30 km/h時，離合器便分離，電動機(jī)也停止工作，這時就沒有轉(zhuǎn)向助力的作用。當(dāng)電動機(jī)停止工作時，為了不使電動機(jī)及離合器的慣性影響轉(zhuǎn)向系的工作，離合器也應(yīng)及時分離，以切斷輔助動力。當(dāng)系統(tǒng)中電動機(jī)等發(fā)生故障時，離合器會自動分離，這時仍可恢復(fù)手動控制轉(zhuǎn)向。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 3)減速機(jī)構(gòu) ? 目前使用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用渦輪渦桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動組合式 。也有的采用兩級行星齒輪與傳動齒輪組合式，如 圖 618所示 。圖 615是渦輪與斜齒輪組合方式。渦輪與固定在轉(zhuǎn)向輸出軸上的斜齒輪相嚙合，它把電機(jī)的回轉(zhuǎn)運動減速后傳遞到輸出軸上。為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)中的齒輪有的采用特殊齒形，有的采用樹脂材料制成。 ? (3)控制系統(tǒng) ? 1)控制電路 ? 控制電路方框圖見 圖 619控制電路的中心是 8位的單片微型計算機(jī)，內(nèi)裝 256字節(jié)的 RAM , 4KB的 ROM和 8位的 A/D變換器。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 主傳感器和輔助傳感器的扭矩及電動機(jī)的信號與電動機(jī)的電流信號通過 A/D變換器輸入到微型計算機(jī)中，而車速信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓和啟動機(jī)開關(guān)的通斷狀態(tài)、交流發(fā)電機(jī)的 L端子電壓、主傳感器和輔助傳感器的扭矩及電動機(jī)的信號與電動機(jī)的電流信號通過 A/D變換器輸入到微型計算機(jī)中， 而車速信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓和起動機(jī)開關(guān)的通斷狀態(tài)、交流發(fā)電機(jī)的 L端子電壓則通過接口電路輸入到微型計算機(jī)中。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 扭矩信號通過 A/D變換器輸入到計算機(jī)后，計算機(jī)根據(jù)車速范圍按照規(guī)定的扭矩一電動機(jī)電流變換值，確定出電動機(jī)的電流指令值并把該指令值輸入到 D/ A變換成模擬信號，之后輸入到電流控制電路中去 。同時，計算機(jī)還輸出電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向指示信號，這個信號輸入電動機(jī)的驅(qū)動電路后，便決定了電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 上一頁 返回 下一頁 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ? 電流控制電路把上述的已成為模擬信號的電流指令與電動機(jī)的實際電流相比較后，產(chǎn)生二者幅度相同的載波信號。驅(qū)動電路收到載波信號與旋轉(zhuǎn)方向指令信號之后，則輸