汽車電器與電子技術(shù)第10章汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-wenkub.com
2025-01-03 08:46 本頁(yè)面
【正文】 2. 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有哪些特點(diǎn) ? 3. 試分析電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。 （ 3） 電動(dòng)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(shí) ， 輸出電壓分別為 。 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(dòng)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(shí)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 。 被試電動(dòng)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(yùn)放電路測(cè)量該電阻兩端電壓即得到參與控制計(jì)算的反饋電流值 。 圖 18 控制器信號(hào)接口圖 1— 點(diǎn)火信號(hào) 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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 8— 轉(zhuǎn)矩主信號(hào) 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(hào)，當(dāng)控制器檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火信號(hào)后，便進(jìn)行自檢，包括對(duì)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及蓄電池電壓等信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。 車速低于 27km/h時(shí)， ECPS的電子控制器又輸出離合器信號(hào)和電動(dòng)機(jī)電流，普通轉(zhuǎn)向控制又轉(zhuǎn)換為動(dòng)力轉(zhuǎn)向的工作方式。 （ 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(dòng)降到最小 。系統(tǒng)有 30多種故障檢查項(xiàng)目，如果同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)可依次顯示其故障代碼。電流控制電路把來自計(jì)算機(jī)的電流指令值同電機(jī)電流實(shí)際值進(jìn)行比較，并產(chǎn)生一個(gè) 差值信號(hào) 。若將電機(jī)兩端短路，則有 ? ? ? ?aEaRtKti ??? 因此，用一定占空比的 PWM信號(hào)在電動(dòng)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(dòng)勢(shì)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。 ★ 阻尼控制 阻尼控制是汽車運(yùn)行時(shí)為提高高速直線行駛穩(wěn)定性的一種控制模式 。 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(cè)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和由車速傳感器檢測(cè)的車速信號(hào)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(duì)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(hào)到驅(qū)動(dòng)回路以驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生合適的助力 。 圖 9 電子控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng) EPS系統(tǒng)可以對(duì)轉(zhuǎn)向過程中的每個(gè)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 。這使得電動(dòng)機(jī)電流不致過大而燒毀電機(jī)。 （ 4）當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩 Md≥7（ ）時(shí)，助力力矩 Ma將保持不變。 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。 (10) (11) 以裝有齒輪軸驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的中型轎車為研究對(duì)象。 對(duì)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)： ? ? ? ?? ? 22scmsamsmdsc rsA GKKKGKrddTsH ???? ??(9) 該傳遞函數(shù) Hc定義了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的跟隨性能。因此 ， Ka描述了駕駛員的轉(zhuǎn)向路感 。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。 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(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性。 a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。 如 圖 2所示 ， 不轉(zhuǎn)向時(shí) ， 助力電動(dòng)機(jī)不工作； 當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出作用于轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩 ， 并由此產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)；同時(shí) ， 由車速傳感器測(cè)出的汽車車速 ， 也產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào) 。 (5) 減速機(jī)構(gòu) :減速機(jī)構(gòu)是用來增大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 圖 4 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 a1端得到輸入信號(hào)時(shí)電動(dòng)機(jī)有電流通過而正轉(zhuǎn) a2端得到輸入信號(hào)時(shí)電動(dòng)機(jī)有電流通過而反轉(zhuǎn) 控制三極管基極電流 信號(hào)觸發(fā)端 (4)離合器： 離合器采用干式電磁式離合器，其功能是保證 EPS在預(yù)先設(shè)定的車速范圍內(nèi)閉合。該傳感器根據(jù)車速的變化，把主副兩個(gè)系統(tǒng)的脈沖信號(hào)傳送給 ECU，由于是兩個(gè)系統(tǒng)，因此信號(hào)的可靠性提高了。 各個(gè)極靴的磁通產(chǎn)生差別 ， 電橋失去平衡 ， 在 V、 W之間出現(xiàn)電位差 。 （ EPS） EPS是利用電動(dòng)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 。
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