【正文】 10 01 d 0 0 12 d 1 1 d 0 1 maxmax max00( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )ddd d d dd d d d dddTTK V T T T T TIK V T T K V T T T T TI T T? ???? ? ? ??? ?? ? ? ? ? ? ??? ??式中， K1（ V）， K2（ V） 分別為助力特性曲線的斜率，隨車速增加而減??； Td1 為助力特性曲線梯度由 K1（ V） 變?yōu)?K2（ V） 時(shí)的方向盤(pán)輸入扭矩。 167。 直線型助力特性 圖 31a 為直線型助力特性曲線，它的特點(diǎn)是在助力變化區(qū)，助力與方向盤(pán)扭矩成線性關(guān)系。這里將農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 圖中助力曲線分為三個(gè)區(qū)， 0≤Td≤Td0 區(qū)為無(wú)助力區(qū)， Td0≤Td≤Tdmax 區(qū)為助力變化區(qū)。 167。 （ 8） 助力矩不能大于同工礦下無(wú)助力時(shí)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)，即助力矩應(yīng)小于轉(zhuǎn)向阻力局，否則將出現(xiàn)“打手”現(xiàn)象。 （ 6） 形式轉(zhuǎn)向時(shí)，助力矩增加到一定值時(shí)也應(yīng)保持恒定，以便駕駛員駕駛時(shí)可以明顯感到路面反力的增加，知道安全駕駛。 （ 4） 隨著車速的增升高，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩很小時(shí)不助力的區(qū)域應(yīng)增大。 （ 2） 在低速行駛低速轉(zhuǎn)向過(guò)程中，為使轉(zhuǎn)向輕便，降低駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度，助力效果應(yīng)當(dāng)明顯。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩與助力矩之間的關(guān)系 配備電動(dòng)助力裝置的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，應(yīng)盡量不悖于駕駛員原有的駕駛習(xí)慣，這樣駕駛員才能在轉(zhuǎn)向時(shí)得心應(yīng)手。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在改善轉(zhuǎn)向路感的同時(shí)，降低了油耗，提高了車輛的環(huán)保性 能。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獨(dú)立于汽車發(fā)電機(jī)而蓄電池提供動(dòng)力，不受發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，扭距傳感器 測(cè)出施加于轉(zhuǎn)向軸的扭矩，并產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)；與此同時(shí)，車速傳感器測(cè)出汽車的車速，也產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。 本章小結(jié) 本章主要介紹了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和類型。工作過(guò)程如圖 23所示。若需要力矩，則依照既定的助力控制策略來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)助力轉(zhuǎn)矩的大小并輸出相應(yīng)的信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路提供相應(yīng)的 電壓或電流給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩由蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置放大再施加給轉(zhuǎn)向軸起助力作用，從而完成實(shí)時(shí)控制助力轉(zhuǎn)向；若出現(xiàn)故障或超出設(shè)定值則停止給電動(dòng)機(jī)供電，系統(tǒng)不提供助力，同時(shí)，離合器切斷，以避免轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受電動(dòng)機(jī)慣性力矩的影響。 輸出軸通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿使車輪轉(zhuǎn)向，輸出軸除通過(guò)扭桿與輸入軸相連外，還經(jīng)行星齒輪減速機(jī)構(gòu) — 離合器與主力電動(dòng)機(jī)相連。 由圖 22 可見(jiàn)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上增加信號(hào) 傳感裝置、控制單元和轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)。當(dāng)車速達(dá)到某一值時(shí)，離合器分離，電動(dòng)機(jī)停止工作，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向。常采用渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)， 也有采用行星齒輪機(jī)構(gòu)。農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)主要采用直流電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷永磁式電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)采用的電動(dòng)機(jī)和控制策略不同而不同。電動(dòng)機(jī)對(duì) EPS 的性能有很大的影響，是 EPS 的關(guān)鍵部件之一，所以 EPS 對(duì)電動(dòng)機(jī)很重要。要求具有簡(jiǎn)單計(jì)算、查表、故障診斷處理、儲(chǔ)存、報(bào)警、驅(qū)動(dòng)等功能。 控制單元是 EPS 系統(tǒng)的核心部分，也是 EPS 系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。扭距傳感器時(shí)刻檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤(pán)的運(yùn)動(dòng)狀況，將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的方向、角度、信息傳送給控制單元作輸入信號(hào)。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械部分工作條件 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的基本組成包括扭距傳感器、車速傳感器、控制單元 （ ECU） 、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和離合器等，如圖 25 所示。最新的 40V MOSFET 技術(shù)采用D2PAK(TO263)封裝在 2mm 和 180A 條件下，以及采用較小的 DPAK(TO252)裝封在低于4mm 和 90A 的條件，可提供極低的導(dǎo)通電阻，使 EPS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備極高的功率密度和效率。在選擇 MOSFET 電壓級(jí)別時(shí)，必須針對(duì)二極管恢復(fù)過(guò)程中所出現(xiàn)的感應(yīng)瞬變現(xiàn)象提供足夠的安全邊際 (Ls x dl/dt， Ls 代 表雜散電感， dl/dt代表開(kāi)關(guān)時(shí)的電流斜率 )。 MOSFET 通常應(yīng)用在一個(gè)多半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)，由驅(qū)動(dòng) IC 控制。 受影響的 MOSFET 將關(guān)閉，診斷結(jié)果提交給微控器。 電荷泵設(shè)計(jì)的其它關(guān)鍵特性是可以根據(jù)不同 PWM 模式的要求，實(shí)現(xiàn)極低 (低至 1%)和極高的占空比 (高至 100%)。圖 2 說(shuō)明，英飛凌驅(qū)動(dòng) IC 即使在 8V電池電壓條件下，其低高側(cè) MOSFET 的柵源電壓也可達(dá)到 11V。 MOSFET 完全導(dǎo)通所需的最理想的電壓是 10V或以上，因此所需的柵極電位就比電池電壓高出 10V。如果高側(cè) MOSFET 處于開(kāi)通狀態(tài)，源極電位就接近電池電平。 微控器的 PWM 輸出端口提供的驅(qū)動(dòng)電流和電壓太低，無(wú)法直接與 MOSFET 柵極實(shí)現(xiàn)連接。該功率級(jí)具有兩個(gè)功能：驅(qū)動(dòng) IC 控制和保護(hù) MOSFET，MOSFET 本身又可負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)電流。他們采用不同的測(cè)量原理，如分解器、電磁共振器、基于傳感器的集成巨磁阻(IGMR)。英飛凌公司的 XC886 集成了所有重要的微控器組件，其它安全特性可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，如果必須執(zhí)行 IEC61508 等行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，就不得不完成各種診斷和自檢任務(wù)，因而會(huì)增加微控器的工作負(fù)荷。微控器根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器提供的轉(zhuǎn)向輪所需轉(zhuǎn)矩信息，形成一個(gè)電流控制回路。將電機(jī)控制系統(tǒng)集成在 PCB 上，通常包含一個(gè)繼電器，該繼電器可作 為主開(kāi)關(guān)使用，在檢測(cè)出故障的情況下，斷開(kāi)電機(jī)與電控單元。由于微控制器無(wú)法直接驅(qū)動(dòng) MOSFET 的大型柵電容，因此需要采用驅(qū)動(dòng) IC 形式的接口。電機(jī)驅(qū)動(dòng)還需要其它信息，例如電機(jī)轉(zhuǎn)子位置 (電機(jī)傳感器提供 )和相電流 (電流傳感器提供 )。EPS 系統(tǒng)包含下列組件：轉(zhuǎn)矩傳感器，檢測(cè)轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)情況和車輛的運(yùn)動(dòng)情況；電控單元，根據(jù) 轉(zhuǎn)矩傳感器提供的信號(hào)計(jì)算助力的大?。? 電機(jī)，根據(jù)電控單元輸出值生成轉(zhuǎn)動(dòng)力；減速齒輪，提高電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力，并將其傳送至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （ EPS） 作為傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的替代產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入汽車制造領(lǐng)域。在轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)或因懸架彈性變形而向相對(duì)于車架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) 向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)，為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，上述三者間的連接都采用球銷。它所受的力既有拉力，也有壓力，因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的，以保證工作可靠。故障診斷與保護(hù)程序用來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，并在必要時(shí)發(fā)出警報(bào)和實(shí)施一定的保護(hù)措施。 軟件技術(shù)主要包括控制策略和故障診斷與保護(hù)程序兩個(gè)部分。電機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行器，電機(jī)性能好壞決定了系 統(tǒng)的表現(xiàn)。 硬件技術(shù)主要涉及 傳感器 、 電機(jī) 和 ECU。 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 第二章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)及工作條件 分析 167。 該系統(tǒng)工作時(shí)，轉(zhuǎn)向傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向軸上轉(zhuǎn)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)向盤(pán)位置兩個(gè)信號(hào)，與車速傳感器測(cè)得的車速 信號(hào)一起不斷地輸入微電腦控制單元，該控制單元通過(guò)數(shù)據(jù)分析以決定轉(zhuǎn)向方向和所需的最佳助力值，然后發(fā)出相應(yīng)的指令給控制器，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)助力裝置實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。現(xiàn)在 ,Delphi 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又領(lǐng)導(dǎo)了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一次新革命 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該技術(shù)發(fā)展最快、應(yīng)用較成熟的當(dāng)屬 TRW 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和 Delphi Sagiaw （薩吉諾）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而 Delphi Sagiaw （薩吉諾）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又代 表著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的前沿。正是有了這些優(yōu)點(diǎn)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種新的轉(zhuǎn)向技術(shù)，將挑戰(zhàn)大家都非常熟知的、已具有 50 多年歷史的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)由電動(dòng)助力機(jī)直接 提供轉(zhuǎn)向助力，省去了液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護(hù)了環(huán)境。 轉(zhuǎn)向回正能力 ............................................................................................................ 20 第六章 結(jié) 論 ................................................................................................................................ 25 第七章 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 26 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 第一章 緒論 167。 轉(zhuǎn)向路感 .......................................................................................