汽車電子電氣第10章汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-02-09 16:44本頁面
【正文】 擬量 ，再將 其輸入 電流控制電路 。 （ 12） 電動助力轉(zhuǎn)向的控制邏輯 圖 10 助力電動機控制邏輯 電動助力轉(zhuǎn)向的控制流程 圖 11 控制軟件流程圖 五 .電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實例和檢修 富士重工電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點 核心是一個有 8k字節(jié) ROM和 256字節(jié) RAM的 8位單片機 圖 12 控制系統(tǒng)的電路框圖 10位 10位 2) 系統(tǒng)控制過程 系統(tǒng)控制過程一般包括助力轉(zhuǎn)矩控制過程和安全功能有關(guān)的控制過程。 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。汽車高速行駛時，如果轉(zhuǎn) 向過于靈敏，會影響汽車的行駛穩(wěn)定性，為提高直線行駛的穩(wěn)定性，在死區(qū)范圍內(nèi)進行阻尼控 制。對于高速行駛，為防 止轉(zhuǎn)向回正超調(diào)，采用阻尼控制方式。 ★ 回正控制 回正控制是為改善轉(zhuǎn)向回正特性的一種控制模式。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。微機可以根據(jù)各種傳感器的信號，判斷轉(zhuǎn)向狀態(tài)，選擇執(zhí)行不同控制模式，根據(jù)這 些要求，制定 EPS的控制策略。該系統(tǒng)的核心是一個有 4KB ROM和 256KB RAM的 8位微機。 圖 8 轉(zhuǎn)矩傳感器輸出特性 （ 5）改變不同的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的參數(shù)，應(yīng)用該方法，可得到不同的助力特性。（ 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。這與如圖 109所示的力矩 傳感器輸出特性有關(guān)。原地轉(zhuǎn)向或車速較低時轉(zhuǎn)向助力增益較大， 轉(zhuǎn)向最輕便。 （ 2）在轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩較小的區(qū)域，提供的轉(zhuǎn)向助力較小或為零，且在不同車速時，提供的助力 時機不同，這就保持了較好的轉(zhuǎn)向路感；在常用的快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)間，助力效果明顯，轉(zhuǎn) 向輕便，降低了駕駛員勞動強度。 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。各參數(shù)如表 1所示： rs G K ? i 117647 表 1 輸入信號為 Md，輸出信號為 Ma。由這兩個不等式可得到： 式（ 10）中后兩項含有小參數(shù) Jm、 rs，所以 Ka可表示為 (10) (11) 由此式可以看出，助力增益 Ka的取值只有滿足式（ 11）時該系統(tǒng)才能穩(wěn)定工作。通過對多項式 Ac（ s）的分析，可 得系統(tǒng)穩(wěn)定的條件：的所有根的實部為負。如果該值過大，易引起系統(tǒng)的不穩(wěn) 定。 由于不同類型的汽車的轉(zhuǎn)向路感不同， 所以式中的函數(shù)關(guān)系應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同車型具體確定。 增大 Ka，相應(yīng)地增加了電機提供的轉(zhuǎn)向助 力。依據(jù)對已有實車參數(shù)的擬合，提出了 Ka與車速 v的關(guān) 系表示如下 max Ka = te?kv t、 k——為系數(shù)，根據(jù)不同車型以及不同電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取不同的值。 該族非線性的助力曲線由不同的助力增益 Ka決定。 (5) (6) (1) 轉(zhuǎn)向阻力 F TR的簡化 ? m ? (0 ? v ? v ) 在實際控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向助力 Ma如下式所示 。 (2) 助力轉(zhuǎn)矩 Ma分析 Ma與車速和轉(zhuǎn)向盤的輸入轉(zhuǎn)矩有關(guān)： M a = f(M d ,v) 式中 Md——轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩； v——汽車速度。 (4) F TR = K?x+ Fr K? ——彈性系數(shù)； Fr——路面對輪胎產(chǎn)生的隨機擾動。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。這兩路信號 均被傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?ECU），經(jīng)過其運算處理后，由 ECU向電動機和離合器發(fā)出控制指 令，即向其輸出一個適合的電流，在離合器結(jié)合的同時使電動機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩經(jīng) 與電動機連在一起的離合器、減速機構(gòu)減速增矩后，施加在輸出軸上，輸出軸的下端與齒輪齒 條轉(zhuǎn)向器總成中的小齒輪相連，于是由電動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩最后通過齒輪齒條轉(zhuǎn)向器施加到汽車 的轉(zhuǎn)向機構(gòu)上，使之得到一個與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力。 ECU還具有安全保護和故障診斷功能 。 (6) 電子控制單元（ ECU）： EPS的電子控制單元通常是一個 8位單片機系統(tǒng) ，是由一個 8位單片機，另加 一個 256字節(jié)的 RAM、 4KRAM及一個 D/A轉(zhuǎn)換器 組成。 圖 5 電磁離合器工作原
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