汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特點(diǎn)與應(yīng)用畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-15 14:33本頁面
【正文】 S系統(tǒng)為全范圍助力型，并且設(shè)置了兩個(gè)開關(guān)，其中一個(gè)用于郊區(qū)，另一個(gè)用于市區(qū)和停車。市區(qū)型開關(guān)還與油門有關(guān)，使得在踩油門加速和松油門減速時(shí)，轉(zhuǎn)向更平滑。早在20世紀(jì)60年代末，德國Kasselmann等試圖將轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向車輪之間通過導(dǎo)線連接（即電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)），但由于當(dāng)時(shí)電子和控制技術(shù)的制約，電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一直無法在實(shí)車上實(shí)現(xiàn)。世界其他各大汽車廠家、研發(fā)機(jī)構(gòu)（包括DaimlerChrysler、寶馬、ZF、DELPHI、TRW等）以及日本的光洋（Koyo）精工技術(shù)研究所、日本國立大學(xué)、本田汽車公司等也先后對(duì)汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)做了深入研究。日本Koyo技術(shù)研究所根據(jù)他們自己的研究試驗(yàn)結(jié)果，利用電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)控制的汽車，在摩擦系數(shù)很小的堅(jiān)實(shí)雪地上進(jìn)行蛇行、移線、側(cè)向風(fēng)試驗(yàn)中基本按照預(yù)定的軌跡行駛，比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在路線跟蹤性能上有較大的提高。日本大學(xué)和本田汽車公司在汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面也做了一些理論工作和模擬器試驗(yàn)研究。寶馬汽車公司的概念車BMWZ22，應(yīng)用了SBWS和BBW（BrakeByWire）技術(shù)，轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍減少到了160176。目前由于汽車供電系統(tǒng)的因素，轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)難以提供較大功率，現(xiàn)階段電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究以及近期的應(yīng)用對(duì)象主要針對(duì)轎車。隨著蓄電池技術(shù)的發(fā)展和42V電子設(shè)備在汽車上的應(yīng)用，全電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將應(yīng)用到中型和重型車上。國內(nèi)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器目前還處于機(jī)械—液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向階段，對(duì)于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校開展了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和系統(tǒng)建模及動(dòng)力分析等研究，但目前還沒有實(shí)用的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建立在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，通常根據(jù)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器形式可以分為：齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是我們最常見的，目前大部分低端轎車采用的就是齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。由于其工作可靠、技術(shù)成熟至今仍被廣泛應(yīng)用。這個(gè)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最重要的新功能是液力支持轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)，因此可以減少駕駛員作用在方向盤上的力。這就變相地增加了駕駛員的操縱負(fù)擔(dān)，使汽車轉(zhuǎn)向行駛存在很大的不安全隱患；③液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性差，~；另外，存在液壓油泄漏問題，對(duì)環(huán)境造成污染，在環(huán)保性能被日益強(qiáng)調(diào)的今天，無疑是一個(gè)明顯的劣勢。相應(yīng)的就出現(xiàn)了電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。EHPS是在液壓助力系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其特點(diǎn)是原來有發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的液壓助力泵改由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，取代了由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，節(jié)省了燃油消耗。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性可根據(jù)轉(zhuǎn)向速率、車速等參數(shù)設(shè)計(jì)為可變助力特性，使駕駛員能夠更輕松便捷的操縱汽車。為了保證轉(zhuǎn)向輕便性，要求增大轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比。 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)目標(biāo)是保證汽車在各種行駛條件下將轉(zhuǎn)向盤上的手力保持在駕駛員能接受的合理范圍內(nèi)，同時(shí)保證適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向靈敏度。EHPS相比傳統(tǒng)HPS降低了能源損耗。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS(Electric Power Steering)把一個(gè)機(jī)械的系統(tǒng)和一個(gè)電控的電動(dòng)馬達(dá)結(jié)合在一起形成的一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。作用在方向盤上的力矩曲線由一個(gè)電動(dòng)助力機(jī)來分配。由于EPS改由電機(jī)提供助力，助力大小由電控單元ECU實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與控制，可以較好解決汽車操縱時(shí)輕與靈的矛盾。此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同車上的結(jié)構(gòu)部件盡管不盡一樣，但其基本原理是一致的。汽車電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成如圖1所示。 不轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)機(jī)不工作，EP系統(tǒng)處于STANDY狀態(tài)；當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷檢測轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩，并由此產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，該信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入電子控制器，由控制器中的微機(jī)根據(jù)這些輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向的輔助動(dòng)力。電子控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的核心是一個(gè)4kBROM和256kBRAM的8位微機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)也被送入微機(jī)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)，由于供電不足，助力電動(dòng)機(jī)和離合器不工作。微機(jī)控制指令經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后送入電動(dòng)機(jī)和離合器的驅(qū)動(dòng)放大電路中，控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和離合器的結(jié)合。 EPS系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)及工作原理EPS系統(tǒng)主要部件包括扭矩傳感器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)車和電子控制單元等，其各自的工作原理如下： 扭矩傳感器EPS系統(tǒng)的傳感器信號(hào)包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)、汽車車速信號(hào)、汽車軸重信號(hào)和電機(jī)電流信號(hào)，前三者用于確定助力電機(jī)的助力大小和方向，后者用于電機(jī)的閉環(huán)控制。因此傳感器信息融合是EPS系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。電阻式轉(zhuǎn)向傳感器實(shí)際上是一個(gè)滑動(dòng)可變電阻器，當(dāng)操縱方向盤時(shí)，其電阻變化最終經(jīng)電路處理以電流的形式將轉(zhuǎn)矩信號(hào)送至BCUTM。隨著非接觸式扭矩傳感器成本的降低，越來越多的廠商轉(zhuǎn)而采用這種精度高、體積小且壽命長的新型傳感器。 當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭桿受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)，由于線圈產(chǎn)生扭矩且線圈固定不動(dòng)，探測線圈與探
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