电动转向器
电动助力转向系统工作原理

电动助力转向系统工作原理
电动助力转向系统利用电动助力转向器和感应器来提供转向力矩,使驾驶员在转向时更加轻松。
它的工作原理如下:
1. 传感器:电动助力转向系统中包含速度传感器、转角传感器和转向助力传感器等多种传感器。
这些传感器能够感知车辆的速度、转向角度和驾驶员的转向力输入。
2. 控制单元:转向系统的控制单元接收传感器提供的数据,并根据这些数据计算出合适的助力转向力矩。
3. 电机:转向系统中的电机是实现转向助力的关键部件。
电机通常为直流无刷电机,通过控制单元的指令来提供适当的转向助力力矩。
4. 齿轮箱:电机的输出力矩通过齿轮箱传递给转向机构。
齿轮箱根据驾驶员的转向力输入和电动助力力矩的要求,提供相应的转向助力力矩。
5. 助力转向器:助力转向器是将转向力矩传递给车轮的设备。
它通过机械传动将转向力矩转化为足够大的力矩,以方便控制车辆的转向。
整个系统在驾驶员转动方向盘时开始工作。
根据车辆的速度和转向角度,传感器将数据传输给控制单元。
控制单元根据这些数据计算出需要的助力转向力矩,并发送指令给电机。
电机根据指令提供相应的力矩输出,通过齿轮箱传递给助力转向器。
助力转向器将转向力矩传递给车轮,从而帮助驾驶员完成转向操作。
总结而言,电动助力转向系统通过传感器感知车辆的运动状态并计算出合适的助力转向力矩,然后通过电机和齿轮箱将力矩传递给助力转向器,最终帮助驾驶员轻松进行转向操作。
电动车辆转向原理

电动车辆转向原理在现代社会中,电动车辆的使用越来越广泛。
作为一种环保、节能的交通工具,电动车辆在城市中的出行已经成为一种常见的选择。
然而,你是否对电动车辆的转向原理感到好奇呢?本文将为你详细介绍电动车辆的转向原理。
一、转向系统概述电动车辆的转向系统是指通过操纵装置将驾驶员的操纵指令转化为平稳而准确的车辆转向动作的系统。
它由转向器、转向机构、转角传感器以及其他辅助装置组成。
下面我们将详细介绍这些组成部分。
二、转向器转向器是转向系统的核心部件,它负责将驾驶员的转向操作转化为机械力,从而改变车辆的方向。
在电动车辆中,常见的转向器有电动助力转向器(EPS)和电子助力转向器(EPAS)。
1. 电动助力转向器(EPS)电动助力转向器依靠电动机来提供助力,使得转向更加轻便灵活。
它通过感应系统实时监测驾驶员的转向力度,然后通过计算机系统控制电动机的转动,产生与驾驶员期望转向力度相适应的助力。
EPS通过减轻转向力度提高驾驶舒适性,并且能够根据车速自动调整助力大小。
2. 电子助力转向器(EPAS)电子助力转向器采用电子传感器和电子控制单元,通过感应驾驶员的转向意图和车辆的运动状态,精准地控制助力的大小和方向,从而实现灵敏的转向操控。
相较于EPS,EPAS具有更高的响应速度和更好的稳定性。
三、转向机构转向机构是指将转向器提供的转向力转化为车轮转向的装置。
根据不同的车型和设计,常见的转向机构有齿轮齿条式转向机构、齿轮齿轮式转向机构和电子助力转向机构。
1. 齿轮齿条式转向机构齿轮齿条式转向机构由齿条、齿轮和传动机构组成。
当驾驶员转动方向盘时,通过转向器传递的转向力在齿条上产生推力,从而使齿轮旋转,进而带动车轮转向。
2. 齿轮齿轮式转向机构齿轮齿轮式转向机构采用两个齿轮进行传动,根据驾驶员的转向动作,通过齿轮的咬合和滑动实现车轮的转向。
3. 电子助力转向机构电子助力转向机构与EPS或EPAS相结合,通过电子控制单元精确地调节助力的大小和方向,实现车轮的精确转向。
汽车常用转向器的种类

汽车常用转向器的种类
转向器是汽车中非常重要的一个部件,它能够将驾驶员的转向操作转化为车轮的转向,从而控制汽车的行驶方向。
根据不同的使用场景和功能需求,汽车常用的转向器种类也有所不同。
下面就让我们来了解一下汽车常用转向器的种类。
1. 机械式转向器
机械式转向器是一种传统的转向器,它通过机械连接的方式将驾驶员的转向操作传递到车轮上。
这种转向器结构简单、可靠性高,但是操作力大,转向不够灵活,适用于低速行驶的车辆。
2. 液压式转向器
液压式转向器是一种利用液压力传递转向力的转向器,它通过液压泵将驾驶员的转向操作转化为液压力,再通过液压缸将液压力传递到车轮上。
这种转向器操作力小,转向灵活,适用于高速行驶的车辆。
3. 电动式转向器
电动式转向器是一种利用电动机驱动转向的转向器,它通过电动机将驾驶员的转向操作转化为电动力,再通过转向机构将电动力传递到车轮上。
这种转向器操作力更小,转向更加灵活,适用于高速行驶的车辆。
4. 电液式转向器
电液式转向器是一种将电动式转向器和液压式转向器结合起来的转向器,它通过电动机驱动液压泵,将驾驶员的转向操作转化为液压力,再通过液压缸将液压力传递到车轮上。
这种转向器操作力更小,转向更加灵活,同时又具有液压式转向器的优点,适用于高速行驶的车辆。
不同种类的转向器各有优缺点,选择适合自己车辆的转向器是非常重要的。
同时,定期检查和维护转向器也是保证行车安全的重要措施。
【03】4-1-3电动助力转向系统组成

3.电机总成
安装在转向器上的电机总成由一个蜗杆,一个蜗轮和一个直流电机组成。 当蜗杆与安装在转向器输出轴上的蜗轮啮合时,它降低电机速度并把电机 输出力矩传递到输出轴.如图所示。
4.转向器
转向器通过蜗轮降低动力转向电动机的转速,并控制器(VCU)的作用 1)EPS控制动力转向ECU接收各传感器的信号,判断车辆当前的状况,并测 定施加到动力转向电动机上相应的助力电流。 2)动力转向ECU温度传感器 动力转向ECU中的温度传感器用于检测ECU是否 过热。如果温度传感器检测到ECU过热,则动力转向电动机上的助力电流会 减小。 3)诊断 如果动力转向ECU检测到EPS故障,则与出现故障的功能相关的主警 告灯点亮,提示驾驶人出现故障。同时,DTC(诊断故障码)存储到存储器 中。 4)安全保护 如果动力转向ECU检测到EPS故障,则组合仪表上的主警告灯点 亮,且蜂鸣器鸣响。同时,动力转向ECU使PS警告出现在复式显示器上以提 示驾驶人,并进入安全保护模式。EPS和手动转向以相同方式工作。出现故 障时,安全保护功能被激活,ECU会影响各种控制。
2.扭矩传感器
扭矩传感器由二个带孔圆环,线圈,线圈盒及电路板组成。它获得转向盘 上操作力大小和方向信号,并把它们转换为电信号,传递到EPS控制盒。二 个带孔圆环一个安装在输出轴上,一个安装在输入轴上。当输入轴相对输 出轴转动时,电路板计算出输入轴相对于输出轴的旋转方向和旋转量。当 转动转向盘时,扭矩被传递到扭力杆,输入轴和输出轴之间出现角度偏差 ,电路板检测出角度偏差及方向,通过计算得到扭矩大小和方向并转换为 电压信号传递到EPS控制器中。如图所示。
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电动助力转向系统组成
1.电动助力转向系统组成概述
汽车电动助力转向器(EPS)是一种机电一体化的新一代车辆动力转 向系统。它由扭矩传感器、电机总成、转向器和控制器(VCU)组成 。汽车电动助力转向器是根据转向盘的转向力(即扭矩传感器)、 车速传感器、发动机转速等控制信号,确定转向助力的大小和方向 ,并驱动电机辅助转向操作。如图所示。
汽车管柱式电动助力转向器浅析

汽车管柱式电动助力转向器浅析作者:文/何永昌来源:《时代汽车》 2016年第3期何永昌同济大学汽车学院上海市201804摘要:本人介绍了汽车电动助力转向系统的发展现状,市场现状,重点介绍了管柱式电动助力转向器的发展情况,结构,及各部件的功能。
关键词:转向系统;电动助力转向器;转向器结构1转向系统发展概述汽车转向系统的发展经历了以下阶段:机械式转向系统(简称MS)——传统的液压助力式转向系统(简称HPS)——电液助力式转向系统(简称EHPS) -电动助力式转向系统(简称EPS)。
在上面四种类型的转向系统中,转向操纵机构和传动机构基本没有大的变化,而转向器的结构都不相同,转向系统的发展基本集中在转向器上。
传统的HPS由于转向助力受液压泵和本身机械特性的限制,提供的助力和效率难以实现突破,一旦零件加工完成,产品的助力特性就已经确定好了,在低速时无法提供较大的助力,而在高速通常助力要求非常小以保持车辆的行驶稳定性,且液压系统时刻需要消耗能量以维持随时转向所需的高压助力,而EPS摒弃了传统的转向助力泵、转向助力油管、转向助力液等,仅在需要转向提供动能,具有良好的操控性及行驶稳定性。
而在未来汽车智能化,甚至无人驾驶的发展趋势下,具有无需依赖传统发动机动力,能够自动转向的EPS将全面替代传统的HPS和EHPS。
2 EPS简介EPS在日本最先获得实际应用,它将最新的电机技术和高性能的电子控制技术应用于汽车转向系统,从而显著改善汽车转向的动态和静态特性,大大提高了车辆行驶中驾驶员的舒适性和安全性。
同时随着人们环保节能意识的增强,减少能量消耗和环境污染已成为各大汽车公司开发和研究的主流,在这方面具有绝对优势的电动助力转向技术也得到迅速发展。
从研究中可以看到,在综合路面的试验中,电动助力转向系统消耗的能量仅是传统的液压助力式转向系统的十分之一,因而装配电动助力转向系统的汽车在油耗,环保等方面具有很大的优势。
EPS根据机械结构差异,还有助力作用的位置不同,可分为:管柱式电动转向器( C-EPS)、齿轮式电动转向器(P-EPS)、平行轴式电动转向器( RP-EPS)。
电动助力转向工作原理

电动助力转向工作原理随着汽车技术的不断发展,越来越多的汽车配备了电动助力转向系统。
这种系统可以使驾驶员更轻松地控制车辆,特别是在低速行驶和停车时。
本文将介绍电动助力转向系统的工作原理。
一、传统转向系统在传统的转向系统中,驾驶员通过方向盘控制车轮转向。
方向盘与转向机构相连,转向机构通过一系列连杆和齿轮传动将方向盘的转动转换为车轮的转向。
在低速行驶和停车时,由于车轮的阻力增加,驾驶员需要用更多的力量才能控制车辆。
这种情况下,电动助力转向系统就可以发挥作用。
二、电动助力转向系统的组成电动助力转向系统由电动助力转向器、转向机构和传感器等组成。
其中,电动助力转向器是整个系统的核心部件,它可以感知驾驶员的转向意图,并通过电机的控制来辅助驾驶员控制车辆。
三、电动助力转向系统的工作原理电动助力转向系统的工作原理可以分为三个阶段:感知阶段、控制阶段和执行阶段。
1. 感知阶段在感知阶段,电动助力转向器通过传感器感知驾驶员的转向意图。
传感器可以感知方向盘的转动、转向机构的转向角度以及车速等信息。
2. 控制阶段在控制阶段,电动助力转向器根据驾驶员的转向意图和传感器信息来计算出电机的输出信号。
电机的输出信号可以控制转向机构的转动,从而辅助驾驶员控制车辆。
3. 执行阶段在执行阶段,转向机构根据电动助力转向器的控制信号来转动车轮。
转向机构可以根据驾驶员的转向意图和车速等信息来控制车轮的转向角度,从而使驾驶员更轻松地控制车辆。
四、电动助力转向系统的优点相比传统的转向系统,电动助力转向系统具有以下优点:1. 在低速行驶和停车时可以辅助驾驶员控制车辆,减少驾驶员的劳动强度。
2. 可以根据驾驶员的转向意图和车速等信息来控制车轮的转向角度,使驾驶更加准确和稳定。
3. 可以提高车辆的安全性能,降低交通事故的发生率。
五、总结电动助力转向系统是一种先进的汽车技术,可以为驾驶员提供更轻松、更准确和更稳定的驾驶体验。
随着科技的不断进步,电动助力转向系统将会越来越普及。
电动控制转向器的原理

电动控制转向器的原理
电动控制转向器的工作原理可以划分以下几个步骤:
1. 转向器的主要作用是改变轮胎的转向角度,以实现汽车的转向。
2. 传统转向系统通过方向盘机械带动转向机构,属于纯机械结构。
3. 电动控制转向系统利用电机和电子控制单元来控制转向机构的运动。
4. 系统包含方向盘角度传感器,可以检测方向盘转动的角度和扭矩。
5. 信号通过线路传输到电子控制单元,单元内部有微处理器。
6. 微处理器计算方向盘信号,并综合车速、防滑及车辆状态输入。
7. 然后将计算后的控制信号输出到电动控制器,再驱动电机运转。
8. 电机的转动通过齿轮或螺杆推动转向机构,改变左右轮胎的转向角度。
9. 方向盘与轮胎之间不是直接机械联动,而是电子计算控制的电机驱动。
10. 通过编程,可以优化不同速度及状态下的转向控制和助力。
11. 还可以Adding 其他辅助功能,如防抱死系统、主动转向控制等。
12. 电控转向可以适当滤除方向盘的震动和噪音,提升操控舒适性。
13. 方向盘机械与轮胎隔离也有利于整车Noise控制和减震。
14. 电控转向的出现大大提高了转向控制的灵活性和智能化水平。
电动车转向器的工作原理

电动车转向器的工作原理电动车转向器,也被称为方向盘。
它是一种用来控制电动车转向的装置,通过操纵方向盘来改变车辆行驶方向。
转向器的工作原理是基于力学和电学原理的综合作用。
首先,转向器的核心部件是转向柱和转向齿轮。
转向柱连接着方向盘和转向齿轮,通过旋转转向盘来控制转向齿轮的转动。
转向齿轮与前轮的转向机械连接,通过转动传递转向力量,改变车辆的行驶方向。
转向器的工作可以分为两个环节:感知方向盘运动和传递力量转向齿轮。
首先,对于感知方向盘运动的部分,转向器通常包括一个转向传感器。
这个传感器可以检测方向盘的转动角度和速度,将这些信息转化为电信号,并发送给车辆控制系统。
车辆控制系统根据这些信号,来判断驾驶者的意图,然后通过电子调节系统来控制转向柱的角度。
其次,对于传递力量的部分,转向器使用了一种称为齿轮传动的机械系统。
当方向盘旋转时,转向柱将转动力矩传递给转向齿轮。
转向齿轮上的齿条或齿轮将转动力矩传递给前轮转向机构,通过转动前轮的倾斜角度来改变车辆的行驶方向。
此外,对于精确控制转向的技术,一种称为电动助力转向(EPS)的技术在现代电动车转向器中得到了广泛应用。
EPS系统使用了由电子控制单元(ECU)、转向电机和转向扭矩传感器组成的系统来辅助驾驶员控制转向力量。
当驾驶员施加力矩于方向盘时,转向扭矩传感器检测到这个力矩,并将信号传递给ECU。
ECU根据这个信号,控制转向电机的转动,通过施加适当的转向力,减轻驾驶员的操控负担。
总结起来,电动车转向器的工作原理是通过力学和电学原理的综合作用来实现的。
它通过感知方向盘运动,将这些信息转化为电信号,并传递给车辆控制系统。
同时,通过转向柱和转向齿轮的机械传动,将转动力矩传递给前轮转向机构,改变车辆的行驶方向。
EPS技术的应用使得转向更加精确和轻便,提高了驾驶员的操控感。
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电动转向器(EPS)一、电动转向的基本概念1 电动转向是一种简称,它有别于电动液压转向。
前者指的是一种纯电机助力转向装置,后者指的是一种电控液压助力转向装置。
一般讲电动转向助力装置包含电动转向器的机械部分、控制器、电机和传感器等。
在不同结构的电动转向助力装置中它们的相对关系是不同的。
通常多数电动转向结构把转向器的机械部分、减速机构、电机和传感器安装在一起、控制器另外安装、用电线束把它们与蓄电池(电源)连接在一起的结构统称之为电动转向器。
也有把控制器和转向器机械部分安装在一起的结构。
电动转向器是一种通过电机为驾驶员操纵转向系统提供助力的装置。
这种助力的大小是由控制器(ECU)通过PWM方式输出电流对电机进行控制的。
通过控制器的控制可以在驾驶员操纵汽车转向过程中向电机提供最理想的电流,从而控制电机提供最佳助力进行工作。
ECU采集的信号来自扭矩传感器、车速传感器和发动机的信号。
扭矩传感器的信号来自于转向轴内部安装的一根扭杆、其两端在外力作用下产生相对扭转角度,反映到扭矩传感器上,转向力的扭矩大小与扭杆的扭转角度和成正比;车速传感器安装在轿车变速器上,也可以直接从电子仪表盘上取得,它反映的是变化的汽车行驶速度。
发动机信号取自发动机点火线圈。
由于电动助力转向系统(EPS)只需电源而不用液压源,与液压动力转向系统相比较省略了许多元件,没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等,零件数目少,布置方便,重量轻。
二者相比电动助力转向系统相对生产成本较低。
但电动助力转向系统控制器的开发由于涉及到芯片的选型、程序的开发和算法、控制逻辑的确定、电路板的设计和制造工艺,所以开发的成本较高。
电动助力转向器无需在不转向时驱动油泵,因此电动助力转向系统在汽车各种行驶条件下均可节省发动机能源3~5%左右,韩国万都公司的资料明确提出装了EPS后百公里油耗节省了4.13%,节省了油耗——省油;由于不再采用液压助力,不再采用油介质、无液体泄漏损失、减少了油污染的可能,也节省了液压油,同时改善了环境——环保。
因此在近年得到迅速的推广,也是今后汽车助力转向系统的发展方向。
电动转向可以称之为“精确助力转向”,就是在汽车转向过程中,该转向器根据不同车速、方向盘转动的快慢,准确的提供各种行驶路况下的最佳转向助力或阻尼,这都是在计算机(ECU)控制下实现的。
电动转向器是在计算机控制下实施对电机电流大小的变化控制,实现不同的转向助力。
所以它能精确的实现人们预先设置的在不同车速、不同转弯角度所需要的不同大小的转向助力和阻尼,甚至于提供主动回正能力。
2 当前汽车电动助力转向系统的开发主要是针对汽车行驶过程中操纵稳定中的两大问题进行的,即汽车高速行驶过程中产生的方向盘发飘和行驶过程中方向盘撒手回正时产生的前轮摆头现象。
液压助力转向虽然解决了汽车转向轻便性问题,低速时方向盘转动很轻便,但高速行驶时方向盘太轻,就造成了驾驶员发飘的感觉。
新型转向油泵虽然可以作到高速转向时油泵流量下降,但高速行驶时并不保证发动机驱动下的油泵亦处于高速转动工况,因此不能彻底解决汽车高速行驶发飘的问题。
由于汽车行驶过程中转向阻力是变化的。
有动力转向的汽车在高速行驶时由于轮胎的横向阻力小,方向盘变得轻飘,很难捕捉路面的感觉,容易造成转向过于灵敏而使汽车不易控制。
所以在高速时要适当减低助力,甚至于加大转动阻力,这种阻力的变化应该平滑过渡。
电动转向系统可根据车速通过控制助力电机,降低高速行驶时转向助力,增大转向手力,甚至于加大回正时的转动阻力,这样才能真正解决高速发飘问题,而且成本相对较低。
行驶过程中产生的前轮摆头现象都是由于转向过程中方向盘撒手回正、转向轮是在车轮回正力的作用下自由回正的,车轮本身存在回正惯性,所以车轮在回正过程中就会出现围绕直线原点位置的逐步衰减的摆头现象。
由于摆头现象对汽车操纵稳定性的影响很大,所以大家一直在对这一现象进行研究。
电动转向的出现为解决这一问题提供了条件。
国内目前研制的电动助力转向系统、特别是控制器的开发中,高水平的控制器已经具有增加转向轴回正阻力的能力,对从方向盘到车轮的整个弹性系统来说增加了系统的阻尼,能使方向盘撒手回正时产生的摆头现象衰减的快一些。
要想真正解决摆头问题就必须采用带角度信号的扭矩传感器。
我们完全可以在原有单片机CPU的基础上接受角度信号,在车轮回到直线原点位置时使计算机控制电机反向助力制止车轮在惯性作用下继续转动。
这就使汽车大角度车轮回正摆头现象大大减小,小角度车轮回正基本不摆头。
可以说在相当程度上解决了摆头问题。
BI公司已经生产了这种传感器,国内已有企业开始使用这种传感器。
当前由于电机的功率、扭矩及尺寸的限制,汽车电动助力转向系统多用于轻、微型轿车、旅行车,小型卡车(皮卡车)。
随着新的电动转向结构研发,未来将逐步推广到中高级轿车和轻型卡车上。
由于目前安装电动转向器的市场正在增加,未来潜在的市场也较广大;电动转向器性能好、成本低,必将受到汽车厂家的欢迎。
3 电动转向器主要包括以下七个部份:——控制器(ECU)——扭矩(角度)传感器——直流电机(带电磁离合器)和减速装置——转向传动轴——机械转向器部分——EPS显示灯——线束及接插件图1 典型C-EPS电动转向系统图2 典型P-EPS电动转向器(速腾轿车)4 电动转向的优点,有以下几方面:——提高了汽车操纵稳定性——有较好的汽车转向轻便性——有较好的汽车安全性——降低了发动机功率损耗——节省了油料——减少了污染——提高了转向系统低温工作性能二、电动转向的基本原理和框图汽车电动转向基本原理是方向盘的转动经扭矩传感器给控制器一个扭矩信号(也可以认为是角度信号或转动速度信号,这些都是可以通过计算机处理出来的)。
通过车速传感器给控制器一个车速信号,控制器则根据此二信号根据预先设定的力模型对直流电机及电磁离合器实施控制。
通过控制改变电机电流的大小,从而改变输出力矩。
该输出力矩通过减速机构放大后直接作用于转向器输入轴,对操纵手力起助力作用。
汽车电动转向器动作原理框图如下:图 3 电动转向器原理框图图4 EPS流程图汽车电动转向的关键在于控制器(ECU)控制程序的设计,而ECU控制程序应该按什么力模型来设计,这是我们要研究的。
按车速调整助力一般有两种方式,我们认为全程调速比半程调速优越性更大,更有利于对转向全过程进行控制。
1 对助力和调速曲线的探讨1.1三种助力曲线比较什么是最合理的助力曲线?图5理想的助力曲线,转向力的变化最柔和,路感最好,满足了。
图6铃木的助力曲线,低速转向力下降的太快。
图7半程的助力曲线高速无助力,也无阻尼可言,这是一种早期电动转向的设计模式。
图5 图6 图71.2 理想的调速曲线图8 理想的调速曲线图8 是理想的调速曲线,低速时助力大、方向盘转向轻便。
随车速提高助力逐渐减小,方向盘转动稍感沉重。
高速时逐渐无助力、甚至增加转动阻尼,使得方向盘转动相对沉重、开车有稳定的感觉。
增加助尼的办法是较多的,利用增加反向电流的方法、改变电机接线的方法等都是可行的。
1.3 理想的转向手力—车速曲线图9 理想的转向手力—车速曲线图9理想的转向手力—车速曲线,它显示了原地或低速行驶时转向力应在5Nm左右,太轻也不行,驾驶员不习惯。
高速行驶时转向力应在8Nm左右,稍有沉重感,驾驶员高速行驶时感到方向盘操纵很稳定。
这是经验和统计的数据。
当然不同车型要求不同,应当根据实际行驶试验、由驾驶员确定这些数据,控制器的设计师应作相应设定参数调整,使之更符合实际车型、实际行驶工况。
2 理想的电动转向转向手力模型根据研究动力转向多年的经验,我们提出电动转向理想的转向手力模型。
该模型遵循汽车转向原理和要求操纵稳定性,随方向盘转动手力变化和在不同车速时有以下规律:(1)方向盘力矩增大,电机电流(扭矩)按一定规律增大;(2)方向盘转动速度增大,电机转速增加;(3)随方向盘转动方向不同,电机转动方向不同,换向时不得出现滞后现象。
随汽车车速增大,电机电流(扭矩)按一定规律减小;图10 电动转向的调速曲线图10 就是我们设计的电动转向装置转向手力按速度变化的特性。
该特性设计的是否合理就是看能不能在低速时转向轻便,在高速时应当加大转向手力,从而解决高速时操纵稳定性问题。
曲线形状应为在40~50公里/时以下车速时,助力均应较大,可有较小的下降;而在70~80公里/时以上车速时,助力应较小,且有较小的下降。
在中间车速过渡段应有一个圆滑双曲线的过渡,保证驾驶员全过程操纵平滑。
其下降助力比应为100:30,在高速时仍应保持30%助力。
图11 理想电动转向模型(平面图)图11 就是我们设计的电动转向器任意车速时的手力特性。
该特性是否合理就是看其形状是否利于驾驶员操纵。
根据动力转向设计的经验知道,在等刚度载荷作用下,在较小角度转向时,此时地面转向阻力较小,助力应增加的较缓;在较大角度转向时,此时地面转向阻力较大,助力应增加的快一些,因此它仍然应是两个2次曲线的组合圆滑曲线,中间应有一段自由间隙。
图12 理想转向手力力模型(立体图)转向力特性和速度特性相结合应该是如图12 所示的立体曲线图。
它显示的就是我们提出的电动转向器的理想的转向手力模型。
χ轴为扭矩座标,у轴为车速座标,z轴为负载座标。
在每一个车速上都有一个转向特性,该模型就是不同车速下无数转向力特性组合成的。
对于轿车低速时转向手力矩应控制在5Nm以内,而在高速时转向手力矩应控制在7~8Nm左右。
这是一个比较合理的力模型。
该模型的平面表示方法如图10所示,用一组不同车速的曲线表示。
1理想的曲线——每一个车速时都要接近液压转向器手力特性,应为圆滑、对称的曲线;2真正实现转向力调节功能,在0~40公里/小时段范围转向手力较轻,80~120公里/小时段范围转向手力较重,中间为两段曲线圆滑的过渡区。
3在曲线的边缘实现最大转向力的控制。
0车速和低速最大为5Nm,高速最大为8Nm4全部模型的空间曲面应是连续和光滑的.该模型的意义在于以下几点:(1)可以直观的用来表示电动转向理想的转向助力模型。
清楚的表明了转向手力与输出载荷、车速与输出载荷的关系。
(2)可以用数学的方法逼近这条曲线,从而实现对EPS控制器的控制。
(3)我们的最大愿望是能用插值法或插值法加数学逼近的方法快速实现对EPS控制器的控制。
已有国内某课题组利用了这个理想转向手力力模型采用了插值法完成了他们的B样条插值法经MATLAB编程、调试和运行,得到车速扭矩曲线,手力扭矩曲线以及助力特性三维曲面图(见图7)。
当然目前还不够完善,这就需要结合实验对模型不断加以修改,要通过不断实验,对这条曲线的局部形状进行修改,尽快完善这一算法。
我们可以提出这个理想转向手力力模型完整的边界数据,并可根据这些边界数据利用数学方法完善成整个数据库。