EPS电动助力转向系统分析说明书

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EPS-B2-0D40AA-A000驱动器说明书

EPS-B2-0D40AA-A000驱动器说明书

EPS-B2-0D40AA-A000驱动器说明书EPS-B2-0D40AA-A000驱动器是一种高性能的电动助力转向系统,广泛应用于汽车领域。

该驱动器采用先进的电动助力转向技术,可以提供更轻松、灵活和精确的转向操控体验。

下面将对EPS-B2-0D40AA-A000驱动器进行详细说明。

首先,EPS-B2-0D40AA-A000驱动器具有较小的体积和重量,可以很好地适应现代汽车的设计需求。

其精密的制造技术和优质的材料确保了驱动器的稳定性和可靠性,使其能够在恶劣的环境条件下正常工作。

其次,EPS-B2-0D40AA-A000驱动器采用了先进的动态控制算法,可以根据驾驶员的操纵意图和驾驶条件实时调整助力力矩的大小和方向。

这种智能化的控制策略能够使驾驶员更加轻松地进行转向操作,并且提升了车辆的操控稳定性和安全性。

此外,EPS-B2-0D40AA-A000驱动器具有高效的能量管理系统,能够最大程度地提高能量利用率和节能效果。

它采用了先进的能量回收技术,可以将制动能量转化为电能并储存起来,然后在需要时释放出来,从而减少能量的浪费。

EPS-B2-0D40AA-A000驱动器还具有高度的适应性和可编程性。

它可以根据不同的车型和驾驶需求进行灵活的参数调整和配置,以实现最佳的转向性能和操控感受。

此外,它还具备故障自诊断和故障记录功能,可以及时发现和记录系统故障,并提供相应的报警和保护措施。

最后,EPS-B2-0D40AA-A000驱动器还具有良好的可靠性和耐久性。

它采用了高质量的元件和材料,经过严格的实验和测试验证其性能和可靠性。

在正常使用条件下,它可以长时间稳定工作,不会出现过热、损坏和失效等问题。

总之,EPS-B2-0D40AA-A000驱动器是一款优秀的电动助力转向系统,具有体积小、重量轻、操控灵活、能耗低等优点。

它能够为汽车提供稳定、安全、舒适的转向操控体验,并提升整车的性能和竞争力。

在日常使用中,我们要正确操作和维护EPS-B2-0D40AA-A000驱动器,以确保其长期可靠运行。

电动机械式液压助力转向系统 (EPS)

电动机械式液压助力转向系统 (EPS)

电动机械式液压助力转向系统 (EPS)电动机械式助力转向系统 (EPS) 与传统液压助力转向机构在转向助力上有所区别。

EPS 通过一个电动伺服马达而非通过一个液压驱动装置对驾驶员提供支持。

只在转向时,此伺服马达才激活。

因此,该伺服马达在直线行驶时不消耗功率。

电动机械式助力转向系统具有下列优点:- 驻车时转向力较低- 集成式、视车速而定的转向助力(伺服转向助力系统)- 转向时冲击较低以及方向盘旋转振动较低- 主动式方向盘复位- 节约燃油达 0.3 l/100 km 并因此降低 CO 2 排放- 不需要液压油电动机械式助力转向系统包含下列装备系列:电动机械式助力转向系统 (EPS):12 伏特供电(和以前相同)电动机械式助力转向系统 (EPS),配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合:由发动机室内的外部起动接线柱进行 12 伏供电电动机械式助力转向系统 (EPS),配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合(重量集中在前桥):由辅助电池、断路继电器和具有 DC/DC 转换器的辅助电池充电装置进行 24 伏特供电显示的为带主动转向控制的电动机械式助力转向系统索引说明索引说明1转向器2转向阻力矩传感器EPS 控制单元4集成有马达位置传感器的伺服马达5EPS 单元部件简短描述将描述电动机械式助力转向系统的下列部件:EPS 单元EPS 单元由下列部件组成:- EPS 控制单元- 集成有马达位置传感器的伺服马达EPS 控制单元是电动机械式助力转向系统的一部分。

EPS 控制单元通过 2 个插头连接与车载网络连接。

转向阻力矩传感器通过另一个插头连接与 EPS 控制单元连接。

在 EPS 控制单元中存储了多条用于伺服助力装置、主动式方向盘复位以及减震特性的特性线。

根据输入端参数计算出的数值与相应的特性线一起得出必要的转向助力。

根据不同的装备系列,为 EPS 单元提供不同的总线端 Kl. 30。

电控助力转向系统(EPS)

电控助力转向系统(EPS)
优点: 低速行驶时可以增 大助力,便于驾驶员 灵活操纵。 高速行驶时又能减 小助力,增加驾驶员 的操纵力。车辆稳定。 方向盘角度传感器
一 、助力转向类型
3、电控助力转向
优点: 1)结构简单紧凑; 2)电能驱动、能耗低, 系统损耗低(不会像液压 助力一样有助力液损耗); 3)噪音小,不会有液压 泵或电子泵运转的噪音, 舒适性高; 4)助力力度能够随车辆 行驶速度可变; 5)可与其它电子系统联 用。
转向柱 方向盘
齿条 电控助力转向系统模块
பைடு நூலகம்
转向连杆
转向球头
用户功能
主动回位 回到中点
主动阻尼主动回位
无此零件的情况
有此零件的情况
主动阻尼 保持在方向盘中点
无此零件的情况
有此零件的情况
二 、电控助力转向结构
1、组成
传感器 ECU
执行器
二 、电控助力转向结构
2、ECU
作用: 根据车辆状态计 算和提交最佳的助力 比 在系统某一零部 件出现故障的情况下, 为电子助力转向提供 紧急备用模式
电控助力转向
2017.5
EPS
电控助力转向系统
助力转向系统类型
电控助力转向结构
电控助力转向原理
一 、助力转向类型
1、液压助力转向
优点: 有助力。
缺点: 方向盘转向助力 不能随车辆速度改变, 只跟方向盘的转角变 化有关。 动力来自发动机, 如果发动机不运转, 没有助力。
一 、助力转向类型
2、电控液压助力转向
二 、电控助力转向结构
靠近方向盘侧/转向柱 磁体
4、传感器:扭矩传感器
扭力杆
霍尔效应传感器
磁铁圈
磁通量的方向

汽车电子助力转向EPS系统检测与诊断分析

汽车电子助力转向EPS系统检测与诊断分析

汽车电子助力转向EPS系统检测与诊断分析电子控制动力转向系统是根据车速等信号对转向进行有效控制,从而让汽车在不同的形式条件下稳定操作手感和稳定性,提升行车安全。

而这种转向系统也被称为转向动力放大设备,也有不同的种类。

笔者根据自己的工作经验,对现阶段电子助力转向系统的具体分类做出了一些总结。

1 现阶段主要的电子助力转向系统目前的电子控制动力转向系统在现阶段有电力控制、转向助力和机械转向3个部分。

如果按照动力源划分也有电子控制和液压式。

1.1 电子控制系统该系统主要利用直流电动机作为动力源,并在传统机械式系统的基础上运行。

其特点在于可以根据车速等具体的信号来对电动机进行转动方向的控制。

而电子控制系统一般情况下有电子控制体系、电动机、蓄电池等多个部分所构成。

如果按照助力机构结构的差异,也可以分为转向轴助力式和小齿轮助力式。

1.2 液压式转向系统该系统也是在传统液压动力系统上进行的改良,增加了车速传感器等设备。

该系统根据检测出来的车速信号等对电磁阀进行控制,然后将转向动力进行放大,便于合理调控,满足不同速率时的助力要求。

如果按照控制方式来进行划分,也有反作用力控制和流量控制等方式。

1.3 电磁离合器该设备主要保障电动助力的作用范围可控。

如果车速超过预先设定的最大范围,那么离合器会切断电动机电源,实现手动控制转向。

如果在不助力时还能减少惯性对转向的不良影响。

2 电子助力转向系统的故障检测分析2.1 检修要点检修首先要检查储油罐的油质。

如果油质出现问题势必会影响转向的稳定性,如果需要更换时也需要及时进行更换。

当行驶过程中的转向系统出现故障时,一般情况下不要打开各种电控元件的盖子,防止静电损坏或其他问题。

而检修过程中按照复杂程度的差异,也需要对传感器等基础设备进行检查后再确定检修方式和时间,切勿轻易更换或拆卸管道。

2.2 基础维修过程当电子助力转向系统出现故障时,通常在电控系统或油路系统中会出现故障。

所以对于这些方面的检修工作需要做到严格细致。

P-Eps(PinionElectricPowerSteering)齿轮式电动助力转向系统

P-Eps(PinionElectricPowerSteering)齿轮式电动助力转向系统

P-Eps (Pinion Electric Power Steering) 齿轮式电动助力转向系统EPS,电动助力转向。

也可以叫EPAS。

其最大优点是可以随速控制助力,在低速时提供较大助力,保证轻便转向;在高速时减小助力,提供驾驶员足够的路感。

EPS只在转向时发挥作用,因此不像液压转向会一直对发动机造成额外负担,从而减小油耗,同时没有不可回收件,更加绿色,从各方面满足环保的需求。

【图1.EPS结构】1)传感器:包括方向盘扭矩传感器,测量驾驶员施加在方向盘上的扭矩;方向盘转角位置传感器,测量方向盘的角度位置,为自动回正功能提供支持,另外ESP稳定控制,主动巡航,自动泊车等系统也需要更精确的方向盘转角信号,因此有时由这些系统提供CAN信号给EPS。

2)执行器:EPS顾名思义,采用电机作为执行器,目前主要考虑的有直流有刷和直流无刷电机。

有关这两种的区别其他帖子里有过介绍。

3)减速机构:电机输出的扭矩经过减速机构加载到转向系统上。

形式有蜗轮蜗杆式,循环球式,差动轮系和摇臂机构等等,前两者比较常见,也跟EPS的形式有关(参见EPS分类)。

4)电子控制单元:EPS的电子控制单元可以跟车上其他部件通信,处理传感器信号,通过程序计算出需要的助力大小,并转换成控制信号输出给驱动电路,驱动电动机输出扭矩。

5)转向机构:跟常规转向机构类似。

EPS的分类:主要分3大类,根据电机在转向机构中耦合位置和方式的不同。

1) C-EPS转向柱式(Column Electric Power Steering):直接在转向柱上安装,可以从常规转向改进而来,简单,成本低;缺点是噪音大,振动不好控制,会直接传到方向盘上,传递扭矩也较小。

2) P-EPS小齿轮式(Pinion Electric Power Steering):结构较紧凑,且提高了系统的刚度;但电子部分工作环境差(安装位置距离前桥近),要求耐温,防水,抗干扰等性能高,提高了成本。

大众用ZF电动助力转向系统(EPS)介绍

大众用ZF电动助力转向系统(EPS)介绍
The electro-mechanical power steering system is a dual pinion type. This is characterized by two pinions (steering and drive pinions), which enable the necessary steering force to be transmitted to the steering rack.
With the straight-line stability function, a force is generated and applied to make it easier for the driver to steer the vehicle in a straight line when the vehicle is being affected constantly by side winds or driven up or down hills.
©2004 Volkswagen of America, Inc.
All rights reserved. Information contained in this manual is based on the latest information available at the time of printing and is subject to the copyright and other intellectual property rights of Volkswagen of America, Inc., its affiliated companies and its licensors. All rights are reserved to make changes at any time without notice. No part of this document may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, nor may these materials be modified or reposted to other sites without the prior expressed written permission of the publisher.

电动助力转向实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在了解电动助力转向系统(EPS)的工作原理、性能特点以及与传统液压助力转向系统的差异。

通过实验,验证EPS在提高转向效率、降低能耗、提升驾驶舒适性和安全性等方面的优势。

二、实验原理电动助力转向系统(EPS)是一种利用电动机作为动力源的新型动力转向装置。

与传统液压助力转向系统相比,EPS省去了液压泵、油管等液压部件,采用电机直接驱动转向机构,从而实现转向助力。

EPS系统主要由以下几部分组成:1. 信号传感装置:包括扭矩传感器、转角传感器和车速传感器,用于检测驾驶员的转向意图、方向盘转角和车速等信息。

2. 转向助力机构:包括电机、减速器、离合器等,用于根据驾驶员的转向意图和车速,提供相应的转向助力。

3. 电子控制单元(ECU):根据扭矩传感器、转角传感器和车速传感器的信号,控制电机的旋转方向和助力电流的大小,实现实时助力转向。

三、实验内容1. EPS系统组成及工作原理讲解。

2. EPS系统与传统液压助力转向系统的对比实验。

3. EPS系统在不同车速下的转向助力性能测试。

4. EPS系统在转向过程中抗干扰性能测试。

四、实验步骤1. 准备实验设备:EPS系统实验平台、扭矩传感器、转角传感器、车速传感器、数据采集器等。

2. 搭建实验平台,连接实验设备。

3. 根据实验要求,设置实验参数。

4. 进行EPS系统与传统液压助力转向系统的对比实验,记录数据。

5. 在不同车速下进行EPS系统的转向助力性能测试,记录数据。

6. 在转向过程中进行EPS系统的抗干扰性能测试,记录数据。

7. 分析实验数据,得出结论。

五、实验结果与分析1. EPS系统与传统液压助力转向系统的对比实验结果显示,EPS系统在转向效率、能耗、驾驶舒适性和安全性等方面均优于传统液压助力转向系统。

2. EPS系统在不同车速下的转向助力性能测试结果显示,EPS系统在不同车速下均能提供稳定的转向助力,且转向助力大小与车速成正比。

电动转向助力EPS使用说明书

7 故障代码诊断
7.1 诊断故障代码(DTC)的显示 1) 将诊断端子 B2 与电源(蓄电池)负极端子用维修导线连接。 2) 用木楔楔住左右车轮(轮胎),拉起停车制动。 3) 起动发动机(发动机未起动,将显示 DTC22)。 4) EPS 指示灯开始显示所有故障代码,故障代码(DTC)总是从最小的代 码号开始依次显示,每种代码显示 3 次。
2.1.5 方向盘转动速度:10 周/分 ~ 15 周/分
2.2 总成机械性能
2.2.1 动摩擦力矩:≤1.0 N·m
2.2.2 动摩擦力矩波动: ≤0.85N·m
2.3 输入力矩-输出力矩特性(零车速)
测试项目
合格值
评价标准
1.输入力矩-电机电流特性(图 1) (5.9±0.7)N·m-25A 符合合格值;
正常状况下浮空,接电源负极有效 正常状况下浮空,接电源负极有效 电压为 12VDC 的电平信号,高电平有效 峰峰值为 12V 的方波信号或脉冲信号 峰峰值为 12V 的方波信号 电压为 12VDC 的电平信号,高电平有效 电压为 12VDC 的持续供电电源(蓄电池)正 极
B8 电源-
输入
电压为 12VDC 的持续供电电源(蓄电池)负 极
点火线圈上的信号(或电喷 ECU 上的信号),作为发动机转速信号,通过 抑躁器(或其它的电子部件)被传递到 EPS 控制器。 1.5 汽车电动助力转向器有如下优点:
1)效率高。传统液压助力转向系统为机械和液压连接,效率低,一般为 60%~70%;而电动助力转向系统为机械与电机连接,效率较高,可达 90%以上。
-3-
株洲易力达机电有限公司
的旋转方向产生角向位移,使滑块在轴向方向产生移动。这些偏差使滑块在轴 向移动,这些轴向的移动转换为电位器的旋转角度,通过电位器再将旋转角度 信号转变为电压信号并传递到 P/S 控制器。控制器即可接受到方向盘上操作力 大小和方向的信号。 1.3 VSS(汽车速度传感器)

说明书及维修手册

A、汽车电动助力转向器简介电动转向系统(EPS,Electrie Power Steering)是未来转向系统的发展方向。

该系统由电动机直接提供转向助力,省去了液压动力转向所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮,既节省能量,又保护了环境,另外,还具有调整简单、装置灵活以及无论在何种工况下都能提供转向助力的特点。

正是有了这些优点,电动转向系统作为一种新的转向技术,将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。

1、电动转向系统电动转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。

该技术发展最快、应用较成熟的当属TRW转向系统和Delphi Saginaw(萨吉诺)转向系统,而Delphi Saginaw(萨吉诺)转向系统又代表着转向系统发展的前沿。

她是第一个于20世纪50年代把液压助力转向系统推向市场的,从此以后,Delphi转向发展了技术更加成熟的液压助力系统,使大部分的商用汽车和约50%的轿车装备有该系统。

现在,Delphi 转向系统又领导了汽车转向系统的一次新革命电动转向系统。

电动转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思路,该系统由转向传感器装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力机及微电脑控制单元组成。

该系统工作时,转向传感器检测到转向轴上转动力矩和转向盘位置两个信号,与车速传感器测得的车速信号一起不断地输入微电脑控制单元,该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值,然后发出相应的指令给控制器,从而驱动电机,通过助力装置实现汽车的转向。

通过精确的控制算法,可任意改变电机的转矩大小,使传动机构获得所需的任意助力值。

2、电动转向系统的特点液压助力转向系统已发展了半个多世纪,其技术已相当成熟。

但随着汽车微电子技术的发展,对汽车节能性和环保性要求不断提高,该系统存在的耗能、对环境可能造成的污染等固有不足已越来越明显,不能完全满足时代发展的要求。

电动转向系统将最新的电力电子技术和高性能的电机控制技术应用于汽车转向系统,能显著改善汽车动态性能和静态性能、提高行驶中驾驶员的舒适性和安全性、减少环境的污染等。

电动助力转向系统(EPS)构造与原理(图解)

电动助力转向系统(EPS)构造与原理(图解)电动机械式助力转向系统(EPS)没有了液压助力系统的液压泵、液压管路、转向管柱阀体等结构,结构非常简单,通过减速器以纯机械方式将电机产生的助力传递到转向系统上。

EPS 电动助力转向系统是机电一体化的产品,它由转向管柱、扭矩传感器、伺服电机、控制模块等组成。

电动助力转向系统原理▼车辆启动后系统开始工作,当车速小于一定速度(如80km/h),这些信号输送到控制模块,控制模块依据转向盘的扭矩、转动方向和车速等数据向伺服电机发出控制指令,使伺服电机输出相应大小及方向的扭矩以产生助动力,当不转向时,电控单元不向伺服电机发送扭矩信号,伺服电机的电流趋向于零。

因此,在直行驾驶而无需操作转向盘时,将不会消耗任何发动机的动力,降低了燃油消耗。

本系统提供的转向助力与车速成反比,当车速在一定速度(如80km/h)或以上时,伺服电机的电流也趋向于零,所以车速越高助力越小。

因此,无论在高速、低速行驶操作过程中汽车具有更高的稳定性,驾驶员自身保持均衡不变的转向力度。

电动助力转向系统(EPS)结构图解▼◎ 双小齿轮双小齿轮电控机械助力转向系统中,由转向小齿轮和传动小齿轮将必需的转向力传递给齿条。

驾驶员施加的扭矩通过转向小齿轮来传递,而传动小齿轮则通过蜗杆传动装置传递电控机械助力转向系统电机的支持扭矩。

◎ 转向器转向器由转向扭矩传感器、扭转杆、转向小齿轮、传动小齿轮、蜗杆传动装置以及带控制单元的电机构成。

◎ 电机及控制单元用于转向支持的电机带有控制单元和传感单元,它安装在第二个小齿轮上。

这样就建立了转向盘和齿条之间的机械连接。

因此,当伺服电机失灵时,车辆仍可以通过机械传动进行转向。

◎ 转向角度传感器转向角度传感器位于复位环后侧,复位环上带有一个安全气囊滑环。

转向角度传感器通过CAN 数据总线将信号传递到转向管柱电子控制单元J527,由此控制单元获悉了转向角度的大小。

转向管柱电子控制单元中的电子装置分析这个信号。

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毕业设计说明书课题名称EPS电动助力转向系统的分析系别电气电子工程学院专业汽车电子技术班级汽电0811姓名王月学号0806221105指导教师陈宁起讫时间: 10 年9 月06 日~ 11 年1月16 日(共19周)摘要现在电子技术在汽车领域被广泛应用,电子化已经成为汽车发展的必然趋势。

理想的汽车助力转向系统不仅要求操纵轻便和灵敏,而且要求驾驶员有良好的“路感”。

传统的液压助力转向系统在整个助力过程中按固定的比例提供转向助力,所以能提供有效的转向助力,但还不能根本地解决汽车驾驶员操纵“路感”不足的问题。

电动助力转向系统(Electrical Power Steering,简称EPS) 与液压助力转向系统相比它有许多优点。

例如节能环保,回正性好,效率高,路感好等。

电动助力转向是转向系统中较新的技术,在国内外发展都很快。

本文研究的目的主要针对电动助力转向的结构特点和工作原理,分析电动助力转向对汽车转向性能的影响,提出转向轻便性、转向回正性、转向稳定性。

现在电动助力转向已经成为世界汽车技术发展的热点和前沿技术之一。

关键词:电子技术;汽车;电动助力转向系统;发展前景AbstractElectronic technology is now widely used in the automotive sector, Electronic technology has become the inevitable trend of automobile development.An ideal steering system is not only easy to handle and more effective, but also providesthe best steering feel to the driver. A conventional hydraulic power steering system uses power to supplement the force requirement to steer the wheel based on a fixed assist ratio of the driver’s input. So a conventional hydraulic power steering system is capable of providing power-assisted steering, but it is difficult to supplythe best steering feel.Electric power steering system (EPS) is more appropriate to realize an ideal steering .Than a conventional hydraulic power steering system. Such as saving and environmental protection, return, good, high efficiency and good road feel. Electric power steering is the steering system in the newer technologies develop very quicklyat home and abroad.The purpose of this study focused on the structural characteristics of electric power steering and working principle,Analysis of electric power steering on the vehicle steering performance, made light of the shift, shift back to positive, steering stability.Now the world's electric power steeringhas become a hot vehicle technology development and cutting-edge technologies.Keywords: electronics;vehicle; electric power steering system; development prospects目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (5)第二章电动助力转向系统 (6)2.1电动助力转向系统的组成 (6)2.2电动助力转向系统的功能 (6)2.3电动助力转向系统的工作原理 (8)第三章电动助力转向系统的控制系统 (10)3.1EPS控制系统总体结构 (10)3.2EPS控制系统的三种基本控制方式 (10)第四章电动助力转向系统技术要求 (13)4.1电动助力转向系统总体技术要求 (13)4.2EPS的关键部件 (13)4.2.1 扭转传感器 (13)4.2.2 直流电动机 (14)4.2.3 电磁离合器 (14)4.2.4 减速机构 (15)4.2.5 车速传感器 (16)4.2.6 电子控制单元ECU (16)第五章结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)第一章绪论随着电子技术在汽车领域的广泛应用,电子化将成为汽车发展的必然趋势。

因此,现代汽车的转向系统已经从最初的机械式转向、液压助力转向发展到电动助力转向。

现在电动助力转向的优越性也将越来越突出。

电动助力转向可以利用动力产生辅助主力的装置,减轻驾驶员转动方向盘的操作力,动力和手动操作会产生和转向助力相平衡的辅助力,使车辆转向运动,获得一个好的手感。

具有节能环保、回正性好、效率高、路感好、操纵稳定性、转向跟随性、转向灵敏性等优点,是现代汽车转向系统发展的一个重要方向。

早在1988年2月日本铃木公司就研究电动助力转向系统EPS(Electrical Power Steering)并装车使用,主要装配在微型车上。

随后还应用在其Alto车上。

在此之后,电动助力转向技术得到迅速发展。

1993年,本田汽车公司首次将电动助力转向系统大批量生产应用于在国际市场上同法拉利和波尔舍竞争的NSX跑车上。

同时在欧美市场司,美国的Delphi汽车公司、TRW公司、德国的ZF汽车公司等,都相继推出了各自的电动助力转向系统。

虽然比日本晚了10年时间,但是欧美国家的开发力度比较大,所选择的产品类型也有所不同。

日本起初选择了技术相对成熟的有刷电机。

我国汽车电子行业的总体发展相对滞后,但随着世界节能环保的两大主题推广后,汽车对环保、节能和安全性要求的进一步提高,代表着现代汽车转向系统的发展方向的EPS电动助力转向系统已被我国列为高新科技产业项目之一,国内各大院校、科研机构和企业已经纷纷开始对EPS这一领域进行了研究,使得EPS得到了迅速的发展。

尽管国内有许多家企业在进行EPS研发试装,但是由于转向系统是汽车的必需件,国家对整车安全有非常严格的要求,所以EPS的稳定性和可靠性成为产业化进展的关键。

第二章电动助力转向系统2.1 电动助力转向系统的组成如图2-1所示,电动助力转向EPS(electric power steering)主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。

它在传统机械转向系统的基础上,根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号,利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力,协助驾驶员进行转向操作。

图2-1 电动助力转向的结构2.2 电动助力转向系统的功能汽车电动助力转向系统是一个全新概念的转向系统,其取消了转向盘和转向车轮之间的机械连接,通过软件协调它们之间的运动关系,可以实现一系列传统转向系统无法实现的特殊功能。

它可以实现传动比的任意设置,并对随车速变化的参数进行补偿。

并且可以和ABS、汽车动力学控制、防碰撞、单个车轮转向、路径跟踪、自动导航等功能相结合,实现对汽车的整体控制。

汽车电动助力转向系统突出的优势体现在:1)降低了燃油消耗。

液压动力转向系统需要发动机带动液压油泵,使液压油不停地流动,浪费了部分能量。

相反电动助力转向系统(EPS)仅在需要转向操作时才需要电机提供的能量,该能量可以来自蓄电池,也可来自发动机。

而且,能量的消耗与转向盘的转向及当前的车速有关。

当转向盘不转向时,电机不工作,需要转向时,电机在控制模块的作用下开始工作,输出相应大小及方向的转矩以产生助动转向力矩,而且,该系统在汽车原地转向时输出最大转向力矩,随着汽车速度的改变,输出的力矩也跟随改变。

该系统真正实现了“按需供能”,是真正的“按需供能型”(on-demand)系统。

汽车在较冷的冬季起动时,传统的液压系统反应缓慢,直至液压油预热后才能正常工作。

由于电动助力转向系统设计时不依赖于发动机而且没有液压油管,对冷天气不敏感,系统即使在-40℃时也能工作,所以提供了快速的冷起动。

由于该系统没有起动时的预热,节省了能量。

不使用液压泵,避免了发动机的寄生能量损失,提高了燃油经济性,装有电动助力转向系统的车辆和装有液压助力转向系统的车辆对比实验表明,在不转向情况下,装有电动助力转向系统的燃油消耗降低2.5%,在使用转向情况下,燃油消耗降低了5.5%。

2)增强了转向跟随性。

在电动助力转向系统中,电动机与助力机构直接相连可以使其能量直接用于车轮的转向。

该系统利用惯性减振器的作用,使车轮的反转和转向前轮摆振大大减小。

因此转向系统的抗扰动能力大大增强和液压助力转向系统相比,旋转力矩产生于电机,没有液压助力系统的转向迟滞效应,增强了转向车轮对转向盘的跟随性能。

3)改善了转向回正特性。

直到今天,动力转向系统性能的发展已经到了极限,电动助力转向系统的回正特性改变了这一切。

当驾驶员使转向盘转动角度后松开时,该系统能够自动调整使车轮回到正中。

该系统还可以让工程师们利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。

从最低车速到最高车速,可得到一簇转向回正特性曲线。

通过灵活的软件编程,容易得到电机在不同车速及不同车况下的转矩特性,这种转矩特性使得该系统能显著地提高转向能力,提供了与车辆动态性能相机匹配的转向回正特性。

而在传统的液压控制系统中,要改善这种特性必须改造底盘的机械结构,实现起来有一定困难。

4)提高汽车的操纵性在前轮转向控制方面可以实现传动比的任意设置,并对随车速变化的参数进行补偿,使汽车转向特性不随车速变化。

从而将传统人—车闭环系统中驾驶员负担的部分工作由控制器完成,减轻驾驶员的负担,提高了汽车系统对驾驶员转向输入的响应和人—车闭环系统的主动安全性。

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