电子控制动力转向系统

第十七章电子控制动力转向系统第一节概述一、电控动力转向系统的作用1.动力转向的作用（1）减轻驾驶员转动方向盘的劳动强度；（2）增大了对转向系统设计的灵活性；（3）有效吸收路面冲击，同时不丧失“路感”。2.传统动力转向的问题由于转向阻力矩随车速不同而不同，车速低时，转向阻力矩大，车速高时，转向阻力矩小，传统动力转向系统的助力比是不变的，这样，在低速下，若助力比合适，则在高速下，方向盘将很轻，影响操纵感觉；反之，若在高速下助力比合适，则低速时，方向盘将沉重，不利于转向轻便性。3.电子控制动力转向的作用鉴于传统动力转向系统的问题，应该使动力转向的助力比是变化的，即：（1）低速时，有较高的助力比，使转向轻便；（2）高速时，减小助力比，保证操纵手感；（3）可以有不同的助力特性，以适应不同的使用对象。二、电控动力转向的分类电控动力转向系统（ElectronicControlPowerSteering,EPS）主要由机械转向机构、转向助力装置、电子控制系统三部分组成。按助力装置动力源不同，有液力动力转向和电动动力转向两类。1.液力动力转向系统发动机驱动液压泵，ECU通过电磁阀调节转向助力装置的流量或压力，改变助力比。主要有流量控制式、反力控制式、阀灵敏度控制式三种型式。2.电动动力转向系统助力来自电机，ECU通过控制电机的力矩大小和转动方向，改变助力比。按助力机构的位置分主要有转向轴助力式、转向小齿轮助力式、齿条助力式三种型式。按助力工作范围分，有低速助力型和全速助力型两种。可以提供较大的转向力，但控制难度较大。可以提供更大的转向力，适用于大型车，且需对原转向器传动机构做改动。三、电控电动动力转向系统的特点1.降低发动机能耗；2.重量轻，安装方便；3.工作特性好；4.安全可靠性强；5.使用维修方便；6.生产开发周期短。是动力转向的发展方向。第二节电控动力转向系统的结构与原理一、液力式电控动力转向系统的原理ECU根据车速信号决定助力大小，控制电磁阀开度，达到最佳助力大小。1.流量控制式EPS工作原理组成：车速传感器、电磁阀、整体式动力转向控制阀、液压泵、电子控制器。原理：电磁阀安装在动力活塞两侧油室的油道之间，通过改变油道的旁路流量改变助力大小。2.反力控制式EPS工作原理组成：转向控制阀、分流阀、电磁阀、转向动力缸、液压泵、储油箱、车速传感器、电子控制器；原理：扭力杆上接转阀阀杆，下接驱动小齿轮及转阀阀体，可产生扭转变形，使阀杆、阀体的相对位置改变，从而改变助力油流方向。通过电磁阀开度调节引入反作用力室的反力大小，改变扭力杆的变形程度，控制助力大小。3.阀灵敏度控制式EPS工作原理组成：转向控制阀、电磁阀、转向动力缸、液压泵、储油箱、车速传感器、电子控制器；原理：通过电磁阀改变转向控制阀的液压增益（通过旁路电磁阀的开度降低高压缸的液压、提高低压缸的液压）。1L、1R、2L、2R为低速小孔；3L、3R为高速小孔；左转时：1L、2L小孔开启，1R、2R小孔关闭；右转时：1R、2R小孔开启，1L、2L小孔关闭；3L、3R小孔在左右转时都开启；通过电磁阀的开度，调节减小流入高压缸的流量、增加低压缸的压力实现助力的减小。二、液力式电控动力转向系统的组成部件1.动力转向液压泵提供液压助力源，有齿轮泵、柱塞泵、叶片泵等型式。2.转向助力装置放大驾驶员的转向力，一般由液压缸、液压控制阀等组成。3.电磁阀调节液压或液流；4.车速传感器主要传感器，用于确定助力大小；5.电子控制器三、电动式电控动力转向系统的原理1.基本原理与控制过程ECU根据车速、转向盘力矩等信号，计算出最佳助力转矩，通过控制电机电流达到该助力转矩，并使电磁离合器吸合，驱动转向器。2.其它控制功能（1）发动机不工作时停止电动助力转向；防止蓄电池过度放电；（2）电控系统故障时停止电动助力转向；当断电磁离合器电流与电机电流；（3）转向助力高怠速控制电动式电控助力转向ECU根据发动机转速、发电机端电压、节气门开度等信号向发动机ECU输出高怠速信息，使发动机运行与高怠速状态。四、电动式电控动力转向系统的组成部件1.传感器与开关（1）车速传感器主要传感器，与其它电控系统共用；（2）转矩传感器用于测定驾驶员施加于转向盘的力矩大小和方向，确定助力大小（电机电流）；（3）发动机转速传感器用于确定发动机是否运转及转速高低，决定是否在发动机停车时停止电动助力转向及高怠速控制；（4）点火开关也用于提供发动机是否运转的信息，在点火开关关断时，关闭电动助力转向。3.电动转向助力装置（1）直流电机一般为永磁直流电动机，电流大小决定助力力矩，电流方向决定助力方向。一般采用PWM方式控制电流大小。（2）电磁离合器通电时结合，断电时分离，用于传递电机动力到转向机构；（3）减速机构减速增扭，一般为涡轮蜗杆式或两级行星轮式。3.电子控制器