汽车电动助力转向系统结构原理

http://www.qipei.hc360.com2019年10月10日14:31 来源:羽络聊车T|T

  今天小羽给大家聊一下汽车的电子转向系统,从工作原理到结构都给大家了解一下,希望能对大家有所帮助,对车身结构多多了解一下,希望大家多多支持,参与讨论,小羽谢谢大家了!

  EPS 是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。转向柱助力式 EPS 的电动机固定在转向柱一侧,通过减速机构与转向轴相连,直接驱动转向轴助力转向。扭矩传感器与转向轴 (小齿轮轴)连接一起,当转向轴转动时,扭矩传感器开始工作,把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动位移变成电信号传给 ECU,ECU根据车速传感器和扭矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,从而完成实时控制助力转向。因此它可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果,保证汽车在低速行驶时轻便灵活,高速行驶时稳定可靠。因此 EPS 转向特性的设置具有较高的自由度。

  电动助力转向系统由以下部件组成:

  1 电动助力转向控制模块

  2 转向电机

  3 扭矩传感器

  4 转向减速机构

  电动助力转向控制模块,电子控制单元 (ECU)的功能是根据扭矩传感器信号和车速传感器信号,进行逻辑分析与计算后,发出指令,控制电动机动作。此外,ECU 还有安全保护和自我诊断功能,ECU 通过采集电动机的电流、发电机电压、发动机工况等信号判断其系统工作状况是否正常,一旦系统工作异常,助力将自动取消,同时 ECU 将进行故障诊断分析。

  转向电机

  电动机的功能是根据电子控制单元的指令输出适宜的辅助扭矩,是 EPS 的动力源。多采用无刷永磁式直流电动机。

  扭矩传感器

  扭矩传感器是集成在转向管柱内部,其功能是测量驾驶员作用在方向盘上的力矩大与方向,以及方向盘转角的大小和方向。是 EPS 的控制信号。

  减速机构

  EPS 的减速机构与电动机相连,起降速增扭作用,采用蜗轮蜗杆机构。在使用电动助力转向控制模块控制动力转向电机以便操作转向机时,电动助力转向系统可以减少车辆转向所需方向盘和转向柱力量的大小。电动助力转向控制模块也使用扭矩传感器、电机位置传感器、蓄电池电压电路和串行数据电路的组合来执行系统功能。电动助力转向控制模块将通过串行数据电路监测车速和发动机转速信息,以确定车辆转向所需助力的大小。在低速情况下,提供较大的助力以便在驻车操作中进行转向。

  在高速情况下,提供较小的助力以便提高路感和方向稳定性。电动助力转向控制模块使用扭矩传感器、电机位置传感器、车速和系统温度输入计算值的组合来确定所需助力的大小。电动助力转向控制模块连续监测扭矩传感器的扭矩并定位电流信号。随着转向柱转动和转向轴扭转,通过扭矩信号电路监测转向输入和输出轴,然后用电动助力转向控制模块来处理,以计算转动扭矩。电动助力转向控制模块处理电机位置传感器的电压信号和扭矩传感器的定位电流信号,以检测和计算方向盘角度。电动助力转向控制模块通过控制转向电机的电流,来回应扭矩传感器信号以及电机转动传感器电压信号的改变。

  电动助力转向控制模块控制脉宽调制电机驱动电路,以驱动 3 相电机。电动助力转向控制模块可以计算内部系统温度,以保护电动助力转向系统不受高温损坏。为了降低过高的系统温度,电动助力转向控制模块将减小流向转向电机的指令电流,即减小转向助力。电动助力转向控制模块可以检测电动助力转向系统中的故障。当检测到电动助力转向系统出现故障时,仪表上转向警告灯会点亮。电动助力转向控制模块具有主动回正功能,在驾驶员手脱离方向盘时,控制方向盘的回正速度,极大提升驾驶感觉和安全性能。电动助力转向控制模块还具有末端保护功能,在转向机齿条行程到底前,可以降低辅助扭矩,从而避免噪声,过热和对机械部件的损伤。

责任编辑:冯丛枝

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