EPS的原理和分类—汽车车身网络系统
成都盘沣科技有限公司   2015-08-17 08:48:24 作者:liaina 来源:成都盘沣科技 文字大小:[][][]

  EPS的原理:电子控制动力转向系统是利用电动机作为助力源,根据转向参数和车速等,汽车车身网络系统研发公司盘沣科技袁工介绍说,由微机完成助力工作的,其原理可概述如下。
  不转向时,电动机不工作;当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的转矩传感器不断检测转向轴上的转矩,并由此产生一个电压信号,该信号与车速信号同时输入电子控制器,由控制器中的微机根据这些输入信号进行运算处理,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向的辅助动力。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与工况相适应的转向作用力。  
  
EPS的组成:电动助力转向系统是在传统机械转向机构的基础上发展起来的。系统通常由转矩传感器、车速传感器、电子控制器、电动机、电磁离合器和减速机构等组成.
  转向盘转矩信号和车速信号经过输入接口送入微机,随着车速的提高,通过微机控制相应地降低助力电动机电流,以减少助力转矩。发动机转速信号也被送入微机,当发动机处于怠速时,由于供电不足,助力电动机和离合器不工作。点火开关的通断(on/off)信号经A/D转换接口送入微机,当点火开关断开时,电动机和离合器不能工作。微机控制指令经D/A转换后送入电动机和离合器的驱动放大电路中,控制电动机的旋转方向和离合器的结合。电动机的电流经驱动放大回路、电流表A、A/D转换接口反馈给微机,将电动机的实际电流与按微机指令应给的电流相比较,调节电动机的实际电流,使两者接近一致。
  EPS分类:根据电动机驱动部位的不同,将电动助力转向系统分为3类:转向轴助力式、转向器小齿轮助力式和齿条助力式。
  转向轴助力式转向系统。其转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构组成一体,安装在转向柱上。其特点是结构紧凑,所测取的转矩信号与控制直流电动机助力的响应性较好。这种类型一般在轿车上使用。
  小齿轮助力式转向系统的转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构仍为一体,只是整体安装在转向小齿轮处,直接给小齿轮助力,可获得较大的转向力。该形式可使各部件布置更方便,但当转向盘与转向器之间装有万向传动装置时,转矩信号的取得与助力车轮部分不在同一直线上,其助力控制特性难以保证准确。
  齿条助力式转向系统的转矩传感器单独地安装在小齿轮处,电动机与转向助力机构一起安装在小齿轮另一端的齿条处,用以给齿条助力。该类型又根据减速传动机构的不同可分为两种:一种是电动机做成中空的。齿条从中穿过,电动机的动力经一对斜齿轮和螺杆螺母传动副以及与螺母制成一体的铰接块传给齿条。这种结构是第一代电动助力转向系统,由于电动机位于齿条壳体内,结构复杂,价格高,维修也困难。另一种是电动机与齿条的壳体相互独立。电动机动力经另一小齿轮传给齿条,由于易于制造和维修,成本低,已取代了第一代产品。因为齿条由一个独立的齿轮驱动,可给系统较大的助力,主要用于重型汽车。
  三、电子转向系统
  电子转向系统(Steering-By-WireSystem,SBWS)由转向盘模块、转向执行模块和主控制器(ECU)3个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成,如图2所示。转向盘模块包括转向盘、转向盘转角传感器、转矩传感器和转向盘回正力矩电动机。其主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量转向盘转角)转换成数字信号并传递给主控制器;同时接收主控制器送来的力矩信号,产生转向盘回正力矩,以提供给驾驶员相应的路感信息。
转向执行模块由前轮转角传感器、转向执行电动机、转向电动机控制器和前轮转向组件等组成。其主要功能是接收主控制器的命令,控制转向电动机实现要求的前轮转角,完成驾驶员的转向意图。
  主控制器对采集的信号进行分析处理,判别汽车的运动状态,向转向盘回正力矩电动机和转向电动机发送命令,控制两个电动机的工作,尽可能保证在不同车速下汽车转向响应特性基本一致,减少驾驶员对汽车转向特性随车速变化而进行补偿的任务,减轻驾驶员负担。同时控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别,判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理,当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时,电子转向系统将自动进行稳定控制或将驾驶员错误的转向操作屏蔽,而以合理的方式自动驾驶车辆,使汽车尽快地恢复到稳定状态。

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