电控电动转向助力系统.ppt

电控电动转向助力系统一、概述电动转向助力系统（EPS），是电子技术在汽车上的推广利用，也是中、小型乘用车动力转向技术的发展方向。电脑ECU根据扭矩传感器的扭矩及方向信号和车速信号，调节电动机的转向助力扭矩，替代了液压助力系统。无复杂的液压助力系统及其所对应的所有故障，并使系统总重减轻了25%，降低了油耗和维修费用，预计在未来的10年内，EPS系统会逐渐取代液压转向助力系统。二、EPS系统的优点：1、液压转向助力系统的油泵，不转向时也工作，加大了能量消耗。而EPS系统只在转向时电动机才提供助力，因而能减少能量消耗，并能在各种行驶工况下提供最佳的转向助力。2、减小了由于路面不平所引起的对转向系统的干扰，改善了汽车的转向性能，减轻了汽车低速行驶时的转向操纵力，提高了汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高汽车的主动安全性。3、由于不需要加注液压油和安装液压油管，所以系统的安装简便，自由度大，而且成本低，无漏油故障的发生，它比常规的液压转向助力系统具有更好的通用性。三、电控电动转向助力系统EPS组成：电控电动转向助力系统EPS，由：装在转向器输入端的扭矩传感器、电磁离合器、电动机及变速器（减速机构）、电脑（EPS/ECU）等元件组成。1、扭矩传感器—扭矩传感器的作用是检测作用在转向盘上的扭矩大小和方向，把不同的电压信号传送给电脑EPS/ECU。多采用光电式、磁电式、磁阻式三种结构。2、电磁离合器—它的作用是当EPS系统发生故障时，离合器分离，转向助力变为普通手动转向。有的车种无电磁离合器（如：本田-飞渡），在EPS/ECU中有失效保护断电功能，对电机仃止供电，转为手控转向。3、直流电动机及减速机构—直流电动机的特点是：转矩大、调速范围宽，改变驱动电流的大小，即可使其转速突变，在适当的时候提供转向助力转矩。电动机分：直流有刷永磁电动机和直流无刷永磁电动机，前者可靠性差，但控制程序简单；后者可靠性高，但其控制程序复杂。减速机构起减速、增扭作用，通常为：蜗轮蜗杆式或行星齿轮式。4、电脑EPS/ECU—电动转向助力系统的控制单元，接受扭矩传感器的信号，车速传感器信号VSS、发动机转速信号SP，经过分析编程处理，输出不同的电流值。通过助力电动机，随时根据驾驶员的意图，提供转向动力。四、电控电动转向助力系统EPS的工作原理：基本工作原理是：电脑EPS/ECU接受转向盘的转向转矩信号和车速信号VSS的高低及发动机转速信号SP的高低。判断发动机是否工作，以决定EPS系统是否投入工作，在发动机熄火情况下EPS系统停止工作。经过判断和处理后，根据事先存储器中确定好的助力特性，确定和输出助力扭矩电流的大小和方向（助力电机的正、反转，工作时间及工作频率）。低速时助力作用大．转向轻便；高速时减小助力，以提高路感和操纵稳定性（无发飘手感）。由电流特性可知：仃车时不断地来回转动方向盘，会引起EPS电机电流增大，导致绕组发热而烧毁，在使用中应注意这个问题。五、三种扭矩传感器的工作原理：（一）光电式扭矩传感器：光电式扭矩传感器，由遮光园盘和光电管组成，它是属于非接触式扭矩传感器。它由两个带孔的遮光圆盘和一个弹性扭力杆组成。圆盘随方向盘一起转动，每个遮光器是由一个发光二极管ＬＥＤ和一个光敏晶体管组成，彼此面对面相对安装，中间有扭力杆弹性连接。当转向盘转动时，因转向阻力的存在，扭杆变形，两个光电元件之间的光电信号值即出现差值，此差值即为转向助力的度量值。转向力矩越大，扭杆变形越大，差值角度就越大。此扭矩和方向信号传送给ECU。ECU再根据车速传感器信号以及车辆状态信号（静态或动态），经过编程处理，通过助力电动机，提供转向助力量化控制。（二）磁电式扭矩传感器：磁电式转矩传感器中，有两对磁极环，相对安装，连接输入和输出轴，以磁性连接替代了弹性连接的扭力杆，它为非接触式扭矩传感器，体积小、输出的信号值精度高。当输入轴与输出轴之间产生扭转角度差值时，磁极环之间的空气间隙发生变化，从而引起电磁感应线圈中磁感应量发生变化，它就是转向助力的度量值，此信号输出给电脑EPS/ECU，作为转向助力的依据。（三）磁阻式扭矩传感器（奥迪）：输入轴上装有多极磁环，输出轴上装有磁阻元件MRE，两者用扭力杆弹性连接，可相对角位移。转向时扭力杆变形，多极磁环旋转，引起磁通的变化，使磁阻元件的阻值发生变化，因而输出电压发生变化，它就是转向助力的度量值，此信号输出给电脑EPS/ECU。六、EPS系统的电路原理图：1、EPS转向助力系统由：EPS/ECU、转矩传感器、控制电动机和离合器、EPS故障指示灯、故障自诊断接口等组成，它和电喷系统的ECU联网工作。2、为了扭矩传感器输出的电信号不受干扰，其导线多用屏蔽网保护，应可靠接地。3、EPS转向助力系统正常工作时，点火开关SW/ON，位于仪表盘上的EPS故障指示灯亮