能源汽车技术 第十三章解读.ppt

本章要求: 1.了解电动转向系统分类； 2.了解电动转向助力系统ＥＰＳ 的再次分类； 3.熟悉ＥＰＳ 的元件组成和工作原理； 4.熟悉ＥＰＳ 的工作原理。 第十三章 电动汽车动力转向系统 第一节 电动转向系统分类 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(Hydraulic Power Steer图所示HPS转向系统(车速感应型)ing,HPS)发展到电动助力转向(Electrical Power Steering , EPS)技术,如图所示ＨＰＳ转向系统(车速感应型), 随着微电子控制技术在汽车领域的广泛使用,以及世界节能环保两大主题的推广,EPS的优越性越来越突出,作为今后汽车转向系统的发展方向,必将取代现有的机械转向系统、液压助力转向系统和电控液压助力转向系统. HPS转向系统(车速感应型) １. 电动转向系统分类 1）液压电动转向系统 (Electro Hydraulic Power Steering , EHPS) 2）电动转向助力系统 (Electrically Power Assister Steering , EPAS 或 EPS) 3）主动前轮电动转向系统 (Active Front Steering , AFS) 4）线控电动转向系统 (Electric Power Steering by wire , EPS by wire 或 steering by wire SBW) ２. 电动转向助力系统ＥＰＳ 的再次分类 电动转向助力系统根据电动转向助力单元在电动转向系统中安装位置的不同，可分为:管柱助力式、小齿轮助力式、齿条助力式、直接驱动式、循环球助力式。 1）转向柱型ＥＰＳ，如图所示，这种型式的ＥＰＳ，其动力辅助单元、控制器、转矩传感器等都装在转向柱上，系统结构紧凑，不论是固定式转向柱或是倾斜式转向柱以及其他型式转向柱，都能安装这种结构适用于中型车辆。 2）齿条型ＥＰＳ，如图所示，这种结构型式的ＥＰＳ，其动力辅助单元安装在转向机构的齿条上，动力辅助单元可以装在齿条的任何位置，典型的“双齿轮”式电子机械助力转向系统就是齿条型ＥＰＳ， 由两个能够向转向拉 杆提供足够转向力的 齿轮(转向齿轮和驱 动齿轮)组成。 3）小齿轮型ＥＰＳ，如图所示，这种结构型式的ＥＰＳ，其动力辅助单元安装在转向机构的小齿轮轴上，由于动力辅助单元在车厢外面，使得即使辅助转矩有很大增加也不会增加车厢内的噪声，如果再将它与可变速比的转向器结合在一起，该系统的操纵特性将会非常好。 4）直接驱动型ＥＰＳ， 这种ＥＰＳ 转向齿条与动力辅助单元形成一个部件，该系统很紧凑，而且容易将它布置在发动机舱内，由于直接对齿条通过助力，摩擦与惯性都很小，进而打转向盘的感觉很理想。 5）循环球助力型ＥＰＳ，该电动转向助力系统由一个齿轮齿条式转向器与一个齿条同心安装的电动机组成，电动机通过一个循环球驱动机构，推动齿条左右移动， “转向传感器”安装在输入轴齿轮壳体内。 第二节　EPS的元件组成和工作原理 一、传感器 １. 转矩传感器 转矩传感器的作用是采集驾驶员施加在转向盘上的力矩大小，经处理后输入给ＥＣＵ， 该信号是ＥＰＳ 的主要控制信号之一。可分为： １)双线圈的转矩传感器 双线圈的转矩传感器如左图所示 ２)磁环-磁阻式转矩传感器 如右图所示 双线圈(左)和磁环—磁阻式(右)两种转矩传感器 ２. 转角传感器 如图所示，转角传感器的作用是采集驾驶员施加在转向盘上的转向角度和角速度的信号，经处理后输入给ＥＣＵ， 该信号是ＥＰＳ 的主要控制信号之一。 二、ECU 如图 所示ECUESP结构及框图，ＥＣＵ 是ＥＰＳ 的控制核心，它根据各传感器的输入信号进行计算分析，得出控制参数的最佳值，然后发出控制指令给电动机和离合器，控制其动作。 三、电动机 如图所示为直流有刷电动机和减速机构，直流电动机包括转子、定子和电动机轴，电动机产生的转矩通过联轴节传到蜗杆。 四、EPS、ECU控制 如图所示为一种转向轴助力式的ＥＰＳ 系统结构框图，它依靠电动机对转向轴实现助力作用，电动助力转向系统由转向盘转动方向和转速传感器、车速传感器、助力机械装置、转向助力电动机及微电脑控制单元组成。 1.电动转向系统可分为哪几类？ 2.电动转向助力系统ＥＰＳ 的再次分类包括哪些？； 3.ＥＰＳ 的元件有哪些组成？ 4.简述ＥＰＳ 的工作原理。 练习题