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《電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、認識電動式電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成:電子控制電動式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、電子控制器ECU、電動機及減速機構(gòu)等組成。扭矩傳感器用于檢測作用于轉(zhuǎn)向盤上的扭矩信號的大小與方向;車速傳感器常采用電磁感應(yīng)式傳感器通過感應(yīng)電流改變磁場的大小,安裝在變速箱上;EPS的動力源是電動機,通常采用無刷永磁式直流電動機,其功能是根據(jù)ECU的指令產(chǎn)生相應(yīng)的輸出扭矩;離合器采用干式電磁式離合器,其功能是保證EPS在預(yù)先設(shè)定的車速范圍內(nèi)閉合;當車速超出設(shè)定車速范圍時,離合器斷開,電動機不再提
2、供助力,轉(zhuǎn)入手動轉(zhuǎn)向狀態(tài)。減速機構(gòu)是用來增大電動機的輸出扭矩,主要有兩種形式:蝸輪蝸桿減速機構(gòu)和雙行星齒輪減速機構(gòu);工作原理:電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如下:首先,轉(zhuǎn)矩傳感器測出駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上的操縱力矩,車速傳感器測出車輛當前的行駛速度,然后將這兩個信號傳遞給ECU;ECU根據(jù)內(nèi)置的控制策略,計算出理想的目標助力力矩,轉(zhuǎn)化為電流指令給電機;然后,電機產(chǎn)生的助力力矩經(jīng)減速機構(gòu)放大作用在機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上,和駕駛員的操縱力矩一起克服轉(zhuǎn)向阻力矩,實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。性能特點:只在轉(zhuǎn)向時電機才提供助力,以
3、顯著降低燃油消耗。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有發(fā)動機帶動轉(zhuǎn)向油泵,不管轉(zhuǎn)向或者不轉(zhuǎn)向都要消耗發(fā)動機部分動力。而電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只是在轉(zhuǎn)向時才由電機提供助力,不轉(zhuǎn)向時不消耗能量。因此,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以降低車輛的燃油消耗。與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對比試驗表明:在不轉(zhuǎn)向時,電動助力轉(zhuǎn)向可以降低燃油消耗2.5%;在轉(zhuǎn)向時,可以降低5.5%。2、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的助力大小可以通過軟件方便的調(diào)整。在低速時,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以提供較大的轉(zhuǎn)向助力,提供車輛的轉(zhuǎn)向輕便性;隨著車速的提高,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)向
4、助力可以逐漸減小,轉(zhuǎn)向時駕駛員所需提供的轉(zhuǎn)向力將逐漸增大,這樣駕駛員就感受到明顯的“路感”,提高了車輛穩(wěn)定性。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以施加一定的附加回正力矩或阻尼力矩,使得低速時轉(zhuǎn)向盤能夠精確的回到中間位置,而且可以抑制高速回正過程中轉(zhuǎn)向盤的振蕩和超調(diào),兼顧了車輛高、低速時的回正性能。3、結(jié)構(gòu)緊湊,質(zhì)量輕,生產(chǎn)線裝配好,易于維護保養(yǎng)。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了液壓轉(zhuǎn)向油泵、油缸、液壓管路、油罐等部件,而且電機及減速機構(gòu)可以和轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器做成一個整體,使得整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,質(zhì)量輕,在生產(chǎn)線上的裝配
5、性好,節(jié)省裝配時間,易于維護保養(yǎng)。4、通過程序的設(shè)置,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易與不同車型匹配,可以縮短生產(chǎn)和開發(fā)的周期。由于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有上述多項優(yōu)點,因此近年來獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。故障診斷與排除電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障實例診斷根據(jù)EPS系統(tǒng)控制線路,對EPS系統(tǒng)各組成部件進行如下故障診斷。1.轉(zhuǎn)矩傳感器故障診斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用的是擺臂式的轉(zhuǎn)矩傳感器。其工作原理相當于一個電位計,它具有雙回路輸出,即主扭矩(對應(yīng)IN+端電壓值)、副扭矩(對應(yīng)IN-端電壓值)輸出,其主、副扭矩輸出特性所示,即
6、當轉(zhuǎn)矩傳感器正常工作時,電位計的兩個輸出即主扭和副扭信號,理論上,正常工作范圍在1V~4V,并且當轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時,轉(zhuǎn)矩傳感器的主扭和副扭的輸出電壓均為2.5V。一旦其本身及信號采集電路出現(xiàn)異常,輸入CPU的主、副扭矩信號將大于4V或小于1V或兩信號之差超過3V。但實際車輛行駛中,雖然硬件和軟件設(shè)計中考慮了各種抗干擾措施,各種偶爾的噪聲或振動還是或多或少的會引起轉(zhuǎn)矩信號的暫時偏差,而這種偏離是暫時的且系統(tǒng)能自動修復(fù),故將轉(zhuǎn)矩信號的異常界限值設(shè)為0.9V-4.1V,并且只有當信號值超出其范圍持
7、續(xù)一定時間(如30ms),才判定轉(zhuǎn)矩傳感器有故障,這樣可以減少因其它外界原因而引起對轉(zhuǎn)矩傳感器故障的誤判。此外,轉(zhuǎn)矩傳感器的信號檢測是建立在+5V的穩(wěn)壓電源基礎(chǔ)上的,穩(wěn)壓電源電路的正常與否將直接影響到主、副扭矩信號。因此在檢測轉(zhuǎn)矩傳感器主、副扭矩信號異常之前,首先判斷轉(zhuǎn)矩傳感器電源電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)。考慮到三端穩(wěn)壓集成塊在環(huán)境溫度影響下其輸出電壓會有±0.1V的偏差,因此我們規(guī)定其正常輸出電壓為5±0.2V。如果CPU檢測到電源電壓異常,此時就跳過對轉(zhuǎn)矩傳感器信號的檢測,這樣可以避免對轉(zhuǎn)矩傳感
8、器本身故障的誤判。2.電機故障診斷轉(zhuǎn)向助力大小是通過控制電機電流來實現(xiàn),因此檢測電機兩端的實際控制電流就顯得非常重要。電機電流采集電路,通過測量串聯(lián)在驅(qū)動回路中的精密電阻兩端的電壓,經(jīng)過信號放大和適當?shù)碾娙轂V波,然后通過端口反饋給CPU,此時程序設(shè)計將此電壓與理論計算電壓進行比較,如果兩者懸殊過大;或者連續(xù)幾分鐘之內(nèi)的平均電流消耗超過預(yù)先規(guī)定的數(shù)值,就判斷電機及其線路有故障。3.車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號故障診斷車速信號和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號都是數(shù)字信號,因此不需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換,只需經(jīng)過一定的整形電路,就