6-电控电动转向助力系统.ppt

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1、电控电动转向助力系统电控电动转向助力系统一、概述一、概述 电动转向助力系统（电动转向助力系统（EPS）是电脑）是电脑ECU根据转矩传感器的转矩及方向信号根据转矩传感器的转矩及方向信号和车速信号，调节电动机的转向助力转和车速信号，调节电动机的转向助力转矩，替代了液压助理系统。无复杂的液矩，替代了液压助理系统。无复杂的液压助力系统及其所对应的所有故障，并压助力系统及其所对应的所有故障，并使系统总重减轻了使系统总重减轻了25%，降低了油耗和，降低了油耗和维修费用，预计在未来维修费用，预计在未来10年内，年内，EPS系系统会逐渐取代液压转向助力系统。统会逐渐取代液压转向助力系统。二、二、EPS系统的优

2、点系统的优点（1）液压转向助力系统的油泵，不转向时也工作，加大了能）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。而量消耗。而EPS系统只在转向时电动机才提供助力，因而能减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。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）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，进而增强了汽车的主动安高了汽车

3、高速行驶时的转向稳定性，进而增强了汽车的主动安全性。全性。（3）由于不需要加注液压油和安装液压油管，所以系统安装）由于不需要加注液压油和安装液压油管，所以系统安装简便，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。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三、电控电动转向助力系统EPS组成组成 电控电动转向助力系统电控电动转向助力系统EPS由装在转向器输入端的转矩传由装在转向器输入端的转矩传感器、电磁离合器、电动机及变速器（减速机构）、电脑感器、电磁离合器、电动机及变速器（减速机构）、

4、电脑（EPS-ECU）等元件组成。）等元件组成。1.转矩传感器转矩传感器 转矩传感器的作用是检测作用在转向盘上的转矩大小和方转矩传感器的作用是检测作用在转向盘上的转矩大小和方向，把不同的电压信号传送给电脑向，把不同的电压信号传送给电脑EPS-ECU。多采用光电式、。多采用光电式、磁电式、磁阻式三种结构。磁电式、磁阻式三种结构。2.电磁离合器电磁离合器 它的作用是当它的作用是当EPS系统发生故障时，离合器分离，转向助系统发生故障时，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（如本田飞度），力变为普通手动转向。有的车种无电磁离合器（如本田飞度），在在EPS-ECU中有失效保护断电功

5、能，对电动机停止供电，转中有失效保护断电功能，对电动机停止供电，转为手控转向。为手控转向。3.直流电动机及减速机构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。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。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

6、：蜗轮蜗杆式或行减速机构起减速、增扭作用，通常为：蜗轮蜗杆式或行星齿轮式。星齿轮式。4.电脑电脑EPS-ECU 电动转向助力系统的控制单元，接受转矩传感器信号，车电动转向助力系统的控制单元，接受转矩传感器信号，车速传感器信号速传感器信号VSS、发动机转速信号、发动机转速信号SP，经过分析编程处理，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，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。提供转向动力。四、电控电动转向助力系统四、电控电动转向助力系统EPS工作原理工作原理 电脑电脑EPS-ECU根据转向盘的转向转矩信号、车速信号根据转向盘的转向

7、转矩信号、车速信号VSS及发动机转速信号及发动机转速信号SP的高低，判断发动机是否工作，以的高低，判断发动机是否工作，以决定决定EPS系统是否投入工作，在发动机熄火情况下系统是否投入工作，在发动机熄火情况下EPS系统停系统停止工作。止工作。经过判断和处理后，根据存储器中事先确定好的助力特性，经过判断和处理后，根据存储器中事先确定好的助力特性，确定和输出助力转矩电流的大小和方向（助力电动机的正、反确定和输出助力转矩电流的大小和方向（助力电动机的正、反转，工作时间及工作频率）。低速时助力作用大，转向轻便；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（

8、无发飘手感）。高速时减小助力，以提高路感和操纵稳定性（无发飘手感）。五、三种转矩传感器的工作原理五、三种转矩传感器的工作原理（一）光电式转矩传感器（一）光电式转矩传感器 光电式转矩传感器由遮光圆盘和光电管组成，它属于非接光电式转矩传感器由遮光圆盘和光电管组成，它属于非接触式转矩传感器。触式转矩传感器。它由两个带孔的遮光圆盘和一个弹性扭力杆组成。圆盘随它由两个带孔的遮光圆盘和一个弹性扭力杆组成。圆盘随转向盘一起转动，每个遮光器是由一个发光二极管和一转向盘一起转动，每个遮光器是由一个发光二极管和一个光敏晶体管组成，彼此面对面相对安装，中间有扭力杆弹性个光敏晶体管组成，彼此面对面相对安装，中间有扭力

9、杆弹性连接。连接。当转向盘转动时，因转向阻力的存在，扭杆变形，两个光当转向盘转动时，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。此度量值。转向力矩越大，扭杆变形越大，差值角度就越大。此转矩和方向信号传送给转矩和方向信号传送给ECU。ECU再根据车速传感器信号以及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。机，提供转向助力量化控制。（二

10、）磁电式转矩传感器（二）磁电式转矩传感器 磁电式转矩传感器中有两对磁极环，相对安装，弹性扭力磁电式转矩传感器中有两对磁极环，相对安装，弹性扭力杆连接输入和输出轴，它为非接触式转矩传感器，体积小、输杆连接输入和输出轴，它为非接触式转矩传感器，体积小、输出的信号值精度高。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，此信号输出给电脑变化，它就是转向助力的度量值，此信号输出给电脑EPS-ECU

11、，作为转向助力的依据。，作为转向助力的依据。（三）磁阻式转矩传感器（奥迪汽车）（三）磁阻式转矩传感器（奥迪汽车）输入轴上装有多极磁环，输出轴输入轴上装有多极磁环，输出轴上装有磁阻元件上装有磁阻元件MRE，两者用扭力，两者用扭力杆弹性连接，可相对角位移。转向时杆弹性连接，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，此信号输出给电转向助力的度量值，此信号输出给电脑脑EPS-ECU。六、六、EPS系统的电路原理图系统

12、的电路原理图（1）EPS转向助力系统由转向助力系统由EPS-ECU、转矩传感器、控制电动、转矩传感器、控制电动机和离合器、机和离合器、EPS故障指示灯、故障自诊断接口等组成，它和故障指示灯、故障自诊断接口等组成，它和电喷系统的电喷系统的ECU联网工作。联网工作。（2）为了转矩传感器输出的电信号不受干扰，其导线多用屏）为了转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。蔽网保护，应可靠接地。（3）EPS转向助力系统正常工作时，点火开关打开，位于仪转向助力系统正常工作时，点火开关打开，位于仪表盘上的表盘上的EPS故障指示灯亮故障指示灯亮24s后自动熄灭为正常，或起动后自动熄灭为正常，或起动后灯灭也为正常。后灯灭也为正常。（4）当系统的电元件发生故障时，位于仪表盘上面的）当系统的电元件发生故障时，位于仪表盘上面的EPS故故障指示灯会持续闪烁。此时可利用故障自诊断系统（人工法或障指示灯会持续闪烁。此时可利用故障自诊断系统（人工法或仪器法），读出存储在仪器法），读出存储在EPR-ECU内部的故障码，然后根据获内部的故障码，然后根据获得的故障码进行检修。得的故障码进行检修。End