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電動(dòng)助力轉向系統工作原理,解析什么是電動(dòng)助力轉向系統

時(shí)間:2019-06-19 15:56:30 點(diǎn)擊:10879 次 來(lái)源:洛陽(yáng)合能電氣有限公司
  電動(dòng)助力轉向系統是種協(xié)助方向盤(pán)轉向的系統,是汽車(chē)上不可或缺的部分,它的好壞直接影響了車(chē)輛的穩定性與安性,今天合能新能源動(dòng)力系統研發(fā)廠(chǎng)家為您詳細解說(shuō)電動(dòng)助力轉向系統工作原理,結構以及優(yōu)缺點(diǎn)。

  電動(dòng)助力轉向系統(ElectricPowerSteering,縮寫(xiě)EPS)是種直接依靠電機提供輔助扭矩的動(dòng)力轉向系統,與傳統的液壓助力轉向系統HPS(HydraulicPowerSteering)相比,該系統省去了液壓動(dòng)力轉向系統,由電動(dòng)助力機直接提供轉向助力。

 一 、電動(dòng)助力轉向系統的工作原理

  駕駛員在操縱方向盤(pán)進(jìn)行轉向時(shí),轉矩傳感器檢測到轉向盤(pán)的轉向以及轉矩的大小,將電壓信號輸送到電子控制單元,電子控制單元根據轉矩傳感器檢測到的轉矩電壓信號、轉動(dòng)方向和車(chē)速信號等,向電動(dòng)機控制器發(fā)出指令,使電動(dòng)機輸出相應大小和方向的轉向助力轉矩,從而產(chǎn)生輔助動(dòng)力。汽車(chē)不轉向時(shí),電子控制單元不向電動(dòng)機控制器發(fā)出指令,電動(dòng)機不工作。根據車(chē)速的不同,提供電動(dòng)機不同的助力果,以保證汽車(chē)在低速轉向行駛時(shí)輕便靈活,高速轉向行駛時(shí)穩定可靠。

  二、電動(dòng)助力轉向系統的種類(lèi)

  電動(dòng)助力轉向系統按照輔助電機的布置方式可分為四種:

電動(dòng)助力轉向系統工作原理

  1、轉向柱助力式

  轉向軸助力式轉向系統其轉矩傳感器、電動(dòng)機、離合器和轉向助力機構組成體,安裝在轉向柱上。其點(diǎn)是結構緊湊,電動(dòng)機助力的響應性較好。但由于助力電機安裝在駕駛艙內,受到空間布置和噪音的限制,電機的體積較小,輸出扭矩不大,般只用在小型及緊湊型車(chē)輛上。

  2、小齒輪助力式

  齒輪助力式轉向系統的轉矩傳感器、電動(dòng)機、離合器和轉向助力機構仍為體,只是整體安裝在轉向小齒輪處,直接給小齒輪助力,能夠獲得較大的轉向力??捎糜谥行蛙?chē)輛,提供較大的助力值。該形式可使各部件布置更方便,但當轉向盤(pán)與轉向器之間裝有萬(wàn)向傳動(dòng)裝置時(shí),轉矩信號的取得與助力車(chē)輪部分不在同直線(xiàn)上,助力控制性難以保證準確。

電動(dòng)助力轉向系統工作原理

  3、齒條助力式

  齒條助力式轉向系統的轉矩傳感器單地安裝在小齒輪處,電動(dòng)機與轉向助力機構起安裝在小齒輪另的齒條處,用以給齒條助力。齒條助力式系統的動(dòng)力輔助單元安裝在齒條上,具體安裝位置比較自由,因此在汽車(chē)的底盤(pán)布置時(shí)非常方便。此外,同小齒輪助力式相比,能提供更大的助力值,可用于較大的車(chē)輛上,主要用于重型汽車(chē)。

  4、直接助力式

  直接助力式系統的動(dòng)力輔助機構和轉向器的齒條組成個(gè)立的單元,很容易布置在發(fā)動(dòng)機艙內。電動(dòng)系統的靈活性可實(shí)現轉向輪、多轉輪、操縱桿和有線(xiàn)制導組件等輸入裝置的零更換。系統中的可組態(tài)交流驅動(dòng)裝置實(shí)現了參數性能的便捷調節,在與電氣牽引系統配套使用時(shí),用戶(hù)可根據載荷和轉向角度對牽引速度進(jìn)行控制,改善電動(dòng)車(chē)輛的駕駛性能、穩定性以及總體安性。

  三、電動(dòng)助力轉向系統的組成

  EPS(電動(dòng)助力轉向系統)主要由扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電動(dòng)機、減速機構和電子控制單元(ECU)等組成。

  四、電動(dòng)助力轉向系統優(yōu)點(diǎn)

電動(dòng)助力轉向系統工作原理

  1.降低了燃油消耗

  傳統的液壓助力轉向系統由發(fā)動(dòng)機帶動(dòng)轉向油泵,不管轉向或者不轉向都要消耗發(fā)動(dòng)機部分動(dòng)力。而電動(dòng)助力轉向系統只是在轉向時(shí)才由電機提供助力,不轉向時(shí)不消耗能量。因此,電動(dòng)助力轉向系統可以降低車(chē)輛的燃油消耗。

  2、增強了轉向跟隨性

  電動(dòng)助力機與助力機構直接相連可以使其能量直接用于車(chē)輪的轉向。該系統利用慣性減振器的作用,使車(chē)輪的反轉和轉向前輪擺振大大減水。因此轉向系統的抗擾動(dòng)能力大大增強和液壓助力轉向系統相比,增強了轉向車(chē)輪對轉向盤(pán)的跟隨性能。

  3、改善了轉向回正性

  動(dòng)力轉向系統性能的發(fā)展已經(jīng)到了限,電動(dòng)助力轉向系統的回正性改變了這切。該系統還可以讓工程師們利用軟件在 大限度內調整設計參數以獲得 佳的回正性。從 低車(chē)速到 高車(chē)速,可得到簇回正性曲線(xiàn)。

電動(dòng)助力轉向系統工作原理

  4、提高了操縱穩定性

  通過(guò)對汽車(chē)在高速行駛時(shí)過(guò)度轉向的方法測試汽車(chē)的穩定性。采用該方法,給正在高速行駛(100km/h)的汽車(chē)個(gè)過(guò)度的轉角迫使它側傾,在短時(shí)間的自回正過(guò)程中,由于采用了微電腦控制,使得汽車(chē)具有更高的穩定性,駕駛員有更舒適的感覺(jué)。

  5、提供可變的轉向助力

  電動(dòng)助力轉向系統的轉向力來(lái)自于電機。通過(guò)軟件編程和硬件控制,可得到覆蓋整個(gè)車(chē)速的可變轉向力??勺冝D向力的大小取決于轉向力矩和車(chē)速。無(wú)論是停車(chē),低速或高速行駛時(shí),它都能提供可靠的,可控性好的感覺(jué),而且更易于車(chē)場(chǎng)操作。

  6、采用綠色能源

  電動(dòng)助力轉向系統應用" 干凈"的電力作為能源,完取締了液壓裝置,不存在液壓助力轉向系統中液態(tài)油的泄漏問(wèn)題,可以說(shuō)該系統順應了"綠色化"的時(shí)代趨勢。

  7、結構簡(jiǎn)單,占用空間小

  由于該系統具有良好的模塊化設計,所以不需要對不同的系統重新進(jìn)行設計、試驗、加工等,不但節省了費用,也為設計不同的系統提供了大的靈活性,而且更易于生產(chǎn)線(xiàn)裝配。

  8、生產(chǎn)線(xiàn)裝配性好

  電動(dòng)助力轉向系統沒(méi)有液壓系統所需要的油泵、油管、流量控制閥、儲油罐等部件,零件數目大大減少,減少了裝配的工作量,節省了裝配時(shí)間,提高了裝配率。

  五、電動(dòng)助力轉向系統缺點(diǎn)

  1、可靠性

  雖然現在電動(dòng)助力轉向技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但是電子系統還是要比純機械結構“嬌氣”些。尤其是在激烈駕駛情況下,助力電機容易出現過(guò)載,影響助力系統工作,所以很多考慮激烈駕駛工況的性能車(chē)型都還在使用液壓助力轉向系統。

電動(dòng)助力轉向系統工作原理

  2、功率的問(wèn)題

  于目前的大多數車(chē)輛來(lái)說(shuō),使用的都是12V的電源系統,能夠帶動(dòng)的助力電機功率有限,雖然可以通過(guò)搭配不同的減速機構改變助力電機的承載能力,適應范圍較電子液壓助力更廣,但是改變范圍畢竟有限,對于轉向負荷較大的大型車(chē)輛來(lái)說(shuō),電動(dòng)助力仍然有些力不從心。

  六、電動(dòng)助力轉向系統故障解決方法

  電動(dòng)助力轉向系統故障指示燈
  “EPS”故障燈或個(gè)“方向盤(pán)”故障燈
  故障解決方法
  電動(dòng)助力系統的故障,除去機械部分故障外,就剩電子部分的故障。如轉向角傳感器故障,電機損壞,控制模塊損壞等。
  在診斷帶電動(dòng)助力的車(chē)輛時(shí),我們應先讀取故障碼,然后再根據故障碼維修即可,電子故障多為轉角傳感器故障。大家在維修的時(shí)候要注意點(diǎn),就是在維修后(拆電池頭、更換傳感器、控制器等),需要進(jìn)行匹配后才能正常使用。不然會(huì )報故障碼,如轉向角度傳感器信號不可靠。

  這里給大家介紹下大眾速騰轉向角傳感器的基本設定方法 

      方法一

  打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)
  左右各打圈后將方向盤(pán)打到正中位置;
  5053進(jìn)44,選擇11CODING;
  輸入31857(車(chē)型不同,PIN碼也不同),安登錄;
  登錄后,返回選擇基本設定;
  選擇組號060并執行

  PS:不同診斷電腦匹配方法也有所不同,有的診斷電腦,直接選擇匹配,轉角傳感器匹配即可。

電動(dòng)助力轉向系統工作原理

  方法二
  方向盤(pán)打正(前輪處于直線(xiàn)行駛狀態(tài));
  啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機;
  方向盤(pán)向左轉動(dòng)10°左右,停頓2秒鐘,回正,再朝右轉動(dòng)10°左右,停頓2秒鐘,回正。
  雙手離開(kāi)方向盤(pán),停頓2秒鐘,然后將方向盤(pán)向左打到底,停頓2秒鐘,再朝右打到底,停頓2秒鐘,回正;
  關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。
  注:進(jìn)行轉向位置傳感器匹配后,必須讀取,清除無(wú)故障碼后,設定工作才能結束。
  有時(shí)候會(huì )碰到,需要多次設定才能成功的現象屬于正?,F象。
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