电动机械式助力转向系统(EPS)的原理和结构 |
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电动机械式助力转向系统(EPS)没有了液压助力系统的液压泵、液压管路、转向管柱阀体等结构,结构非常简单,通过减速器以纯机械方式将电机产生的助力传递到转向系统上。 EPS 电动助力转向系统是机电一体化的产品,它由转向管柱、扭矩传感器、伺服电机、控制模块等组成。
原理通解▼ 车辆启动后系统开始工作,当车速小于一定速度(如80km/h),这些信号输送到控制模块,控制模块依据转向盘的扭矩、转动方向和车速等数据向伺服电机发出控制指令,使伺服电机输出相应大小及方向的扭矩以产生助动力,当不转向时,电控单元不向伺服电机发送扭矩信号,伺服电机的电流趋向于零。 因此,在直行驾驶而无需操作转向盘时,将不会消耗任何发动机的动力,降低了燃油消耗。 本系统提供的转向助力与车速成反比,当车速在一定速度(如80km/h)或以上时,伺服电机的电流也趋向于零,所以车速越高助力越小。因此,无论在高速、低速行驶操作过程中汽车具有更高的稳定性,驾驶员自身保持均衡不变的转向力度。
结构通解▼
双小齿轮 双小齿轮电控机械助力转向系统中,由转向小齿轮和传动小齿轮将必需的转向力传递给齿条。驾驶员施加的扭矩通过转向小齿轮来传递,而传动小齿轮则通过蜗杆传动装置传递电控机械助力转向系统电机的支持扭矩。 转向器 转向器由转向扭矩传感器、扭转杆、转向小齿轮、传动小齿轮、蜗杆传动装置以及带控制单元的电机构成。 电机及控制单元 用于转向支持的电机带有控制单元和传感单元,它安装在第二个小齿轮上。这样就建立了转向盘和齿条之间的机械连接。因此,当伺服电机失灵时,车辆仍可以通过机械传动进行转向。 转向角度传感器 转向角度传感器位于复位环后侧,复位环上带有一个安全气囊滑环。转向角度传感器通过CAN 数据总线将信号传递到转向管柱电子控制单元J527,由此控制单元获悉了转向角度 的大小。转向管柱电子控制单元中的电子装置分析这个信号。 转向扭矩传感器 转向扭矩传感器将转向盘扭矩直接传递给转向小齿轮。传感器根据磁阻原理进行工作。为了确保最高的安全性,它采用了双重结构(冗余结构)。 转向管柱连接在扭矩传感器上,转向器通过扭转杆连接在扭矩传感器上。连接转向管柱的元件上有一个磁极转子,在这个转子中不同磁极的24 个区域轮流交替。每次使用两个磁极来进行扭矩分析。 转子转速传感器 转子转速传感器是电控机械助力转向系统电机的组成部分。无法从外部接触到转子转速传感器。 一般情况下的转向过程如下图所示:
1—驾驶员转动转向盘时,转向支持开始; 2—由于转向盘上扭矩的作用,转向器中的扭矩杆转动。转向扭矩传感器J269 探测扭矩杆的转动,并将探测到的转向扭矩传递给控制单元; 3—转向角度传感器通知当前转向角度,而转子转速传感器通知当前转向速度; 4—控制单元根据转向扭矩、车速、发动机转速、转向角度、转向速度和控制单元中的特性曲线计算出必需的支持扭矩,并启动电机; 5—由第二个平行作用于齿条的小齿轮来进行转向支持,小齿轮的传动由电机来进行,电机通过一个蜗杆传动装置和一个传动小齿轮将转向支持力传递到齿条上; 6—转向盘上的扭矩和支持扭矩的总和就是转向器上的有效扭矩,由该扭矩来传动齿条。 高速公路行驶时的转向过程如下图所示:
1—换车道时,驾驶员轻打转向盘; 2—扭转杆因此转动,转向扭矩传感器获悉扭转杆转动并通知控制单元,转向盘上有一个小的扭矩; 3—转向角度传感器通知小转向角度,而转子转速传感器通知当前转向速度; 4—根据一个小的转向扭矩、100km/h 的车速、发动机转速、小的转向角度、转向速度及控制单元中的特性曲线(100km/h 车速的特性曲线),控制单元获悉必须有一个小的支持扭矩或无需支持扭矩,继而启动电机; 5—高速公路行驶时,由第二个平行作用于齿条的小齿轮来进行一个小的转向支持,或者不进行转向支持; 6—转向盘上扭矩加上最小支持扭矩就是换车道时的有效扭矩,由该扭矩来传动齿条 来源:电控知识搬运工 审核编辑:汤梓红 声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉 传感器 传感器 +关注关注 2538文章 48982浏览量 744027 电机 电机 +关注关注 141文章 8536浏览量 142913 伺服电机 伺服电机 +关注关注 84文章 1970浏览量 56866 EPS EPS +关注关注 5文章 181浏览量 30919原文标题:电子转向系统的结构与原理详解 文章出处:【微信号:智能汽车电子与软件,微信公众号:智能汽车电子与软件】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。 收藏 人收藏扫一扫,分享给好友 复制链接分享 评论发布评论请先 登录 相关推荐 单片机的EPS驱动电路设计 1 EPS系统基本结构及工作原理 电动助力转向系统 发表于 08-10 10:23 分析汽车转向电动机工作原理及转向系统 汽车上配置的转向系统,大致可以分为三类:(1)一种是机械式液压动力转向系统;(2)一种是电子液压助力 发表于 10-10 18:22 AMEYA360设计方案丨电动助力转向系统模块解决方案 HPS(Hydraulic Power Steering)相比,EPS 系统具有很多优点。EPS 主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。我们常 发表于 11-22 13:44 电动助力转向系统EPS的原理是什么? ,EPS系统具有很多优点:仅在需要转向时才启动电机产生助力,能减少发动机燃油消耗;能在各种行驶工况下提供最佳 发表于 10-16 06:16 电动助力转向系统扭矩传感器的原理是什么 ,EPS系统具有很多优点:仅在需要转向时才启动电机产生助力,能减少发动机燃油消耗;能在各种行驶工况下提供最佳 发表于 04-22 08:34 电动助力转向系统控制器的设计方案 前言近年来,随着电子技术的发展和节能、环保两大主题的推广,电动助力转向系统(EPS)以其优越性能表现得到业界的广泛关注,逐渐成为世界汽车技术 发表于 07-29 06:06 请问怎样去设计汽车电动助力转向系统(EPS)? EPS的工作原理是什么?EPS的结构是由哪些部分组成的?怎样去设计基于ARM单片机的汽车电动助力转向 发表于 05-10 07:04 汽车电动助力转向系统EPS原理是什么? 电位计式扭矩传感器有哪几种类型?汽车电动助力转向系统EPS原理是什么?PS扭矩传感器以什么的趋势 发表于 05-13 06:45 电动助力转向系统(EPS)数据采集的实现方法是什么? 电动助力转向系统(EPS)数据采集的实现方法是什么? 发表于 05-18 06:45 电动助力转向EPS——理论公式推导及simulink模型 电动助力转向EPS(二)——理论公式推导及simulink模型EPSEPS系统建模方向盘动态公式扭矩传感器模块电机模块齿轮齿条模块simul 发表于 06-29 07:26 电动助力转向系统 相关资料分享 在节能减排、小型化、轻量化的全球发展趋势中,电动助力转向系统(简称EPS)的应用正逐渐成为汽车转向 发表于 06-30 07:50 汽车电动助力转向系统(EPS) 所提高。EPS 利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向, 一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、 发表于 09-08 15:14 •30次下载![]() ![]() ![]() |
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