电动动力转向课件

电动动力转向现在，动力转向系统对于大多数车主和汽车爱好者来讲，已经不是新鲜的名词。动力转向可以使转向轻便、灵活，尤其是进行原地转向、挪车入库等低车速大幅转向操作时，更能充分显示其优越性。因此，动力转向已成为大多数中高档轿车的标准配置。传统的动力转向是液压式，其工作原理是：发动机带动一个液压泵——动力转向泵，产生高压液体；方向盘下面的转向轴与一控制阀相连，转向时，转向扭力使控制阀发生相应变形，进而控制高压液体流向“左转”或“右转”助力油缸，产生助动力，在转向操作中起到助“一臂之力”的作用。电动动力转向系统摆脱了对发动机的依赖，而由一个12V无刷直流马达、助力机构、电控单元和传感器来完成转向助力组成。通常的电动转向在转向柱处提供助力。

打开点火开关，电动转向系统进入就绪状态。当驾驶员转动方向盘，转向扭力使安装在助力机构处的扭曲杆变形，扭力和位置传感器根据这一变形得出转向的方向和力度信号并传送给电控单元。电控单元根据转向的方向和力度，以及车速信号，产生相应的驱动信号，由驱动直流马达来提供助力；当方向盘转回到直线行驶的位置时，马达停止工作。与液压动力转向相比，电动动力转向系统具有下述优点：

1、燃油经济性好。取消了由发动机驱动的助力泵，减少了功率损失，提高了燃油经济性。

2、调校灵活，可针对不同的行驶工况对助力特性进行编程控制，并可根据用户的需求进行调整，真正实现“可变动力转向”。因而在低速和高速行车时，都能有良好的转向感觉。

3、整车布置方便，由于系统构成简单，并采用模块化设计，省去了液压动力转向系统中助力泵、液压管路和储液罐等，因而使整车布置简单易行。

4、良好的操控性能，由于实现了“可变动力转向”，使车辆操作平顺，易于控制。不依赖发动机提供动力，可以在车辆熄火的情况下依然提供助力。

5、良好的路感，由于路面反馈力同样作用于扭力和位置传感器，因此在电控单元的控制下，既可有细腻、真实的路感，又可对冲击性的危险性路感进行缓冲和屏蔽。当然，电动动力转向也由自己的不足之处：

1、成本较高：由于电动动力转向是一项新技术，液压动力转向已非常成熟，因此，电动动力转向系统成本相对较高。

2、应用范围小：用于重型车辆的电动动力转向需要大尺寸的直流电机和更大的驱动电流，这个技术问题尚不成熟。因此电动动力转向主要应用于轿车等轻型车辆。电动式EPS以直流电动机作为助力源,电子控制单元根据车速和转向参数控制电动机通电电流强度,调节加力电动机工作力矩,进而控制转向助力强度。电动式EPS的助力作用受电脑控制,在低速转向时的助力作用最强,随着车速的升高助力作用逐渐减弱;当车速达到42~52KM/H时电脑停止向电动机供电,并使电磁离合器分离,转向变为完全由驾驶员人力操纵。由此看出,电动式EPS在低速转向时,可获得比较轻便的转向特性;而在高速转向时,则可获得完全的转向“路感”,具有优越的控制特性。电动式EPS的主要元件布置与作用转向柱

在转向柱上装有1个直流电机和转矩传感器，如图所示。转矩传感器的作用用于检测扭力杆的扭转，计算出施加于扭力杆上的转矩并转化成电信号，输出到EMPSECU。结构如图所示。用磁性材料制成的定子和转子可以形成闭合的磁路。线圈A、B、C、D分别绕在极靴上，接成一个桥式回路。转向盘杆扭转变形的扭转角与转矩成比例，所以只要测定转向盘杆的扭转角，就可以间接地知道转向力的大小如果转向杆上存在转矩时,定子和转子的相对转角不为零,此时转子与定子间产生角位移θ.极靴AD间的磁阻增加,BC间的磁阻减少,各个极靴的磁通量产生差别,电桥失去平衡,在VW之间出现电位差.这个电位差与杆的扭转角θ和输入电压Ui成正比.U0=kUi

θθ当驾驶员向右或向左打方向盘时，转向柱扭力杆上的转矩使检测环2和检测环3之间产生相对位移。把转向的信号送给ECU。（2）电动机

其作用是根据EMPSECU信号产生转向助力，其工作控制电路如图5-80所示。EMPSECU根据车速信号、发动机转速信号、方向盘扭转信号、温度信号分析判断后，通过控制电路控制电动机来实现转向助力。（4）电子控制单元及其功能

根据车速信号和发动机转速信号等不同传感器信号，驱动转向柱上的直流电机，提供转向助力。三菱微型汽车电子控制电动动力转向系统的分析

三菱微型汽车电子控制电动动力转向系统简称ECPS，其组成如图5-82所示它主要由ECPS控制装置（ECU）、直流电动机及离合器、车速传感器、转向转矩传感器和转向机总成等组成。系统工作时，ECU根据车速变化控制电动机的工作电流，使其随车速的升高而减小，从而达到控制助力强度，改善转向“路感”的目的。当车速达到设定车速以上时，系统自动切断转向助力变为常规转向系统；当系统发生故障时，保险功能将自动切断电动机及电磁离合器电流，使系统变为常规转向系统，同时点亮位于速度表内的ECPS警告灯。（1）

直流电动机和电磁离合器

如图5-83所示。该系统的直流电动机和离合器为一体式结构，其工作电流由电脑根据车速的高低控制。电动机的最大工作电流为30A，在发动机不工作时由蓄电池供电，发动机怠速时由发电机供电；交流发电机L端子信号的作用是向ECU提供判断发动机是否启动的信号。当ECPS工作时，发动机处于高怠速状态。（4）ECPS控制装置（ECU）ECPS电脑是系统的控制中心，其工作情况为：①点火开关接通为ON时，给ECU加电，电动转向装置处于待机状态。②发动机启动后，L端子使ECU感知发动机已处于工作状态。③汽车行驶转向时，ECPS根据车速和转矩传感器信号，经对比运算后，向电动机和电磁离合器发出控制指令（电信号），使电动机产生相应方向的转矩，经传动机构减速增扭后用于转向助力。根据车速的不同，电脑对电动机电流的控制如图5-85所示。当车速达到30km/h以上时，ECU切断