汽车电动助力转向系统技术及自诊断分析

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1、汔车电动助力转向系统技市及自诠断分析赵文天(青海交通职业技术学院，青海西宁81Oo28)摘要：电子控制技术的成熟和成本的降低使电动助力转向系统(EPS)的优越性能得以充分体现，越来越受到人们的重视。分析EPS系统的结构组成和工作原理，阐述故障自诊断功能和自诊断原理，对EPS的推广大有裨益。关键词：电动助力转向：自诊断：分析中图分类号：U463-4文献标识码：A文章编号：1o02—4786(2009)09—0093—03DoI：l0_3869：i．10O2—4786．2O09．09．O70Aut0m0tiVeElectricP0werSt

2、eeringSystemTechn0l0gyandSelf_diagn0sisZHAOWen—tian(QinghaiTransportationPmssi0nalTechnologyInstitute，xining810028，China)Abstract：Withtheelectroniccontr0ltechnologyreducingcostsandbeingmature，electricp0wersteeringsystem(EPS)f0ritssuperi0rpe—’0rn1ancehasg0tm0reandmoreatte

3、ntion．Thestructurecom—positionandtheworkingprinciple0fEPSareanalyzed，s0arethefailure0fself_一diagnosisandself-diagn0sticfuncti0nofprinciple．Itishelpfllltop0pularizingEPS．Keyw0rds：electricpowersteering；self—diagn0sis；analysis转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性图1所示。能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行

4、驶安全性。电动助力转向系统(EPS)具有节能、输人轴成本低和便于控制、易于装车，提高操纵稳定性和／弋轴轻便性以及符合机电一体化的要求等优点。其助力转矩由电动机直接提供。而且在多种工况下都能提供转一黼茎关向助力。1电动助力转向系统结构及其工作原理条1．1电动助力转向系统的结构组成电动助力式转向系统在不同车辆上的结构部件不尽相同，但是其基本原理是一致的。它一般是由1．1．1扭矩传感器转矩传感器、车速传感器、电子控制单元ECU、电扭矩传感器安装于转向柱上用来检测转向盘转动机、电磁离合器以及减速机构成，其结构组成如矩的大小和方向，以及转向盘转角

5、的大小和方向，它是EPS的控制信号之一。扭矩传感器主要有接触矩。式和非接触式两种。常用的接触式(主要是电位计EPS的助力特性属于车速感应型．在同一转向式)传感器有摆臂式、双排行星齿轮式和扭杆式三盘力矩输入下．电动机的目标电流随车速的增加而种类型，而非接触式转矩传感器主要有光电式和磁降低，能较好地兼顾轻便性与路感的要求。EPS系电式两种。统控制框图如图2所示【1J。1．1．2电动机转向输入轴电动机根据ECU的指令输出适宜的转矩，一般转向传感器信号采用无刷永磁电动机，无刷永磁电机具有无激磁损控制器耗、效率较高、体积较小等特点。其最大电流一般

6、蓄电池机为30A左右。电压为DC12V．额定转矩为10N·m左车速信号中间轴I电磁离合器控制信号右。电机是EPS的关键部件之一，对EPS的性能有小齿轮很大的影响。由于控制系统需要根据不同的工况产生不同的助力转矩．具有良好的动态特性并容易控齿轮齿条制，这些都要求助力电机具有线性的机械特性和调图2电动助力转向系统控制框图速特性。此外，还要求电机低转速大扭矩、波动2EPS的特点小、转动惯量小、尺寸小、质量轻、可靠性高、抗与传统的液压动力转向(HPS)相比，EPS具有干扰能力强以下特点lzl：1．1-3电磁离合器a)EPS能在各种行驶工况下提供

7、最佳力，减小电磁离合器是保证电动助力只在预定的范围内路面不平度所引起的对转向系的扰动，改善了汽车起作用。当车速、电流超过限定的最大值或转向系的转向特性：统发生故障时．离合器便自动切断电动机的电源，b)EPS只在转向时电动机才提供助力，相比液恢复手动控制转向。此外，在不助力的情况下，离压动力转向系统可节约燃油3％～5％，因而燃油经合器还能消除电动机的惯性对转向的影响。为了减济性有了很大的提高：少与不加转向助力时驾驶车辆感觉的差别．离合器c)EPS取消了油泵、皮带、密封件、液压软不仅具有滞后输出特性．同时还具有半离合器状态管、液压油及密封件

8、等．其零件比传统液压动力转区域。向系统大大减少，因而质量更轻，结构更紧凑，在1．1．4减速机构安装位置选择方面也更为方便，并且可以降低噪减速机构用来增大电动机传递给转向器的转声：矩。它主要有两种形式：双行星