底盘电子控制技术第4课转向控制技术

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1、汽车拖拉机学——电器与电子设备《汽车拖拉机学——电器与电子设备》课件20七月2021内容：第十章底盘电子控制技术(第4课转向控制技术)主讲人：鲁植雄教授Email：luzx@njau.edu.cnQQ：1607357229220七月2021本章内容安排第十章底盘电子控制技术第1课自动变速器控制技术第2课制动控制技术第3课驱动防滑控制技术第4课转向控制技术第5课悬架控制技术320七月2021一、电动式EPS的结构二、电动式EPS的工作原理三、电动式EPS的类型四、电动式EPS的特点五、电动式EPS的控

2、制功能六、线控转向系统七、四轮转向系统本节课的主要内容第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术420七月2021电子控制动力转向系统简写为EPS，是英文ElectronicPowerSteering的简写。汽车电控转向系统根据车速或发动机转速，改变动力放大倍数，可使汽车在停车或低速行驶时转动转向盘所需的力减少。当汽车高速行驶时，系统能保证最优控制传动比和稳定的手感，从而提高高速行驶时的稳定性。类型：电动式EPS和液力式EPS两种。一、电动式EPS的结构第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术520七

3、月2021组成：传感器、控制单元(ECU)、电动机、减速机构和离合器等一、电动式EPS的结构第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术620七月20211.传感器在电动式EPS中传感器主要应用了转矩传感器、转速传感器、速度传感器。转矩传感器时刻检测转向盘的运动情况，将驾驶员转动转向盘的方向、角度信息传送给控制单元作输入信号。转速传感器用于测量转向盘的旋转速度，速度传感器测量汽车的行驶速度，两者的测量结果同样送到控制单元作为输入。转矩测量系统比较复杂且成本较高，所以精确、可靠、低成本的转矩传感器是决定电

4、动助力转向系统能否占领市场的关键因素之一。目前采用较多的是在转向轴位置加一扭杆，通过测量扭杆的变形得到转矩。另外也有采用非接触式转矩传感器。它的优点是体积小，精度高，缺点是成本高。一、电动式EPS的结构第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术720七月20212.控制单元控制单元：8位或16位微处理器为核心，外围集成模／数电路、输入信号接口电路、报警电路、电源。具有计算、查表、故障诊断处理、存储、报警、驱动等功能。3.电动机直流电动机和无刷永磁式直流电动机，驱动电路根据采用的电动机和控制策略不同而不

5、同。一、电动式EPS的结构第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术820七月20214.减速机构电动助力转向系统的减速机构与电动机相连，起减速增扭作用。常采用蜗轮蜗杆机构，也有采用行星齿轮机构。5.离合器保证电动助力转向系统只在预先设定的车速行驶范围内起作用。当车速达到某一值时，离合器分离，电动机停止工作，转向系统转为手动转向。当电动机发生故障时离合器将自动分离。一、电动式EPS的结构第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术920七月2021电动式EPS是在传统机械转向机构基础上增加信号传感装置、控

6、制单元和转向助力机构。电动助力转向系统的转向轴由靠扭杆相连的输入轴和输出轴组成，输出轴通过传动机构带动转向拉杆使车轮转向，输出轴除通过扭杆与输入轴相连外，还经行星齿轮减速机构-离合器与助力电动机相连。驾驶员在操纵转向盘时，给输入轴输入了一个角位移，输入轴和输出轴之间的相对角位移使扭杆受扭，转矩传感器将扭杆所受到的转矩转化为电压信号输入电控单元；与此同时，车速传感器检测到的车速信号也输入电控单元，电控单元综合转向盘的输入力矩、转动方向以及车速等输入信号，判断是否需要助力以及助力的方向。二、电动式EPS

7、的工作原理第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术1020七月2021若需要助力，则依照既定的助力控制策略计算电动机助力转矩的大小并输出相应的控制信号给驱动电路，驱动电路提供相应的电压或电流给电动机，电动机输出转矩由蜗轮蜗杆传动装置放大再施加给转向轴起助力作用，从而完成实时控制助力转向；若出现故障或车速超出设定值则停止对电动机供电，系统不提供助力，同时，离合器切断，以避免转向系统受电动机惯性力矩的影响，系统转为人工手动助力。二、电动式EPS的工作原理第4课转向控制技术图4．10电动式EPS工作过程框

8、图第十章底盘电子控制技术1120七月2021电动式EPS的控制过程：转矩和转向角信号经过A/D转换器后输入ECU，ECU根据这些信号和车速计算出最优化的助力转矩。ECU把输出的数字量经D/A转换器转换为模拟量，再将其输入电流控制电路。电流控制电路把来自微处理器的电流命令值同电动机电流的实际值进行比较，并生成一个差值信号。该差值信号被送到电动机驱动电路，该电路可驱动动力装置并向电动机提供控制电流。二、电动式EPS的工作原理第4课转向控制技术第十章底盘电子控制技术1220