电动助力转向.

汽车电动助力转向系统简介电动助力转向的结构和原理汽车转向行驶动力学模型面临的问题和发展趋势•汽车动力转向装置是上世纪40年代左右，在美国大型轿车上首先得到广泛应用的，主要用来解决转向轻便性问题。它随着汽车技术的发展而发展，先后出现了液压动力转向HPS(HydraulicPowerSteering)、电控液压动力转向EHPS(ElectricHydraulicPowerSteering)和电动助力转向EPS(ElectricPowerSteering)三种形式。•电动助力转向自身的特点，使其特别适用于低排放汽车LEVY,混合动力汽车(REV),燃料电池汽车(FCEV)、电动汽车(EV)而这四大“EV”汽车将构成末来汽车发展的主体，因此电动助力转向具有非常广阔的应用前景。一汽车电动助力转向系统简介•世界上第一套商品化的EPS是日本光洋(KOYO)公司于1988年生产出的一种用于微型车的柱式电动转向系统。•随后日本铃木公司在其Cervo车上首次装备该电动助力转向（直流电机）。随后电动助力转向产品发展迅速，不断更新换代。日本精工（NSK）、富士重工等企业先后开发出电动助力转向产品，铃木、本田、三菱、丰田、大发等汽车企业相继开始装配EPS。如本田的Accord、三菱的Minica（有刷电机）、丰田的Prius都装配了电动助力转向。•欧美开发电动助力转向部件稍晚，但起点高、投入力度大，TRW、Delphi、ZF等目前也都推出电动助力转向产品。•美国Delphi汽车系统公司的EPS（采用无刷电机），已经被欧宝、雪佛莱、德国大众汽车公司和意大利菲亚特汽车公司采用。•德国ZF集团1998年与Bosch公司建立“ZF转向器技术股份有限公司”，开发生产出了Servolecriic系。•德国奔驰汽车公司采用了独创的主动转向系统(ActiveSteeringSystem)，具有可变的传动比和助力转向。它解决了低速时的灵活性与高速时的稳定性问题。•国内合肥土业大学、吉林大学，清华大学、北京理工大学、同济大学、天津大学、华中科技大学、江苏大学、武汉理工大学、重庆大学、湖北汽车工业学院学院等院校也在开展EPS的研究。南方航空动力机械公司等已开发出EPS系统，并进行了小批量道路试验(生产转向柱式的EPS产品已小批量在昌河公司产的爱迪尔轿车、南京菲亚特公司产的新雅途轿车上试验)。•此外，目前国产汽车中己有广州木田的飞度、昌河铃木的北斗星CH7100A和上海大众的途安、吉利豪情、长安雨燕、天津丰田的皇冠、一汽大众的开迪、奇瑞QQ等装配了电动助力转向。二电动助力转向的结构和原理EPS是一种直接依靠电机提供转向助力的动力转向系统，根据电机布置位置的不同，分为:转向轴助力式(ColumnType),小齿轮助力式(PinionType)、齿条助力式(RackType)三种型式。但其基本原理是相同的。EPS系统结构图1）转矩传感器转据传感器用于检测作用于转向盘上的转矩信号的大小和方向。非接触式转矩传感器2）车速传感器车速传感器通常采用电磁感应式传感器，安装在变速箱中。3）电机EPS的动力源式电机，通常采用无刷永磁式直流电机，其功能式根据ECU的指令产生相应的输出转矩。4）离合器离合器采用干式电磁离合器，其功能式保证EPS在预先设定的车速范围内闭合。5）减速机构减速机构式用来增大电机输出转矩。6）电子控制单元计算机根据转矩和车速传感器检测到的信号,按一定的控制算法计算出所需要的助力转矩,然后通过D/A输出,控制电机实现助力控制EPS控制流程图吉利豪情用（总成）12V150W昌河北斗星用转向柱式，有刷直流电机(日本精工NSK）EPS系统转向肋力的效果三汽车转向行驶动力学模型•3.1转向系统等效动力学模型图3-1汽车转向系统•按功能原理将上述转向系统转化为绕转向主销转动的等效动力学模型,如图3-2.图3-2绕转向主销的转向系统等效动力学模型•3.2电动助力转向系统动力学模型ssssahshhTkdtdcdtdITTkdtdcdtdI)()(2222四.面临的问题和发展趋势•1.面临的问题•1）助力特性的确定•2）控制策略•3）信号源•4）四轮驱动•2.新的趋势•1)结构：•现有的EPS中，驱动转向轮进行转向的力由人和电动机助力两部分组成,随着技术的不断进步，未来的EPS将是全助力的电动转向系统，即驱动转向轮转向的力完全由电动机提供。目前，国内外研究最多的线控转向(SteerbyWire)就是一种全助力转向技术。•2)控制策略：•今后控制信号将不再仅仅依靠车速与扭矩信号，而是根据转向角、横摆速度、侧向加速度等多种信号进行与汽车实际特性相吻合的综合集成控制。