汽车EPS简介ppt课件

.,第一章电动转向的基本概念,.,内容,1电动转向器概念2电动转向器基本构成3电动转向基本原理4电动转向与液压转向比较5电动转向的优点6电动转向器的分类7电动转向模型,.,1电动转向器概念,汽车电动助力转向器(EPS)是一种机电一体化的新一代汽车转向系统。它是在机械转向系统的基础上,根据作用在转向盘上的转矩信号和车速信号,通过电子控制装置(控制模块)使电机产生相应大小的辅助力,协助驾驶员进行转向操纵,并获得最佳转向特性的伺服系统。,.,2电动转向器基本构成,电动转向器包括电动转向器的机械部分、控制器、电机和传感器等。管柱助力式转向器C-EPS和小齿轮助力式转向器P-EPS的机械部分、减速机构、电机和传感器安装在一起,控制器有另外安装的,用电线束将它们与蓄电池(电源)连接在一起.也有直接装在减速器壳体上的,这样散热更好.,.,3电动转向器基本原理,EPS基本工作原理：转向时，扭矩通过输入轴传递到扭力杆，输入轴和输出轴之间的旋转方向角度出现偏差，这些角度变化转换为扭矩传感器电压变化并传送到控制模块。控制模块根据扭矩传感器检测到的扭矩信号和车速信号以及反馈电机电压和电流信号，判断汽车的转向状态，向驱动单元发出控制指令，给电机一定占空比的电压，使电机按方向盘转动的角度和方向产生相应大小的辅助力，通过蜗轮蜗杆传递给输出轴，协助驾驶员进行转向操纵。,.,4电动转向与液压转向的比较,由于电动助力转向系统（EPS）只需电源而不用液压源，与液压动力转向系统相比较省略了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，零件数目少，布置方便，重量轻。二者相比电动助力转向系统相对生产成本较低。但电动助力转向系统控制器的开发由于涉及到芯片的选型、程序的开发和算法、控制逻辑的确定、电路板的设计和制造工艺，所以开发的成本较高,开发难度增加。,.,5电动转向器的优点,与液压动力转向系统（HPS）相比，电动转向器(EPS)有如下优点：1效率高。HPS系统效率一般为60%70%；而EPS系统效率可达90%以上。2能耗少。对于HPS系统，由于液压油泵时刻在工作,汽车燃油消耗率增加4%6%；而EPS系统只有助力时才工作,汽车燃消耗率仅增加0.5%左右。3对环境污染少。EPS对环境几乎没有污染。4可以独立于发动机工作。EPS系统只要电源电力充足，即可产生助力。,.,5电动转向器的优点,5路感好。使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。在带有主动回正功能的EPS,回正性好,可得到最佳的回正特性。在高速时操纵稳定性好.液压助力转向解决了汽车转向轻便性问题，解决不了“发飘”和“摆头”问题。电动转向系统可根据车速通过控制助力电机，降低高速行驶时转向助力，增大转向手力，甚至于加大高速转向时的转动阻力，这样才能真正解决高速发飘问题;高水平的控制器已经具有增加转向轴回正阻力的能力，增加了从方向盘到车轮的整个弹性系统的阻尼，能使方向盘撒手回正时产生的摆头现象衰减的更快。随着带角度信号传感器的使用，可以使车轮更快的回正到零位。,.,5电动转向器的优点,6可以实现精确转向,就是在汽车转向过程中，该转向器根据不同车速、方向盘转动的快慢，准确的提供各种行驶路况下的最佳转向助力或阻尼.电动转向器是在计算机控制下实施对电机电流大小的变化控制，实现不同的转向助力。所以它能精确的实现人们预先设置的在不同车速、不同转弯角度所需要的不同大小的转向助力和阻尼。7应用范围广，尤其对于环保型的纯电动汽车，混合动力车,EPS系统为其最佳选择。,.,6电动转向器的分类,.,四种典型电动转向系统,.,7主动转向系统,近十几年来，随着传感器技术和计算机技术的发展，主动转向开始应用于普通的车辆上。目前用于乘用车的主动转向系统其基本原理是通过控制器控制执行机构，在驾驶员转角命令的基础上附加一个独立的转角，从而实现车辆性能的改善。主动转向可实现如下功能：1）低速转向轻便，高速转向稳定；2）转向系统响应快；3）在危险工况下实现车辆稳定性的控制。宝马的主动前轮转向（AFS）是主动转向技术的一个典型的例子。在某些情况下，控制器也可以通过主动转向对车辆实现完全的控制，如丰田在其生产的PRIUS中采用的自动泊车技术。在整个泊车过程中，驾驶员只需要轻踩刹车，而不需要对转向进行任何的干预。,.,一种是以宝马公司和ZF公司联合开发的AFS系统为代表的机械式主动转向系统，通过行星齿轮机械结构增加一个输入自由度从而实现附加转向，目前已装配于宝马5系的轿车上。韩国的MANDO（AFS）、日本的JTEKT公司(Electricvariable-gear-ratiosteering)也有类似的产品；另一种是线控转向系统（SWB），利用控制器综合驾驶员转向角输入和当时的车辆状态来决定转向电机的输出电流,最终驱动前轮转动。线控转向和机械式主动转向系统最大的区别体现在当系统发生故障时,机械式主动转向系统仍能通过转向盘与车轮间的机械连接确保其转向功能,而线控转向必须通过系统冗余设计来保证车辆的安全性。由于上述安全性和可靠性的原因，目前法规上还不允许将线控转向系统直接装备车辆。,主动转向系统分类,.,8电动转向理想的转向手力模型,该模型遵循汽车转向原理和要求操纵稳定性，随方向盘转动手力变化和在不同车速时有以下规律：1随方向盘力矩增大，电机电流（扭矩）按一定规律增大；2随汽车车速增大，电机电流（扭矩）按一定规律减小；3.随方向盘转动速度增大，电机转速增加；4.随方向盘转动方向不同，电机转动方向不同.,.,电动转向理想的转向手力模型,.,电动转向理想的转向手力模型,.,电动转向理想的转向手力模型,.,电动转向理想的转向手力模型的意义,1可以直观的用来表示电动转向理想的转向助