汽车电子控制式电动助力转向系统的发展

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汽车电子控制式电动助力转向系统的发展

冯樱,肖生发,罗永革

)湖北汽车工业学院汽车工程系,湖北十堰’’*##*+

摘要!本文简述了汽车电控助力转向系统的发展与应用,介绍了电控助力转向系统的基本结构与工作原理,分析比较了其性能特点,并阐述了该项技术今后的发展趋势.

关键词!电控动力转向/发展趋势/转矩传感器

中图法分类号!0’1(文献标识码!2

随着现代汽车技术的迅猛发展,人们对汽车转向操纵性能的要求也日益提高.为了保证车辆在任何工况下转动转向盘时,都有较理想的操纵稳定性,即使车辆在停车情况下转动转向盘时也能够轻松自如/而在高速行驶时又不会感到轻飘不稳.汽车转向系统从简单的纯机械式转向系统,发展到机械液压动力转向系统3到电控液压动力转向系统,直至如今的更为节能3操纵性能更优的电子控制式电动助力转向系统)456789:7;<=69>?@86A+阶段.

本文将对电控助力转向系统的发展3系统的基本工作原理和主要元件的结构形式及系统的控制原理进行阐述,并将其与液压动力转向系统进行性能比较/最后,讨论该项技术今后的发展趋势.

"电子控制式电动助力转向系统的发展与应用

自"B&(年通用汽车公司在凯迪莱克和别克轿车上首次批量使用了液压动力转向系统以来,液压动力转向系统给汽车带来了巨大的变化!人们不再需要靠大直径的转向盘来产生足够的转向力矩,转向盘的减小,使得驾驶室变得宽敞起来,座椅布置也变得更为舒适了/液压动力转向系统在降低了转向操纵力的同时,也使转向变得更为灵敏.随着技术的发展,动力转向系统在体积3价格和所消耗的功率等方面都取得了惊人的进步.在八十年代后期,又开发了变减速比3电控液压动力转向系统.今天,变速比的液压动力转向系统几乎成为发达国家所销售轿车的标准装备.

几十年来,动力转向系统的技术革新都是在液压动力转向系统基础上的.即便是电控液压动力转向系统也无法根除液压动力转向系统在系统布置3安装3密封性3操纵灵敏度3能量消耗3磨损与噪声等方面的固有缺憾.直到"B$$年(月,日本铃木公司开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统)以下简称!电动助力转向系统+,才真正摆脱了液压动力转向系统的束缚."B B(年,本田汽车公司首次将电动助力转向系统装备于大批量生产的3在国际市场上同法拉利和波尔舍竞争的爱克C>D跑车上/同年,在欧洲市场销售的一种经济型轿车E菲亚特帮托也将美国德尔费公司生产的电控助力转向系统作为标准装备/由于电控助力转向系统完全取消液压装置,用电能取代液压能,减少了发动机的能量消耗/加上其性能的优越性,很快在越来越多的国外轿车上得到应用,如本田最新推出的F G@:H I8轿车上就是其中的一例.电动助力转向系统无疑是未来动力转向设计的新方向,目前在中型以上货车和中级以上轿车上广泛采用的机械E 液压动力转向器将逐渐被效率更高3适应性更强的电动助力转向系统所代替.为此,国外几家大公司)如德国的J K3英国卢卡斯E伟利达3>L H:G L=3M N O3日本的C>P3P

目前国内动力转向器还处在机械E液压式动力转向系阶段,对于电动助力转向系统仅有清华3华工等高校开展了系统结构方案设计3系统建模和动力分析等研究,但处在研制的初级阶段,未达到实用程度.

*电子控制式电动助力转向系统基本结构与工作原理

!"#电子控制式电动助力转向系统的基本工作原理

电子控制式电动助力转向系统是在传统机械转向机构基础上$增加信号传感装置%电子控制装置和转

向助力机构&它是利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向&不转向时$

电动机不工作’转向时$

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汽车电子控制式电动助力转向系统的发展

动!这时滑套"铁芯#外围的两个线圈可检测到运动的大小和方向$从而获得转矩的大小和方向!%&’电动机和离合器

电动机采用永磁直流电动机!在电动机设计时$

应着重考虑如何提高路感(降低噪音和振动!比如在电机转子周缘开设不对称或螺旋状的环槽(靠特殊形状的定子产生不均匀磁场等都可改善电动机的性能!离合器采用电磁式离合器$其由控制单元根据车速的快慢来控制!当车速在设定车速以上时$电磁离合器切断$电动机不再提供助力$此时$系统不受电动机惯性力矩的影响$转入人工转向状态)在设定车速之下$电磁离合器接合$转入助力转向状态!为了改善转向特性$离合器设计时要让它具有一定的滞后特性!%&*减速传动机构

减速传动机构是用来增大电动机传递给转向器的转矩!它主要有两种形式+双行星齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构!前者主要用于小齿轮助力式和齿条助力式转向系统)后者主要用于转向轴助力式转向系统!

%&,控制单元

%&,&-控制电路

电动助力转向系统的控制电路核心是.位单片机$带有/01转换器和234单元!

转矩(转向角信号和车速经过接口电路被输入到单片机$单片机根据这些信号计算出最优化的助力转矩$

然后把已计算出来

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汽车电子控制式电动助力转向系统的发展

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8北京N 人民交通出版社/F D D E 8!J #季学武等8动力转向系统的发展与节能!4

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汽车电子控制式电动助力转向系统的发展

作者：冯樱， 肖生发， 罗永革， FENG Ying， XIAO Sheng-fa， LUO Yong-ge

作者单位：湖北汽车工业学院汽车工程系,

刊名：

湖北汽车工业学院学报

英文刊名：JOURNAL OF HUBEI AUTOMOTIVE INDUSTRIES INSTITUTE

年，卷(期)：2001,15(1)

被引用次数：22次

参考文献(8条)

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本文链接：https://www.wendangku.net/doc/bf3349700.html,/Periodical_hbqcgyxyxb200101002.aspx