转向系统的最新发展历程-从HPS到EPS

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一：转向系统的发展趋势

（1）        传统的液压助力转向

传统的液压助力转向系统一般是由发动机驱动转向油泵提供液压油,由转向控制阀来控制液压油的作用以实现助力。但这种转向系统的助力特性与汽车的实际要求不一致,因为汽车不同速度行驶时对助力特性的要求不同,而传统的液压助力转向系统无法做到这一点。后来,把电子技术引进了转向系统,由控制单元根据情况来控制电动机,驱动转向油泵运转,就形成了电子控制的液压助力转向系统(Electric Hydraulic Power Steering ,简称为EHPS) ,它符合当代节能与环保的要求,因为传统的液压助力转向系统中转向油泵不停地运转,但真正转向的时间却不多,这样存在很大的寄生损失;在EHPS 中,正常转向时,驾驶员转向动作不快,其电动机可以低速运转;当需要快速转向时,电动机加速,以提供足够的液压油;不需要转向动作的时候,可以让电机停转或低速运转,从而大大节约能量.

（2）        新型的电动助力转向

几年来, 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、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面的固有缺憾。直到1988 年3 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。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。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—液压动力转向器将逐渐被效率更高、适应性更强的电动助力转向系统所代替。国外几家大公司(如德国的ZF、英国卢卡斯—伟利达、Saginaw、TRW、日本的NSK、Koyo 等) 都竟相推出自己的电动助力转向系统。

二：EPS 的结构与特点分析

（1）EPS的工作原理
EPS 是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统, 其系统框图如图1 所示 ，EPS基本原理是相同的: 扭矩传感器与转向轴(小齿轮轴)连接一起, 当转向轴转动时,扭矩传感器开始工作,把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对














图1 　电动助力转向系统框图

转动位移变成电信号传给ECU , ECU 根据车速传感器和扭矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小而完成实时控制助力转向。因此它可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果, 保证汽车在低速行驶时轻便灵活, 高速行驶时稳定可靠。因此EPS 转向特性的设置具有较高的自由度。

(2) EPS的各部分结构和功能分析

EPS 主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元等组成。
扭矩传感器的功能是测量驾驶员作用在转向盘上的力矩大小与方向,以及转向盘转角的大小和方向。
车速传感器的功能是测量汽车行驶速度。这些信号都是EPS 的控制信号。
电动机的功能是根据电子控制单元的指令输出适宜的辅助扭矩, 是EPS 的动力源。
EPS 的减速机构与电动机相连, 起降速增扭作用。
电子控制单元(ECU) 的功能是根据扭矩传感器信号和车速传感器信号, 进行逻辑分析与计算后, 发出指令, 控制电动机和离合器的动作。此外,ECU 还有安全保护和自我诊断功能, ECU 通过采集电动机的电流、发电机电压、发动机工况等信号判断其系统工作状况是否正常, 一旦系统工作异常, 助力将自动取消, 同时ECU 将进行故障诊断分析。








                    图2    国内某款车型装用管柱助力EPS系统

nomatter

支持新技术

guansen

非常支持，很好的设计．

鸿发罗孚

宝马汽车公司在3月初宣布，将率先在宝马530i上装备宝马公司独有的安全技术——主动转向系统（Active Steering），这个号称全球唯一的系统是宝马公司最引以为豪的技术之一，它彻底改变了传统的转向过程，使前车轮的转向角度可以完全按照驾驶者的意愿进行。该系统中，在转向盘和转向轮之间装有一个电子控制的机械调控器，其中的行星齿轮有两个输入轴和一个输出轴，一个输入轴连接到转向盘，另一入输入轴则由电动机通过一个自锁式蜗轮蜗杆驱动机构控制，输出轴则与转向柱相连。最终从输出轴传出的整体转向角度是由驾驶者输入的转向盘角度叠加上电动马达附加的角度而成。此外，主动式转向系统的其他组成部件还包括判定当前驾驶条件和驾驶者指令的独立控制单元和多个传感器。另外，主动式转向系统始终通过车载网络与DSC（动态稳定控制）单元联网。
　　传统的转向系统原理是：当驾驶者将转向盘转过一个角度，那转向轮必然就会偏转一个固定的角度。驾驶者在转弯过程中，需要根据路面弯度变化、车速变化等因素，不断通过转动转向盘来调整转向轮的角度，维持驾驶者希望达到的转向轨迹。传统的转向系统有它自身的优点，如转向可靠、故障率低等，同时也存在一定的弊病，那就是转向传动比如果较大，则车辆在低速下转向比较轻便，但在高速状态下转向则显得过于灵敏，转向稳定性变差。相反，如果转向传动比较小，车辆在高速时转向会显得稳重，但在低速状态下，转向会比较吃力。
　　主动转向系统最大的特点，就是依据驾驶条件，自动调节车辆转向传动比，从而增加或减小前轮的转向角度。在低速时，电动机的作用与驾驶者转动转向盘的方向一致，转向传动比增大，可以减少驾驶者对转向力的需求。在高速时，电动机的运转方向与驾驶者转动转向盘方向相反，这减少了前轮的转向角度，转向传动比减小，转向稳定性提高。
　　除了更舒适、更灵活之外，主动转向系统还有很重要的一点就是更安全，这一点主要体现在车辆高速行驶中的突然转向。例如在公路上高速行驶时突然变线以超越另一辆车然后回到车道时，或者高速行驶中突然发现前方有障碍物需要急转弯时，很容易出现转向不足或者转向过度，车辆将偏离自己预定的方向，可能失去控制。在这种情况下，通常宝马车系的DSC系统通过干预制动过程控制车辆的稳定，行车速度将大幅度降低，增加能量的损耗。而主动式转向系统从转向一开始就会判断转向后出现的情况，通过电子控制的机械调控器自动修正转向角度，干预降低偏航情况的发生。而DSC系统不必像在其他车辆中那样干预驾驶，保证车辆行驶的平稳性。不过，当主动转向系统无法完成对车辆的控制时，DSC系统将参与到工作中来。因此，主动转向系统需要与DSC系统配合使用。

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谢了,好资料大家分享.

andone1986

图怎么看不到 哦

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看不到图片!!!!!!!!!!!!!!!!!!

fcgao

是一份好资料