基本控制方法:
EPS系统可以对转向过程中的每个环节﹙转向、回正、中间位置﹚进行精确控制,从而提高汽车转向助力性能。微处理器可以根据各种传感器的信号判断转向状态,执行不同控制模式,根据这些要求,制定出EPS控制策略。在对电动助力转向系统进行控制时,不同的控制策略会有不同的控制效果。
﹙1﹚助力控制:助力控制是汽车在低速行驶过程中进行转向时,为减轻转向盘的操纵力,使其转向操纵轻便灵敏,可通过减速机构把电机转矩作用到机械转向系统﹙转向轴、齿轮、齿条﹚上的一种基本控制模式。该控制是利用电机转矩和电机电流成比例的特性,由转向盘转矩传感器检测的转矩信号和由车速传感器检测的车速信号输入控制器单片机,根据预测的不同车速下“转矩-电机助力目标电流表”,确定出电机助力的目标电流,通过对反馈电流与目标电流相比较,利用PID调节器等来进行调节,输出PWM ﹙脉宽调制﹚信号到驱动回路以驱动电机产生合适的助力。
﹙2﹚回正控制:回正控制是为改善转向回正特性的一种控制模式。汽车在行驶过程中转向时,由于转向轮主销后倾角和主销内倾角的存在,使得转向轮具有自动回正的作用。随着车速的提高,回正转矩增大,而轮胎与地面的侧向附着系数却减小,二者综合作用使得回正性能提高。根据转向盘转矩和转动的方向可以判断转向盘是否处于回正状态。实施过程可以如下:分为低速行驶转向回正过程中,保持机械系统原有的回正特性;高速行驶转向回正时,为防止回正超调,可采用回正控制。其工作原理是:当转向盘回转到中间位置时,电控单元将使电机电流逐渐减少,电机将产生一个与转速成正比的阻力矩,使其对转向轮产生回正阻尼,从而使汽车获得稳定的转向特性。
﹙3﹚阻尼控制:阻尼控制是汽车运行时为提高高速直线行驶稳定性的一种控制模式,其工作原理是:当电机绕组发生短路(电机转子停止转动瞬时,无反电动势效应作用,此时通过电机绕组的激励电流最大)时,电机将产生一个大小与其转速成正比的反向转矩,用以衰减汽车高速行驶时出现的转向盘抖动现象,消除转向车轮因路面扰动而引起的摆振。因而,当汽车高速行驶时,如果转向过于灵敏,会影响汽车的行驶稳定性。为提高直线行驶的稳定性,在调节范围内进行阻尼控制。
电动液压助力转向﹙electrically powered hydraulic steering﹚系统是利用电机直接驱动液压转向泵,与发动机不发生机械上的关系,这样就可以减少能源的损耗,最后可以节约转向系统85%的能源。
电动液压助力转向系统如图35、图36所示。系统中的转向盘转角传感器是在转向管柱上安装了60块磁铁组成的一个圆环,传感器是霍尔集成电路,产生的霍尔电压的大小取决于磁场强度的大小和方向,管柱中的转向轴旋转时,使磁场强度的强弱周期性变化,从而产生方波信号。
在这种转向系统中将采用一个集成在电动泵总成中的齿轮泵来取代迄今为止人们所熟悉的助力转向系统中的伺服泵(叶片泵)。该齿轮泵不是直接由汽车发动机来驱动,而是由一个集成在电动泵总成中的电机来驱动的。
转向角速度、车速及发动机转速信号将传送给控制单元。该控制单元可以调节电机以及齿轮泵的转速,进而调节供油量,更确切地说是液压油的体积流量。
再接通保护:电动液压助力转向系统在受到干扰、故障或撞车后具有一种再接通保护。在发生撞车的情况下,这种再接通保护只需用一个诊断仪即可被解除。