随着汽车技术及电子技术的迅猛发展,汽车新技术、新工艺、新材料层出不穷。尤其大量电子技术在汽车上得到了广泛应用,使得汽车的动力性、燃油经济性、舒适性、操纵性以及环保性能得到了较大的改善。现代汽车各大系统均采用了电子控制技术,包括汽车转向系统不仅从传统机械液压式动力转向系统也发展至电子助力转向系统(EPS)。
一、电子助力转向系的基本结构和工作原理
普通动力转向系的助力特性是不变的,且与车速无关,这会导致停车及低速时,转向盘操纵沉重,中速时较轻快,当车速增高时更加轻快。如果考虑停车及低速时的轻便性,则使高速时操纵力过小,路感下降,易出现转向过度;反之会使停车及低速时操纵力过大,转向沉重,效率下降。为了实现在各种行驶条件下转向盘上所需要的力都是最佳值,必须采用更先进的电子控制动力转向系统。电子控制动力转向系可分为:电动式动力转向系、电控液力式转向系、电动液力式转向系。本文先介绍电动式动力转向系。
1.电子助力转向系概述
(1)电子助力转向系的组成
如图1所示,该系统通常由转矩传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元等组成。各部件在车上的布置如图2所示。
(2)电子助力转向系的工作原理
当操纵转向盘时,装在转向轴上的转矩传感器不断测出转向轴上的转矩,并由此产生一个电压信号。该信号与车速信号同时输入电子控制单元,电子控制单元根据这些输入信号进行运算处理,确定助力转矩的大小和转向,即选定电动机的电流和转向,调整转向的助力。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与工况相适应的转向作用力。(3)电子助力转向系(EPS)部件结构及工作原理
①转矩传感器
转矩传感器也称转向传感器,其作用是测定转向盘与转向器之间的相对转矩,并将其作为电动助力的依据之一。转矩传感器的结构、原理如图3所示。