三、电动式EPS主要部件的结构及工作原理
电动式
EPS主要由转矩传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和
ECU等组成,其各部分的结构和工作原理如下:
1.转矩传感器
转矩传感器的作用是测量转向轴与转向器之间的相对转矩,是电动助力的重要参数之一。转矩传感器可分为无触点式转矩传感器和有触点式转矩传感器两种。
(1)无触点式转矩传感器
无触点式转矩传感器的结构及工作原理,如图24所示。在输出轴的极靴上分别绕有A、B、C、D共4个线圈,汽车直行、转向轴处于中间位置时,转力杆的纵向对称面正好处于极靴AC、BD的对称面上。当在两端V、w加上连续的输人脉冲电压信号U,时,由于通过A、C、U、T的闭路磁通量为0,所以在U、T两端检测到的输出电压信号U0 =0。转向时,由于扭力杆和输出轴极靴之间发生相对扭转位移0时,极靴A、D之间的磁阻增加,B、C之间的磁阻减少,A、D与B、C之间的磁通量不能互相抵消,于是在U、T之间就出现了电位差。其电位差与扭力杆的扭转角。和输入电压U1成一定的函数关系。通过测量U、T两端的电位差就可以测量出扭力杆的扭转角。的大小,就可计算出转向盘施加的转动转矩。
(2)有触点式转矩传感器
滑动可变电阻式转矩传感器的结构和原理,如图25所示。它是将转向力矩引起的扭力杆角位移转换为电位器电阻的变化以引起输出电压的变化,并经滑环传递出来作为转矩信号。
2.电动机
电动式
EPS一般采用直流电动机。其工作原理与起动用直流电动机的原理基本相同。其电压为12V,最大通过电流一般为30A左右,额定转矩为10N·m左右。
当系统执行左右转向助力时,需用直流电动机正反转控制,图26所示为其控制电路。A1、a2为电子控制单元
ECU触发信号端。当a,端得到输人信号时,晶体三极管VT3导通,VT2得到基极电流而导通。电流经VT2、电动机M、VT3、搭铁而构成闭合回路,电动机正转。当a2端得到输入信号时,电流经VT1、电动机M、VT4、搭铁而构成闭合回路,因电流方向相反,电动机反转。通过控制触发信号端电流的大小,就可以控制通过直流电动机电流的大小。
3.电磁离合器
单片干式电磁离合器的工作原理,如图27所示。当图4-25中滑动可变电阻式转矩传感器电流通过滑环进人电磁离合器线圈时,主动轮产生电磁吸力,带花键的压板被吸进与主动轮接合,电动机的动力经轴、主动轮、压板、花键和从动轴传递给执行机构。
电动式
EPS一般都设定一个工作范围,当车速为45 km/h以下时,根据车速决定转向助力的大小。当车速高于52km/h时,就不需要辅助动力助力转向,
ECU停止对电动机供电,这时电动机就停止工作,为了不使电动机和电磁离合器的惯性影响
转向系统的工作,离合器应及时分离,以切断辅助动力。另外,当电动机发生故障时,离合器会自动分离,这时仍可利用手动控制
转向系统。
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