汽車電子電氣第章汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

第十章汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.概述2.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理3.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡單模型與運動特性4.電動助力轉(zhuǎn)向的控制方法5.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實例和檢修6.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能臺架試驗傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能很好的解決轉(zhuǎn)向時“輕”與“靈”的矛盾。即高的轉(zhuǎn)向靈敏性和好的操縱輕便性不可兼得。為解決這一矛盾，除采取盡量減輕自重、選擇最佳軸荷分配、提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動效率、減小主銷后傾角、選擇最佳轉(zhuǎn)向器速比曲線等措施外，通常都采用助力轉(zhuǎn)向方式。1.助力轉(zhuǎn)向的產(chǎn)生背景一.概述2.助力轉(zhuǎn)向的概念

助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動機通過液壓泵產(chǎn)生的液體壓力或電動機驅(qū)動力來實現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。是一種以駕駛員操縱方向盤（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角）為輸入信號，以轉(zhuǎn)向車輪的角位移為輸出信號的伺服機構(gòu)。3.助力轉(zhuǎn)向雙動伺服機構(gòu)圖1

助力轉(zhuǎn)向雙動伺服機構(gòu)4.助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型ü電子控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）ü傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）ü電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）5.對助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)達到如下要求：（1）能有效減小操縱力，特別是停車轉(zhuǎn)向操縱力。而行車轉(zhuǎn)向的操縱力應(yīng)不大于250N。（2）轉(zhuǎn)向靈敏性好。助力轉(zhuǎn)向的靈敏度是指在轉(zhuǎn)向器操縱下，轉(zhuǎn)向助力器產(chǎn)生助力作用的快慢程度。助力作用快，轉(zhuǎn)向就靈敏。（3）具有直線行駛的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向結(jié)束時轉(zhuǎn)向盤應(yīng)可自動回正；駕駛員應(yīng)有良好的“路感”。（4）要有隨動作用。轉(zhuǎn)向車輪的偏轉(zhuǎn)角和駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角保持一定的關(guān)系，并能使轉(zhuǎn)向車輪保持在任意偏轉(zhuǎn)角位置上。（5）工作可靠。當(dāng)助力轉(zhuǎn)向失效或發(fā)生故障時，應(yīng)能保證通過人力進行轉(zhuǎn)向操縱。6.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）EPS是利用電動機作為助力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元（ECU）完成助力控制。圖2

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1－轉(zhuǎn)向盤

2－轉(zhuǎn)向軸

3－電動機

4－離合器

5－齒條6－小齒輪

7－橫拉桿

8－輸出軸

9－減速機構(gòu)

10－轉(zhuǎn)矩傳感器電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）相比，具有以下優(yōu)點：（1）助力性能優(yōu)（2）效率高（3）耗能少（4）“路感”好（5）回正性好（6）對環(huán)境污染少（7）可以獨立于發(fā)動機工作（8）應(yīng)用范圍廣（9）裝配性好易于布置圖3

轉(zhuǎn)矩傳感器基本原理圖角，從而便可以知道轉(zhuǎn)向盤桿的轉(zhuǎn)矩。二.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理2.1

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(1)轉(zhuǎn)矩傳感器：

矩傳感器用于檢測作用于轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)矩信號的大小與方向。扭桿式電位計轉(zhuǎn)矩傳感器基本原理

在線圈的U、T兩端施加連續(xù)的脈沖電壓信號

Ui，當(dāng)轉(zhuǎn)向桿上的轉(zhuǎn)矩為零時，在V、W兩端的

電位差Uo＝0。如果轉(zhuǎn)向桿上存在轉(zhuǎn)矩時，定子

與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)角不為零，此時轉(zhuǎn)子與定子間

產(chǎn)生角位移θ。各個極靴的磁通產(chǎn)生差別，電

橋失去平衡，在V、W之間出現(xiàn)電位差。這個電

位差與桿的扭轉(zhuǎn)角θ和輸入電壓Ui成比例。若

比例系數(shù)為k則有

Uo

=

kUiθ

由V、W兩端的電位差Uo就可以知道轉(zhuǎn)向盤桿的扭轉(zhuǎn)(2)車速傳感器:車速傳感器常采用電磁感應(yīng)式傳感器，安裝在變速箱上。該傳感器根據(jù)車速的變化，把主副兩個系統(tǒng)的脈沖信號傳送給ECU，由于是兩個系統(tǒng)，因此信號的可靠性提高了。(3)電動機:

EPS的動力源是電動機，通常采用無刷永磁式直流電動機，其功能是根據(jù)ECU的指令產(chǎn)生相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)向助力用的電動機需要正反轉(zhuǎn)控制。一種比較簡單適用的轉(zhuǎn)向助力電動機正反轉(zhuǎn)控制電路如圖4所示。a1端得到輸入信號時電動機控制三極管基極電流

有電流通過而正轉(zhuǎn)

信號觸發(fā)端

a2端得到輸入信號時電動機

有電流通過而反轉(zhuǎn)圖4

電動機正反轉(zhuǎn)控制電路(4)離合器：離合器采用干式電磁式離合器，其功能是保證EPS在預(yù)先設(shè)定的車速范圍內(nèi)閉合。當(dāng)車速超出設(shè)定車速范圍時，離合器斷開，電動機不再提供助力，轉(zhuǎn)入手動轉(zhuǎn)向狀態(tài)。另外，當(dāng)電動機發(fā)生故障時，離合器將自動斷開。圖5

電磁離合器工作原理圖1－滑環(huán)

2－線圈

3－壓板

4－花鍵5－從動軸

6－主動輪

7－滾珠軸承工作原理:當(dāng)電流通過滑環(huán)進入離合器線圈時，主動輪產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵的壓板被吸引與主動輪壓緊，電動機的動力經(jīng)過電機軸、主動輪、壓板、花鍵、從動軸傳給執(zhí)行機構(gòu)。(5)

減速機構(gòu):減速機構(gòu)是用來增大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩。(6)

電子控制單元（ECU）：EPS的電子控制單元通常是一個8位單片機系統(tǒng)，是由一個8位單片機，另加一個256字節(jié)的RAM、4KRAM及一個D/A轉(zhuǎn)換器組成。其工作過程是當(dāng)轉(zhuǎn)矩信號和車速信號輸入單片機后，單片機根據(jù)這些信號計算出最優(yōu)化助力轉(zhuǎn)矩，然后輸出此值給D/A轉(zhuǎn)換器，輸出電流指令信號給電機控制電路，由控制電路以決定電動機作用的大小和方向。

ECU還具有安全保護和故障診斷功能。如圖2所示，不轉(zhuǎn)向時，助力電動機不工作；

當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測出作用于轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩，并由此產(chǎn)生一個電壓信號；同時，由車速傳感器測出的汽車車速，也產(chǎn)生一個電壓信號。這兩路信號均被傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧‥CU），經(jīng)過其運算處理后，由ECU向電動機和離合器發(fā)出控制指令，即向其輸出一個適合的電流，在離合器結(jié)合的同時使電動機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩經(jīng)與電動機連在一起的離合器、減速機構(gòu)減速增矩后，施加在輸出軸上，輸出軸的下端與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總成中的小齒輪相連，于是由電動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩最后通過齒輪齒條轉(zhuǎn)向器施加到汽車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)上，使之得到一個與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力。2.2電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理轉(zhuǎn)向軸：：Jsθ&=M?Ksθ?x?bθrsθs??bx&?FTR+θm?(2)電動機：：Jmθ&&m=Mm?Kmθm???bmθ&m圖6電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)模模型型dsssGxrsGKmrsxrsKsrsGxrs齒條條軸軸：m&x&=三.電電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)的的簡簡單單模模型型與與運運動動特特性性3.1電電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)模模型型的的建建立立依據(jù)據(jù)牛牛頓頓運運動動定定理理，，系系統(tǒng)統(tǒng)的的運動方程程為(1)(3)Mm=KaKsθs?式中Mm為電動動機的電電磁轉(zhuǎn)矩矩，其值值決定于于電動機的的給定電電流大小小。在本系系統(tǒng)的計計算中，Mm值由由轉(zhuǎn)矩傳傳感器給給出，可可表示如如下：a≤Kamax)(0≤KxrsKa——轉(zhuǎn)向向助力增增益。Ka值定義了了轉(zhuǎn)向路路感，合合理選擇擇Ka可可得到不不同的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向路感感。(4)FTR=Kκx+FrKκ——彈性性系數(shù)；；Fr——路面面對輪胎胎產(chǎn)生的的隨機擾擾動。在實際計計算中，，F(xiàn)r作作為一隨隨機信號號加人到到系統(tǒng)中中，使計計算更接接近于實實際情況況。(2)助力轉(zhuǎn)矩矩Ma分析Ma與車速和和轉(zhuǎn)向盤盤的輸入入轉(zhuǎn)矩有有關(guān)：Ma=f(Md,v)式中Md——轉(zhuǎn)向向盤轉(zhuǎn)矩矩；v——汽車速度度。在不同汽汽車速度度下，Ma－Md為一一族非線線性曲線線，該族族曲線表表征了電電動助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)的助力特性性。(5)(6)3.2電電動助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)特性性分析(1)轉(zhuǎn)向阻力力FTR的簡化θm?(0≤v≤v)在實際控控制系統(tǒng)統(tǒng)中，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向助力力Ma如下式所所示。GxrsMa=GKmθm、x在實際的的應(yīng)用中中不易測測得，其其值最終終決定于于Md，而Md則可由由轉(zhuǎn)矩傳傳感器測測得。該族非線線性的助助力曲線線由不同同的助力力增益Ka決定。由由于不同同車型的的參數(shù)不不同，在在不同車車速下所需要要提供的助助力值大小小不同。依依據(jù)對已有有實車參數(shù)數(shù)的擬合，，提出了Ka與車速v的關(guān)系表示如下下maxKa=te?kvt、k———為系數(shù)，，根據(jù)不同同車型以及及不同電動動助力轉(zhuǎn)向向系統(tǒng)取不不同的值。。(7)(8)Ka隨車速v的增大而成成指數(shù)減小小。增大Ka，相應(yīng)地地增加了電電機提供的的轉(zhuǎn)向助力。因此，，Ka描述了駕駕駛員的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向路感。。由于不同類類型的汽車車的轉(zhuǎn)向路路感不同，，所以式中的的函數(shù)關(guān)系系應(yīng)當(dāng)根據(jù)據(jù)不同車型型具體確定定。3.3Ka值分析Ka值的選取取必須滿足足式（4））中規(guī)定的的條件。如如果該值過過大，易引引起系統(tǒng)的的不穩(wěn)定。對式（l））～式（3）及式（（5）進行行拉普拉斯斯變換后，，得到以下下傳遞函數(shù)數(shù)：=Hc(s)=dκdmrs2+GKm(KaKs?GKm)Ac(s)rs2θsTd(9)dκ(s)=ms+bκs+該傳遞函數(shù)數(shù)Hc定義了轉(zhuǎn)向向系統(tǒng)的跟跟隨性能。。通過對多多項式Ac（s）的分析，，可得系統(tǒng)穩(wěn)定定的條件：：的所有根根的實部為為負。GKaKsKmrs2dsG2Km2rs2dmKs2rs2?D(s)=dmdsdm?ds(s)=Jss2+bss+Ksdm(s)=Jms2+bms+Km+KκKs+GKmrs22式中：Ac(s)=D(s)+(ds?Ks)GJsbmKmmbsrs2(JsKm?JmKs)+KaKs<GKm+2GKmJs2(Jsbm+Jmbs)Jm2bmKs22GKmKs≈Ka<Kmaxa由赫爾維茨茨穩(wěn)定判據(jù)據(jù)可知：ΔΔ3>0，Δ5>0。由這這兩個不等等式可得到到：式（10））中后兩項項含有小參參數(shù)Jm、、rs，所所以Ka可可表示為(10)(11)由此式可以以看出，助助力增益Ka的取值值只有滿足足式（11）時該系系統(tǒng)才能穩(wěn)穩(wěn)定工作。。3.4助力力特性圖分分析以裝有齒輪輪軸驅(qū)動型型電動助力力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)的中型轎轎車為研究究對象。各各參數(shù)如表表1所示：：rsGKκi6.67mm18.3311764741.90表1輸入信號為為Md，輸出信信號為Ma。根據(jù)式式（1）～～式（5））及式（7）～式（（8），通通過對三自由由度動態(tài)模模型仿真，，得到如圖圖7所示的的順時針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向助力特特性圖，逆逆時針助力力特性圖與其左左右對稱。。圖7電動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助助力特性該助力特性性圖有如下下特點：（1）隨著著Ka值的不同同，得到不不同的助力力曲線Ma-Md。Ka值越大，，提供的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向助力相相應(yīng)增加，即隨著著車速的變變化，該系系統(tǒng)能夠提提供不同的的助力特性性。（2）在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩較較小的區(qū)域域，提供的的轉(zhuǎn)向助力力較小或為為零，且在在不同車速速時，提供供的助力時機不同，，這就保持持了較好的的轉(zhuǎn)向路感感；在常用用的快速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向行駛區(qū)區(qū)間，助力力效果明顯顯，轉(zhuǎn)向輕便，降降低了駕駛駛員勞動強強度。（3）不同同車速時，，提供的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向助力增增益不同。。原地轉(zhuǎn)向向或車速較較低時轉(zhuǎn)向向助力增益益較大，轉(zhuǎn)向最輕便便。（4）當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩矩Md≥7（N.m）時時，助力力力矩Ma將保持不不變。這與與如圖10-9所示示的力矩傳感器輸出出特性有關(guān)關(guān)。當(dāng)其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角大于8°（Md＝7N.m）時，，輸出電壓壓不再發(fā)生生變化，相相應(yīng)助力轉(zhuǎn)矩Md也不會發(fā)發(fā)生變化。。這使得電電動機電流流不致過大大而燒毀電電機。圖8轉(zhuǎn)矩傳感器器輸出特性性（5）改變變不同的電電動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的的參數(shù)，應(yīng)應(yīng)用該方法法，可得到到不同的助助力特性。。四.電動助助力轉(zhuǎn)向的的控制方法法4.1電動動助力轉(zhuǎn)向向的控制原原理電子控制電電動動力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向的控制制系統(tǒng)如圖圖9所示。。該系統(tǒng)的的核心是一一個有4KBROM和256KBRAM的8位微機。。圖9電子控制電電動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向的控制制系統(tǒng)4.2電動動助力轉(zhuǎn)向向的控制策策略EPS系統(tǒng)統(tǒng)可以對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向過程中中的每個環(huán)環(huán)節(jié)（轉(zhuǎn)向向、回正、中間間位置）進進行精確控控制，從而而提高汽車轉(zhuǎn)向助力力性能。微微機可以根根據(jù)各種傳傳感器的信信號，判斷斷轉(zhuǎn)向狀態(tài)態(tài)，選擇執(zhí)執(zhí)行不同控控制模式，，根據(jù)這些要求，制制定EPS的控制策策略。★助力控制助力控制是是在轉(zhuǎn)向過過程（轉(zhuǎn)向向角增大））中為減輕輕轉(zhuǎn)向盤的的操縱力，，通過減速速機構(gòu)把電電機轉(zhuǎn)矩作作用到機械轉(zhuǎn)向系系（轉(zhuǎn)向軸軸、齒輪、、齒條）上上的一種基基本控制模模式。助力力控制的驅(qū)驅(qū)動方式為為（參見圖4電電動機控制電路路圖）：使三極極管V1導(dǎo)導(dǎo)通，V2、V3管截截止，V4管斬波。。該控制利利用電機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和電機機電流成比例的特特性，由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩矩傳感器檢檢測的轉(zhuǎn)矩矩信號和由由車速傳感感器檢測的的車速信號號輸入控制制器單片機中，根據(jù)據(jù)預(yù)制的不不同車速下下“轉(zhuǎn)矩－－電機助力力目標電流流表”，確確定出電機機助力的目目標電流，，通過對反反饋電流與電電機目標電電流相比較較，利用PID調(diào)節(jié)節(jié)器進行調(diào)調(diào)節(jié)，輸出出PWM信信號到驅(qū)動動回路以驅(qū)驅(qū)動電機產(chǎn)產(chǎn)生合適的助助力。★回正控制回正控制是是為改善轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向回正特特性的一種種控制模式式。回正控控制主要用用于低速行行駛，此時時電動機控控制電路實行斷斷路，即四四個三極管管均處于截截止?fàn)顟B(tài)，，保持機械械系統(tǒng)原有有的回正特特性。對于于高速行駛駛，為防止轉(zhuǎn)向回正正超調(diào)，采采用阻尼控控制方式。。★阻尼控制阻尼控制是是汽車運行行時為提高高高速直線線行駛穩(wěn)定定性的一種種控制模式式。汽車高高速行駛時時，如果轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向過于靈敏敏，會影響響汽車的行行駛穩(wěn)定性性，為提高高直線行駛駛的穩(wěn)定性性，在死區(qū)區(qū)范圍內(nèi)進進行阻尼控控制。電機理想模型的基本方程程為：diadtu(t)=Raia(t)+KEω(t)+La（11）式中u（t）、ia(t)—分別為電電機的端電電壓和電樞樞電流；ω（t）—電電機轉(zhuǎn)速；；Ra、La——分別為電機機等效內(nèi)阻阻和電感；；KE——電動勢勢常數(shù)。EPS系統(tǒng)統(tǒng)中所用電電機的電樞樞電感很小小，產(chǎn)生的的感應(yīng)電動動勢可忽略略不計。若若將電機兩兩端短路，，則有?KEω(t)Raia(t)=因此，用一一定占空比比的PWM信號在電電動機控制制電路內(nèi)部部使電機短短路，電機機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生生的反電動動勢形成阻礙電電機繼續(xù)旋旋轉(zhuǎn)的阻尼尼轉(zhuǎn)矩，改改變占空比比，即改變變了阻尼轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的大小小。（12）4.3電動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向的控制制邏輯圖10助力電動機機控制邏輯輯4.4電動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向的控制制流程圖11控制軟件流流程圖五.電動助助力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)實例和和檢修5.1富士重工電電動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點核心是一個個有8k字字節(jié)ROM和256字節(jié)RAM的8位位單片機圖12控制系統(tǒng)的的電路框圖圖10位10位2)系統(tǒng)控制過過程系統(tǒng)控制過過程一般包包括助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩控制過過程和安全全功能有關(guān)關(guān)的控制過過程?？刂七^程是是：轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向向角信號經(jīng)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換換器后輸入計算算機，計算算機根據(jù)這這些信號和和車速計算出出最優(yōu)化的的助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。電子控控制器將將輸出的的數(shù)字量量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換換器轉(zhuǎn)換換為模擬量，再將其輸入電流控制制電路。電流控控制電路路把來自自計算機機的電流流指令值值同電機機電流實實際值進進行比較，并產(chǎn)產(chǎn)生一個個差值信號號。該差值值信號被被送到電電機驅(qū)動動電路，，便向電電動機提提供控制制電流并并驅(qū)動動力裝裝置。3）控制制系統(tǒng)的的功能（1）控控制助力力轉(zhuǎn)矩的的功能圖13全電子控控制的助助力轉(zhuǎn)向向系統(tǒng)助助力轉(zhuǎn)矩矩特性曲曲線系統(tǒng)還可可根據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩矩變化率率、轉(zhuǎn)向向角速度度和轉(zhuǎn)向向角進行行控制，，以改善善瞬態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向靈敏敏度.圖14控制功能能框圖該系統(tǒng)具具有回正正作用裝裝置，可可根據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角傳感感器輸入入的信號號，產(chǎn)生生回正作作用力，，使轉(zhuǎn)向向輪返回回到中間位置置。（2）自自診斷和和安全功功能當(dāng)出現(xiàn)任任何一種種故障時時，系統(tǒng)統(tǒng)均可顯顯示出相相應(yīng)的故故障代碼碼。系統(tǒng)統(tǒng)有30多種故故障檢查查項目，，如果同同時出現(xiàn)兩兩個或多多個故障障時，系系統(tǒng)可依依次顯示示其故障障代碼。。4.全電子控控制電動動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)的特點點全電子控控制的動動力助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向作用用力控制制范圍寬寬，并能根根據(jù)駕駛駛條件設(shè)設(shè)置最優(yōu)化的的轉(zhuǎn)向作作用力特性性，其特點點主要是是：（1）可可以十分分靈活地地修改轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向角和和車速信信號的軟件件控控制制邏邏輯輯，并并能能自自由由地地設(shè)設(shè)置置轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向助助力力特特性。。（2））根根據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向角角進進行行回回復(fù)復(fù)控控制制和和根根據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向角角速速度度進進行行阻阻尼尼控控制制，，可可提提供供最優(yōu)優(yōu)化化的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向返返回回特特性性。（3））由由于于僅僅當(dāng)當(dāng)需需要要時時電電機機才才運運行行，，所所以以動力力損損耗耗和和燃燃料料消消耗耗均均可可降降到到最最低低。（4））利利用用電電機機慣慣性性的的質(zhì)質(zhì)量量阻阻尼尼效效應(yīng)應(yīng)可可以以使使轉(zhuǎn)向向軸軸的的顫顫動動降降到到最最小小。5.2三菱菱““米米尼尼卡卡””車車電電子子控控制制電電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)(ECPS)1－－車車速速傳傳感感器器2－－速速度度表表引引出出電電纜纜的的部部位位3－－傳傳動動軸軸4－－車車速速信信號號（（主主））5－－車車速速宿宿號號（（副副））6－－ECPS電電子子控控制制器器7－－副副駕駕駛駛員員腳腳下下部部位位8－－電電動動機機9－－扭扭桿桿10－－齒齒條條11－－點點火火電電源源12－－蕾蕾電電池池13——發(fā)發(fā)電電信信號號14－－指指示示燈燈電電流流15－－提提高高怠怠速速電電流流16－－電電動動機機電電流流17－－離離合合器器電電流流18－－轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩信信號號（（主主））19－－轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩信信號號（（副副））20－－離離合合器器21－－電電動動機機齒齒輪輪22－－傳傳動動齒齒輪輪23－－小小齒齒輪輪24－－點點火火開開關(guān)關(guān)25－－熔熔斷斷絲絲26－－轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩傳傳感感器器27－－轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向器器齒齒輪輪總總成成28－－交交流流發(fā)發(fā)電電機機（（L端端子子））29－－指指示示燈燈30－－怠怠速速提提高高電電閥閥31－－發(fā)發(fā)動動機機電電子子控控制制器器32－－電電動動機機與與離離合合器器圖15三菱菱““米米尼尼卡卡””車車ECPS的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)原原理理圖16電子子控控制制器器電電路路示示意意圖圖1－－點點火火開開關(guān)關(guān)（（IGI））2－－交交流流發(fā)發(fā)電電機機（（L端端子子））3－－易易熔熔線線4－－電電動動機機與與離離合合器器4.1－－電電動動機機4.2－－離離合合器器5－－轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩傳感感器器5.1－－副副傳傳感感器器5.2－－主主傳傳感感器器6－－自自我我修修正正控控制制7－－發(fā)發(fā)電電檢檢測測8－－電電源源電電路路9－－電電流流極極性性控控制制10－－驅(qū)驅(qū)動動電路路11－－中中間間、、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向、、操操縱縱力力的的檢檢測測，，主主、、副副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩傳傳感感器器之之差差12－－8位位單單片片機機13－－傳傳感感器器、、執(zhí)執(zhí)行行部部件件故故障障檢檢測測14－－電電動動機機工工作作檢檢測測15－－車車速速、、加加減減速速基基準準車車速速的的對對比比，，主主副副車車速速傳傳感感器器之之差差16－－自自診診斷斷測測用用端端子子17－－二二極極管管18－－車車速速傳傳感感器器轉(zhuǎn)矩矩傳傳感感器器車速速傳傳感感器器轉(zhuǎn)矩矩信信號號（（主主））轉(zhuǎn)矩矩信信號號（（副副））車速速信信號號（（主主））車速速信信號號（（副副））ECPS電子子控制制器器離合合器器信信號號（ON←←→→OF））電動動機機信信號號（ON←←→→OF））電磁磁離離合合器器電動動機機圖17ECPS的的控控制制方方框框圖圖a.在在發(fā)發(fā)動動機機已已被被起起動動時時，交交流流發(fā)發(fā)電電機機L端端子子的的電電壓壓加加到到電電子子控控制制器器上上。。當(dāng)當(dāng)檢檢測測到到發(fā)發(fā)動動機機處處于起起動動姿姿態(tài)態(tài)時時，，動動力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為工工作作狀狀態(tài)態(tài)。。車速速高高于于30km/h時時，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換成成普普通通的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向控控制制，，離離合合器器處處于于分分離離狀狀態(tài)態(tài)。。b.行行車車時時車速速低低于于27km/h時時，，ECPS的的電電子子控控制制器器又又輸輸出出離離合合器器信信號號和和電電動動機機電電流流，，普通通轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向控控制制又又轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為動動力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向的的工工作作方方式式。。六.電電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)性性能能臺臺架架試試驗驗進行行電電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)性性能能臺臺架架試試驗驗的的目目的的是是求求出出在在變變負負載載條條件件下下描描述述電電動動助助力力轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)性性能能的的主主要要特特性性曲曲線線，，即即表表征征電電機機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩（（電電流流））、、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向盤盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩和和車車速速三三者者之間間的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線。。在在進進行行電電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)性性能能試試驗驗之之前前，，需需要要對對電電機機電電流流傳傳感感器、、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩傳傳感感器器進進行行標標定定。。6.1電動動助助力力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向系系統(tǒng)統(tǒng)性性能能試試驗驗臺臺試驗驗對對象象:電電機機為為直直流流永永磁磁式式的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向軸助力式式的EPS.額定功率率180w，額定電壓壓12v，額定電流流30A，額定轉(zhuǎn)矩矩1.1Nm，額定轉(zhuǎn)速速1200r/min，用蝸輪蝸蝸桿減速速器速比比15：：l。圖17電動助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)性能能試驗臺臺圖18控制器信信號接口口圖1—點火火信號2—車速速3—轉(zhuǎn)矩矩傳感器器電源正正4—未用用5—故障障指示燈燈6—離合合器正7—發(fā)動動機轉(zhuǎn)速速8—轉(zhuǎn)矩矩主信號號9—轉(zhuǎn)矩矩傳感器器電源負負10—轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩故障障判斷11—離離合器負負12—故故障碼接接口13—電電視正14—電電視負15—電電池正16—電電池負按接口定定義，正正確地接接入有關(guān)關(guān)信號，，當(dāng)控制制器檢測測到發(fā)動動機點火火信號后后，便進進行自檢檢，包括括對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、車車速、發(fā)發(fā)動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速以及及蓄電池池電壓等等信號進進行檢測測。如果果上述信信號正常常，控制制程序開開始運行，，安全繼繼電器及及電磁離離合器吸吸合，控控制器進進入工作作狀態(tài)。。當(dāng)駕駛員員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤時時，轉(zhuǎn)矩矩傳感器器將轉(zhuǎn)向向盤轉(zhuǎn)矩矩信號送送到控制制器，控控制器根根據(jù)轉(zhuǎn)矩矩、車速速信號和反饋饋電流信信號進行行處理運運算后，，將控制制信號輸輸出到驅(qū)驅(qū)動單元元，驅(qū)動動電機產(chǎn)產(chǎn)生合適適的助力力轉(zhuǎn)矩，輔助助駕駛員員完成轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向操作作。6.2電機電流流傳感器器的標定定圖19反饋精密密電阻標標定曲線線助力電流流是表征電電動助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)助力力特性的的重要參參數(shù)之一一。被試電動動助力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)的ECU，，在其與與電機電電樞連接接的回路路中串聯(lián)聯(lián)一精密電阻阻，通過運運放電路路測量該該電阻兩兩端電壓壓即得到參與控控制計算算的反饋饋電流值值。該精精密電阻阻R的標標定曲線線如圖19所示示，通過過線性擬擬合可得得該電阻阻的阻值約約為4.5mΩΩ。6.3轉(zhuǎn)矩傳感感器輸出出特性電動助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)根據(jù)據(jù)作用在在轉(zhuǎn)向盤盤上的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩信號號和車速速信號控控制電機機產(chǎn)生相相應(yīng)的助助力轉(zhuǎn)矩，因此此轉(zhuǎn)矩傳傳感器的的輸出特特性（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤輸輸入轉(zhuǎn)矩矩Ts與輸出出電壓U0的關(guān)系