電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(EPS)
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中文譯文
汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究
隨著汽車電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對汽車轉(zhuǎn)向操縱性能的要求也日益提高。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已從傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓助力轉(zhuǎn)向(Hydraulic Power Steering ,簡稱HPS) 電控液壓助力轉(zhuǎn)向( Electric Hydraulic Power Steering , 簡稱EHPS) , 發(fā)展到電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering ,簡稱EPS) ,最終還將過渡到線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Steer By Wire ,簡稱SBW)。
機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源,其中所有傳力件都是機(jī)械的,汽車的轉(zhuǎn)向運動是由駕駛員操縱方向盤,通過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車輪而實現(xiàn)的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)械3大部分組成。
通常根據(jù)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器形式可以分為:齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式。應(yīng)用最廣的兩種是齒輪齒條式和循環(huán)球式(用于需要較大的轉(zhuǎn)向力時) 。在循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中,輸入轉(zhuǎn)向圈與輸出的轉(zhuǎn)向搖臂擺角是成正比的;在齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器中,輸入轉(zhuǎn)向圈數(shù)與輸出的齒條位移是成正比的。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由于是滾動摩擦形式,因而正傳動效率很高,操作方便且使用壽命長,而且承載能力強,故廣泛應(yīng)用于載貨汽車上。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器與循環(huán)球式相比,最大特點是剛性大,結(jié)構(gòu)緊湊重量輕,且成本低。由于這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉(zhuǎn)向盤,所以具有對路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏的優(yōu)點,但同時也容易產(chǎn)生打手和擺振等現(xiàn)象,且其承載效率相對較弱,故主要應(yīng)用于小汽車及輕型貨車上,目前大部分低端轎車采用的就是齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
隨著車輛載重的增加以及人們對車輛操縱性能要求的提高,簡單的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足需要,動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)運而生,它能在駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的同時提供助力,動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2種。其中液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是目前使用最為廣泛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了液壓系統(tǒng),包括液壓泵、V 形帶輪、油管、供油裝置、助力裝置和控制閥。它借助于汽車發(fā)動機(jī)的動力驅(qū)動液壓泵、空氣壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)等,以液力、氣力或電力增大駕駛員操縱前輪轉(zhuǎn)向的力量,使駕駛員可以輕便靈活地操縱汽車轉(zhuǎn)向,減輕了勞動強度,提高了行駛安全性。
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)有了大約半個世紀(jì)的歷史,可以說是一種較為完善的系統(tǒng),由于其工作可靠、技術(shù)成熟至今仍被廣泛應(yīng)用。它由液壓泵作為動力源,經(jīng)油管道控制閥向動力液壓缸供油,通過活塞桿帶動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)動作,可通過改變缸徑及油壓的大小來改變助力的大小,由此達(dá)到轉(zhuǎn)向助力的作用。傳統(tǒng)液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般按液流的形式可以分為:常流式和常壓式2 種類型,也可根據(jù)控制閥形式分為轉(zhuǎn)閥式和滑閥式。
隨著液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的日益普及,人們對操作時的輕便性和路感的要求也日益提高,然而液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)卻存在許多的缺點: ①由于其本身的結(jié)構(gòu)決定了其無法保證車輛在任何工況下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時,都有較理想的操縱穩(wěn)定性,即無法同時保證低速時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時的操縱穩(wěn)定性; ②汽車的轉(zhuǎn)向特性受駕駛員駕駛技術(shù)的影響嚴(yán)重; ③轉(zhuǎn)向傳動比固定,使汽車轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性隨車速、側(cè)向加速度等變化而變化,駕駛員必須提前針對汽車轉(zhuǎn)向特性幅值和相位的變化進(jìn)行一定的操作補償,從而控制汽車按其意愿行駛。這樣增加了駕駛員的操縱負(fù)擔(dān),也使汽車轉(zhuǎn)向行駛中存在不安全隱患;而此后出現(xiàn)了電控液壓助力系統(tǒng),它在傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加速度傳感器,使汽車能夠隨著車速的變化自動調(diào)節(jié)操縱力的大小,在一定程度上緩和了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在的問題。
目前我國生產(chǎn)的商用車和轎車上采用的大多是電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),它是比較成熟和應(yīng)用廣泛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。盡管電控液壓助力裝置從一定程度上緩解了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向中輕便性和路感之間的矛盾,然而它還是沒有從根本上解決HPS 系統(tǒng)存在的不足,隨著汽車微電子技術(shù)的發(fā)展,汽車燃油節(jié)能的要求以及全球性倡導(dǎo)環(huán)保,其在布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面的不足已越來越明顯,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向著電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是現(xiàn)在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向,其工作原理是:EPS 系統(tǒng)的ECU 對來自轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器的信號進(jìn)行分析處理后,控制電機(jī)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)闹D(zhuǎn)矩,協(xié)助駕駛員完成轉(zhuǎn)向操作。近幾年來,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,大幅度降低EPS的成本已成為可能,日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司、美國的Delphi 汽車系統(tǒng)公司、TRW公司及德國的ZF 公司都相繼研制出EPS。Mercedes2Benz 和Siemens Automotive 兩大公司共同投資6500萬英鎊用于開發(fā)EPS ,目標(biāo)是到2002 年裝車,年產(chǎn)300 萬套,成為全球EPS 制造商。到目前為止,EPS 系統(tǒng)在輕微型轎車、廂式車上得到廣泛的應(yīng)用,并且每年以300 萬臺的速度發(fā)展。
.轉(zhuǎn)向是一個專業(yè)術(shù)語,適用于采集部件,聯(lián)系等,其中允許一艘(艦船)或汽車(轎車)按照預(yù)期的方向行駛. 一個例外的情況是鐵路運輸由路軌組合在一起鐵路道岔提供轉(zhuǎn)向功能。
許多現(xiàn)代轎車使用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,在方向盤末端有轉(zhuǎn)動齒輪;該齒輪帶動齒條移動,它是一種線性的齒輪緊密配合,從一邊到一邊。這種運動把轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)向橫拉桿和一種叫做轉(zhuǎn)向節(jié)臂的短形臂傳遞給轉(zhuǎn)向輪的主銷。
以前的設(shè)計往往采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,而這種轉(zhuǎn)向器仍然應(yīng)用在卡車和多用途車輛。這是一種老式的螺母和齒扇設(shè)計，該轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)動大螺絲("蝸輪"),它與一個齒扇齒輪嚙合,當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)動時，齒扇也隨之轉(zhuǎn)動，一個安裝在齒扇軸上且與轉(zhuǎn)向聯(lián)動有關(guān)的搖臂帶動轉(zhuǎn)向節(jié)臂 ,從而使車輪轉(zhuǎn)動. 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器通過安裝滾珠減少螺母和螺桿之間的摩擦;兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球“流到”。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計具有很大程度的反饋和直接轉(zhuǎn)向"路感";它也通常不會有任何反彈,或呆滯。缺點是,它是不可調(diào)的,因此當(dāng)它磨損唯一的解決辦法更換。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是機(jī)械優(yōu)勢,因此,它被使用在較大較重的車輛,而齒輪齒條式原本僅限于較小和較輕;由于幾乎普遍采用動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),不過,這已不再是一個重要的優(yōu)勢,導(dǎo)致越來越多地在新型汽車應(yīng)用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計在中心也有明顯的沖擊,或"死點"。凡一分鐘交替方向盤出不來并不移動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu);這是很容易可調(diào)螺桿的端部來減少磨損,但它并不能完全消除或機(jī)制開始磨損很快。 這項設(shè)計目前仍在使用中,在卡車和其他大型車輛,也應(yīng)用于迅速轉(zhuǎn)向,路感與穩(wěn)健性,可維護(hù)性,和機(jī)械的優(yōu)勢相比不太重要的場合。 較小程度的反饋,這樣的設(shè)計也有時是一種優(yōu)點;當(dāng)前輪碰撞時，使用齒輪齒條轉(zhuǎn)向的司機(jī)只有自己的大拇指受傷,造成方向盤揭開一邊突然(因為駕駛教練告訴學(xué)生把自己的大拇指在前面的方向盤,而非放在左右的內(nèi)邊緣).這種效果在像卡車一樣的重型汽車更為明顯;循環(huán)球式轉(zhuǎn)向防止這種程度的反饋,只是因為它可以在正常情況下防止可取反饋。
轉(zhuǎn)向連鎖連接轉(zhuǎn)向器和車輪通常符合一個阿克曼轉(zhuǎn)向幾何的變化,它交代了一個事實:當(dāng)轉(zhuǎn)向是,內(nèi)輪轉(zhuǎn)過的半徑比外輪小得多，因此適合駕駛的直路,是不適合曲折。
由于車輛已成為較重而改用前輪驅(qū)動,為了扭轉(zhuǎn)方向盤，通常的,主要的是體力。為了解決這一問題,汽車業(yè)發(fā)展的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 有兩種類型的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-液壓和電氣/電子。 T還有一種液壓-電動混合系統(tǒng)。
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(hps)利用油壓供應(yīng)的一個發(fā)動機(jī)驅(qū)動泵,以協(xié)助將方向盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)方式,是較有效率的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),由于電動助力轉(zhuǎn)向汽車只需要提供協(xié)助時,方向盤被轉(zhuǎn)動,而液壓泵必須不斷運行。 在EPS的幫助下是很容易調(diào)節(jié)車型,最高車速,甚至駕駛的喜好。 另外一個好處是,通過泄漏和處置動力轉(zhuǎn)向液消除對環(huán)境構(gòu)成危險 。
A動力轉(zhuǎn)向的分支是速度可調(diào)轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)向是大量輔助以低速行駛,稍微協(xié)助高速。 汽車制造商認(rèn)為,當(dāng)要停車時駕駛?cè)丝赡苄枰龀龃罅哭D(zhuǎn)向投入，但當(dāng)時高速行駛時則不然。第一輛有這特點的汽車,是雪鐵龍與其diravi，雖然改變了現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)資金的投入，但它改變了定心凸輪的壓力，使得方向盤盡力去回到原來的位置?，F(xiàn)代速度可調(diào)式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),當(dāng)速度增長時減少了活塞的壓力 ,給予更直接的感受。這一特點在所有新車正逐漸成為司空見慣。
四輪轉(zhuǎn)向(或全輪轉(zhuǎn)向)是一種系統(tǒng),當(dāng)高速行駛時能增加車輛穩(wěn)定型，而在低速行駛時可以減小轉(zhuǎn)彎半徑。
大多數(shù)的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),后輪轉(zhuǎn)向通過單片機(jī)和驅(qū)動器實現(xiàn)。 后輪一般不能反過來,有幾個系統(tǒng),包括Delphi的quadrasteer，該系統(tǒng)在本田的生產(chǎn)前線，當(dāng)前輪低速時，允許后輪在相反方向轉(zhuǎn)向。這使得車輛轉(zhuǎn)彎半徑較小,有時應(yīng)用于大型卡車車輛及掛車。
電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
圖1
電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理
電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是通過一個電動機(jī)來驅(qū)動動力方向盤液壓泵或直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向聯(lián)動裝置。
電子動力轉(zhuǎn)向的功能由于不依賴于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，所以能節(jié)省能源
電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是這樣運行的
傳統(tǒng)的動力方向盤系統(tǒng)使用一條引擎輔助傳送帶駕駛泵浦，提供操作在動力方向盤齒輪或作動器的一個活塞協(xié)助司機(jī)的被加壓的流體。在電動液壓的指點，一個電子動力方向盤概念使用一臺電動機(jī)駕駛的一個高效率泵浦。 泵浦速度是由一個電控制器調(diào)控的變化泵浦壓力和流程，提供被剪裁的指點努力為不同的駕駛的情況。 泵浦可以跑在低速或關(guān)閉提供節(jié)能在大多時間在多數(shù)世界市場上)直向前的駕駛期間(直接電指點使用一臺電動機(jī)附加指點機(jī)架通過齒輪機(jī)構(gòu)(沒有泵浦或流體)。 各種各樣的馬達(dá)類型和齒輪驅(qū)動是可能的。 微處理器控制指點動力學(xué)和司機(jī)努力。 輸入包括車速和指點、輪子扭矩，角位和轉(zhuǎn)動率。
工作運行時的具體細(xì)節(jié)：
A “指點傳感器”位于它進(jìn)入傳動箱住房的輸入軸。 指點傳感器實際上是在一個的二個傳感器： 那“扭矩的傳感器”轉(zhuǎn)換指點扭矩輸入和它的方向成電壓信號，并且那“自轉(zhuǎn)的傳感器”轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)動速度和方向成電壓信號。 分享同一套住房的“接口”電路轉(zhuǎn)換從扭矩傳感器和自轉(zhuǎn)傳感器的信號成控制電子學(xué)可能處理的信號。從指點傳感器的輸入由那微處理器的控制單元消化也監(jiān)測從車速傳感器的輸入。 傳感器輸入然后被比較確定多少機(jī)械化根據(jù)一張被預(yù)編程序的“力量地圖”需要在控制單元的記憶。 控制單元然后派出適當(dāng)?shù)拿顚θ缓蠊┙o電動機(jī)以潮流的“電源裝置”。 馬達(dá)推擠機(jī)架在右邊或左根據(jù)哪個方式電壓流動(扭轉(zhuǎn)潮流扭轉(zhuǎn)方向馬達(dá)旋轉(zhuǎn))。 增加潮流對馬達(dá)增加功率協(xié)助。系統(tǒng)有三種操作方式： 左邊或右邊機(jī)械化提供以回應(yīng)從指點扭矩和自轉(zhuǎn)傳感器的輸入的輸入的“正?！笨刂品绞? 被用于在完成輪以后協(xié)助指點回歸的“回歸”控制方式; 并且改變與車速改進(jìn)路感受和挫傷傭金的“更加潮濕的”控制方式。如果方向盤被轉(zhuǎn)動，并且舉行在充分鎖位置和指點協(xié)助到達(dá)最大值，控制單元使潮流降低到電動機(jī)防止也許損壞馬達(dá)的超載情況。 控制單元也被設(shè)計保護(hù)馬達(dá)以防止電壓浪涌免受一個有毛病的交流發(fā)電機(jī)或充電的問題。
電子轉(zhuǎn)向控制單位有能力在自我診斷的缺點通過監(jiān)測系統(tǒng)輸入和產(chǎn)品和電動機(jī)的激勵電流上。 如果問題發(fā)生，控制單元通過開動在電源裝置的一個故障自動保險的中轉(zhuǎn)關(guān)閉系統(tǒng)。 這消滅所有機(jī)械化，造成系統(tǒng)恢復(fù)回到手工指點。 破折號EPS警告燈也被闡明警告司機(jī)。 要診斷問題，技術(shù)員跳服務(wù)檢查連接器的終端并且讀出問題代碼。
圖 2
電子動力方向盤機(jī)制
當(dāng)前發(fā)明與提供的供給動力的援助一電子功率驅(qū)動器馬達(dá)關(guān)連給車操縱機(jī)構(gòu)。根據(jù)當(dāng)前發(fā)明的一個方面，那里為提供供給動力的援助提供一個電子功率驅(qū)動器機(jī)制給有車的操縱機(jī)構(gòu)一名手動地可旋轉(zhuǎn)的成員為操作操縱機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)包括可行扭矩的傳感器感覺手動地被申請于可旋轉(zhuǎn)的成員的扭矩，一個電子功率驅(qū)動器馬達(dá)操縱著被連接到可旋轉(zhuǎn)的成員和安排控制主驅(qū)動電動機(jī)自轉(zhuǎn)速度和方向以回應(yīng)從扭矩傳感器收到的信號的控制器，扭矩傳感器包括為與可旋轉(zhuǎn)的成員的連接適應(yīng)的傳感器軸形成引伸因此，以便扭矩通過前述傳感器軸被傳送，當(dāng)時 可旋轉(zhuǎn)的成員被轉(zhuǎn)動，并且應(yīng)變儀在導(dǎo)致的信號傳感器軸手動地登上表示通過前述軸被傳送的相當(dāng)數(shù)量扭矩。
圖3
傳感器軸不旋轉(zhuǎn)更好地登上在一個軸向末端在第一名聯(lián)結(jié)成員和不旋轉(zhuǎn)地登上在它的相反軸向末端在第二名聯(lián)結(jié)成員，第一和第二名聯(lián)結(jié)成員相互允諾允許有限的自轉(zhuǎn)之間連接，以便在一個被預(yù)先決定的極限之下的扭矩由僅傳感器軸傳送，并且，以便在前述被預(yù)先決定的極限之上的扭矩通過第一和第二名聯(lián)結(jié)成員被傳送。
更適宜地安排第一和第二名聯(lián)結(jié)成員作為操縱的連接的第一和第二個部分的一座橋梁互相的旋轉(zhuǎn)式成員。合適的傳感器軸是通常在多數(shù)的長方形橫斷面它的長度中。應(yīng)變儀包括一個或更多的適應(yīng)地看見了諧振器綁到傳感器軸上。好的馬達(dá)操縱的被連接到可旋轉(zhuǎn)的成員通過傳動器。馬達(dá)更好地包括一個工具箱和同心地被安排相對可旋轉(zhuǎn)的成員。當(dāng)前發(fā)明的Various方面此后將描述，關(guān)于伴隨的圖畫， ：圖1是一個車操縱機(jī)構(gòu)的一個圖表看法包括一個電子功率驅(qū)動器機(jī)制根據(jù)當(dāng)前發(fā)明，圖 2是說明在圖顯示的傳動機(jī)構(gòu)的各種各樣的組分的之間流程圖互作用1上，圖 3是一個軸截面通過在圖顯示的傳動機(jī)構(gòu)1，圖4上是一張截面圖被采取沿著線IV-IV在表3，圖5是在圖顯示的輸入推進(jìn)聯(lián)結(jié)的一張更加詳細(xì)的分解圖3上，和圖 6是顯示在表3.的傳動器的一張更加詳細(xì)的分解圖。 圖1的最初Referring，那里顯示一個車操縱機(jī)構(gòu)10操縱的被連接到一個對易操縱的路輪子12。這個顯示的操縱機(jī)構(gòu)包括一個齒條和齒輪匯編14被連接到路輪子12通過聯(lián)接15。 鳥翼末端(沒顯示)匯編14可旋轉(zhuǎn)地駕駛一名手動地可旋轉(zhuǎn)的成員以駕駛桿18的形式哪些由方向盤19手動地轉(zhuǎn)動。這個駕駛桿18包括包括一臺電主驅(qū)動電動機(jī)的一個電力的傳動機(jī)構(gòu)30 (沒顯示在駕駛的鳥翼末端圖1)上以回應(yīng)在駕駛桿18的扭矩裝貨為了為機(jī)械人員提供力量援助，當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤19時。如概要地被說明在表2，電力的傳動機(jī)構(gòu)包括測量駕駛桿申請的扭矩18，當(dāng)駕駛鳥翼末端時并且提供信號給控制器40的扭矩傳感器20。 控制器40被連接到主驅(qū)動電動機(jī)50并且控制電流被提供給馬達(dá)50控制馬達(dá)50和它的自轉(zhuǎn)的方向扭矩引起的相當(dāng)數(shù)量。馬達(dá)50 操縱的更適宜地被連接到駕駛桿18通過工具箱60，更適宜地一個周轉(zhuǎn)齒輪箱子和傳動器70。 在一定條件下傳動器70在正常運行時更適宜地永久地接合并且是有效的隔絕從馬達(dá)50的驅(qū)動使鳥翼末端通過傳動機(jī)構(gòu)30手動地被駕駛。 這是使機(jī)制的安全特點起作用在試圖的馬達(dá)50情形下駕駛太快速的駕駛桿并且/或者在錯誤的方向或在案件 電動機(jī)和工具箱占領(lǐng)了。
扭矩傳感器20更適宜地是一個匯編包括在扭矩應(yīng)用達(dá)到的傳感器軸登上應(yīng)變儀能夠準(zhǔn)確測量張力在一個被預(yù)先決定的范圍之內(nèi)的一個短的傳感器軸。被測量扭矩的被預(yù)先決定的范圍是0-lONm; 更好是關(guān)于l-5Nm。被測量的扭矩的范圍更好地對應(yīng)于大約0-1000微指令，并且傳感器軸的建筑更好被選擇這樣5Nm扭矩比在軸的2°導(dǎo)致較少的轉(zhuǎn)彎，少于1 °。好的應(yīng)變儀是鋸諧振器，在WO91/13832被描述的一臺適當(dāng)?shù)匿徶C振器。 類似在圖顯示的那WO91/13832 3上更好地運用配置，二看見諧振器被安排在對軸軸的45°和在90°對互相。諧振器經(jīng)營與在200-400 MHz之間共鳴頻率和被安排導(dǎo)致信號到控制器1 MHz 40 ± 500 KHz根據(jù)傳感器軸的自轉(zhuǎn)方向的自我調(diào)節(jié)。 因此，當(dāng)傳感器軸不被扭轉(zhuǎn)的歸結(jié)于缺乏扭矩時，它導(dǎo)致一個1 MHz信號。當(dāng)它導(dǎo)致在1.0到1.5 MHz之間的一個信號的傳感器軸在一個方向被扭轉(zhuǎn)。 當(dāng)傳感器軸在相反方向時被扭轉(zhuǎn)它導(dǎo)致在1.0到0.5 MHz之間的一個信號。 因而同樣傳感器能導(dǎo)致信號表示程度扭矩并且傳感器軸的自轉(zhuǎn)的方向。好的馬達(dá)扭矩引起的相當(dāng)數(shù)量以回應(yīng)在0-10Nm之間被測量的扭矩是0-40Nm，并且為在l-5Nm之間被測量的扭矩是0-25Nm。反饋電路提供自我調(diào)節(jié)，借以馬達(dá)使用的電流由控制器40測量并且比較保證馬達(dá)在正確方向運行并且提供期望功率協(xié)助。 控制器更好地行動使被測量的扭矩降低到零和如此控制馬達(dá)增加它的扭矩產(chǎn)品減少被測量的扭矩。 (沒顯示)更適宜地提供車速傳感器哪些寄發(fā)一個信號表示車速到控制器。 控制器使用這個信號修改程度力量協(xié)助提供以回應(yīng)被測量的扭矩。將提供在低車速最大力量協(xié)助的，因而，并且將提供高車速極小的力量協(xié)助。更適宜地是邏輯順序器有一個現(xiàn)場可編程序的門數(shù)組例如XC 4005如Xilinx供應(yīng)這個控制器。 這樣控制器不依靠軟件和，因此能更起作用可靠地在汽車車環(huán)境里。 被想象也許使用有邏輯的序列一個現(xiàn)場可編程序的列陣。 一個電力傳動機(jī)構(gòu)10的A具體建筑在表3.被說明。
電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（英文簡稱EPS）， 與液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）相比，EPS具有很多優(yōu)點。即EPS的優(yōu)勢在于：
1）效率高。HPS效率很低，一般為60%~70%；而EPS與電機(jī)連接，效率高，有的可高達(dá)90%以上。
2）耗能少。汽車在實際行駛過程中，處于轉(zhuǎn)向的時間約占行駛時間的5%，對于HPS系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，油泵始終處于工作狀態(tài)，油液一直在管路中循環(huán)，從而使汽車燃油消耗率增加4%~6%；而EPS僅在需要時供能，使汽車的燃油消耗率僅增加0.5%左右。
3）“路感“好。由于EPS內(nèi)部采用剛性連接，系統(tǒng)的滯后特性可以通過軟件加以控制，且可以根據(jù)駕駛員的操作習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整。
4）回正性好。EPS結(jié)構(gòu)簡單內(nèi)部阻力小，回正性好，從而可得到最佳的轉(zhuǎn)向回正特性，改善汽車操縱穩(wěn)定性。
5）對環(huán)境污染少。HPS液壓回路中有液壓軟管和接頭，存在油液泄露問題，而且液壓軟管不可回收，對環(huán)境有有一定污染；而EPS對環(huán)境幾乎沒有污染。
6）可以獨立于發(fā)動機(jī)工作。EPS以電池為動力元件，只要電池電量充足，不論發(fā)動機(jī)出于何種狀態(tài)，都可以產(chǎn)生助力作用。
7）應(yīng)有范圍廣。
8）裝配性好易于布置。
現(xiàn)在，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已成為一些轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，全世界約有一半的轎車采用動力轉(zhuǎn)向。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，目前一些轎車已經(jīng)使用電動助力轉(zhuǎn)向器，使汽車的經(jīng)濟(jì)性、動力性和機(jī)動性都有所提高。電動助力轉(zhuǎn)向裝置是汽車上一種新的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝置,近年來在國內(nèi)外發(fā)展迅速,由于它采用了可編程電子控制裝置,在帶來靈活性的同時也存在著安全隱患.在分析這種產(chǎn)品特殊性的基礎(chǔ)上,筆者結(jié)合電子控制裝置的特點,指出了事關(guān)安全性的因素,提出了處理安全性的措施,并討論了幾個事關(guān)安全性的具體問題.研究結(jié)果表明:現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不能夠滿足電動助力轉(zhuǎn)向裝置安全性的需要;并提出了對電動助力轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行安全性測評的思想.研究工作對電動助力轉(zhuǎn)向裝置的開發(fā)以及評價具有參考意義。
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