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汽車ESP
閱讀�16031�(shí)間:2011-07-01 09:13:23

  汽車ESP就是指汽車的電子�(wěn)定系�(tǒng),也叫動�(tài)偏航�(wěn)定系�(tǒng),英文全稱為Electronic Stability Program,它是一種牽引力控制系統(tǒng),不但可控制汽車的驅(qū)動輪,而且可控制汽車的從動�,具有穩(wěn)定行車安全的作用。汽車EPS是博世(Bosch)公司的專利�

工作原理

  汽車EPS是由�(jī)械式�(zhuǎn)向裝�、驅(qū)動電�(jī)、減速器、扭矩、扭矩傳感器及控制單元等組成,它根據(jù)作用在方向盤上的�(zhuǎn)矩信號和車速信號,通過電子控制裝置使電�(jī)�(chǎn)生相�(yīng)大小和方向的輔助�,協(xié)助駕駛員�(jìn)行轉(zhuǎn)向操�,并獲得�(zhuǎn)向特性的反饋伺服系統(tǒng)。其系統(tǒng)�(jié)�(gòu)與原理如下圖所��

汽車EPS系統(tǒng)工作原理圖

  汽車EPS基本的工作原理如下:該系�(tǒng)工作�(shí),轉(zhuǎn)向傳感器檢測到轉(zhuǎn)向軸上轉(zhuǎn)動力矩和�(zhuǎn)向盤位置兩�(gè)信號,與車速傳感器測得的車速信號一起不斷地輸入微電腦控制單�,該控制單元通過�(shù)�(jù)分析以決定轉(zhuǎn)向方向和所需的助力�,然后發(fā)出相�(yīng)的指令給控制器,從而驅(qū)動電�(jī),通過助力裝置�(shí)�(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。通過精確的控制算�,可任意改變電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大小,使傳動機(jī)�(gòu)獲得所需的任意助力��

技�(shù)�(yōu)�

  1、節(jié)能環(huán)�。由于發(fā)動機(jī)�(yùn)�(zhuǎn)�(shí),液壓泵始終處于工作狀�(tài),液壓轉(zhuǎn)向系�(tǒng)使整�(gè)�(fā)動機(jī)燃油消耗量增加�3%~5%,而EPS以蓄電池為能�,以電機(jī)為動力元�,可�(dú)立于�(fā)動機(jī)工作,EPS幾乎不直接消耗發(fā)動機(jī)燃油。EPS不存在液壓動力轉(zhuǎn)向系�(tǒng)的燃油泄漏問�,EPS通過電子控制,對�(huán)境幾乎沒有污�,更降低了油��

  2、效率高。液壓動力轉(zhuǎn)向系�(tǒng)效率一般在60%�70%,而EPS的效率較�,可高達(dá)90%以��

  3、回正性好。EPS系統(tǒng)�(jié)�(gòu)簡單,不僅操作簡�,還可以通過�(diào)整EPS控制器的軟件,得到的回正�,從而改善汽車操縱的�(wěn)定性和舒適��

  4、路感好。傳�(tǒng)純液壓動力轉(zhuǎn)向系大多采用固定放大倍數(shù),工作驅(qū)動力�,但卻不能實(shí)�(xiàn)汽車在各種車速下駕駛�(shí)的輕便性和路感。而EPS系統(tǒng)的滯后特性可以通過EPS控制器的軟件加以�(bǔ)�,使汽車在各種速度下都能得到滿意的�(zhuǎn)向助��

  5、安裝方�。EPS的主要部件可以配集成在一�,易于布置,與液壓動力轉(zhuǎn)向系�(tǒng)相比減少了許多元�,沒有液壓系�(tǒng)所需要的油泵、油�、壓力流量控制閥、儲油罐�,元件數(shù)目少,裝配方�,節(jié)約時(shí)間�

功能控制

  1、助力控制:在汽車停車及低速行駛時(shí)提供較大輔助力矩,使�(zhuǎn)向過程快捷輕便地�(jìn)行,而在汽車高速行駛時(shí)提供較小的輔助力矩以保持�(zhuǎn)向過程的可靠與沉�(wěn)�

  2、回正控制:確保汽車從直行狀�(tài)到大角度�(zhuǎn)向的過程中回正力矩相�(yīng)地逐漸提高。另�,確保汽車在非轉(zhuǎn)向狀�(tài)下的直線行駛性能,并防止汽車在不同車速下�(shí)�(xiàn)回正�(shí)出現(xiàn)回正不足或回正超�(diào)的現(xiàn)��

  3、阻尼控制:利用電機(jī)感應(yīng)電動勢來減弱汽車高速行駛時(shí)出現(xiàn)的方向盤抖動�(xiàn)�,消除轉(zhuǎn)向輪因路面不平而引起的方向盤擺�,并在汽車高速行駛時(shí),給�(zhuǎn)向過程增加一定的阻尼,克服轉(zhuǎn)向發(fā)飄的感覺�

  4、分析診斷功能:�(yīng)能實(shí)�(shí)�(jiān)控運(yùn)行狀�(tài),并具有故障�(bào)警和提示功能,在故障不能自動排除�(shí)�(guān)斷EPS使車輛�(jìn)入傳�(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向模��

  5、通訊功能:應(yīng)具有通過CAN或LIN總線與其他系�(tǒng)�(jìn)行通訊的能�,并具有可以更改主要參數(shù)(主要針對電機(jī)控制)的接��

性能的判�

  汽車EPS性能的好�,通過在臺架上測出各種車速下的輸入輸出扭矩特性曲線表�(xiàn)出來,如圖所�。根�(jù)汽車的轉(zhuǎn)向特�,在不同的車速下,輸人輸出扭矩特性曲線是不一樣的。車速越低,助力越大;反之,助力越小�

汽車EPS性能判別特性曲線

  輸入力矩一輸出力矩特性通過以下幾�(gè)指標(biāo)衡量�

  (1)輸入力矩與輸出力矩的比例�(guān)�。輸出力矩與輸入力矩的比值越大,其助力效果越明顯�

  在車身前軸質(zhì)量大、車速較低的情況�,輸出力矩與輸入力矩的比值需要加�;反�,輸出力矩與輸入力矩的比值需要減��

  輸出力矩與輸入力矩的比值通過�(yù)先設(shè)定的程序來控�。但是,輸出力矩受電�(jī)功率的限��

  (2)兩側(cè)不同輸入力矩/輸出力矩差異�

  �5中的I口一6l就是兩側(cè)不同輸入力矩/輸出力矩差��

  該數(shù)值越小,說明其正向助力與反向助力的對稱性好;數(shù)值越大,會導(dǎo)致正反向助力大小不一,使駕駛員在�(zhuǎn)向時(shí)感到一�(gè)方向手感�,另一方向手感�,嚴(yán)重時(shí)�(dǎo)致方向老是往一邊跑�

  (3)輸入輸出力矩曲線的波�。圖5中的值是輸入輸出力矩曲線的波動量,X值越�,助力越平穩(wěn),駕駛員的手感越��

  影響測量曲線波動量的因素主要有以下幾�(gè)方面:①滑塊在輸入輸出軸上運(yùn)動的靈活��

  靈活性越�,X值越?。贿@與輸入輸出軸�(yùn)動副光潔度有�(guān);②控制程序在電流的反饋與各種補(bǔ)償過程中,如果參�(shù)選擇不當(dāng),使其控制信號波動太�,導(dǎo)致x值波動大;③扭矩傳感器電阻膜分布的均勻性越�,X值波動越??;④蝸輪蝸桿傳動的平�(wěn)性;⑤電�(jī)工作的穩(wěn)定��

  (4)滯后�(xiàn)象。圖5中的y值是輸入輸出特性曲線的滯后,y值越�,轉(zhuǎn)向系在回位時(shí)的跟隨性越好�

  影響y值大小的主要因素有以�3�(gè)方面�

 ?、倥c滑塊在輸入輸出軸上運(yùn)動的摩擦力大小有�(guān),摩擦力越大,y值越大;②與電機(jī)的機(jī)械摩�、慣性矩等因素有�(guān),機(jī)械摩�、慣性矩越大,值越�;③與蝸輪蝸桿傳動的摩擦力和齒型嚙合參數(shù)有關(guān)�

  (5)曲線異常。圖5中的C、d曲線屬于助力異常,這種情況是不允許出現(xiàn)�,這種異常情況與控制模塊、扭矩傳感器及扭力桿及電�(jī)故障有關(guān)�

�(fā)�?fàn)顩r

  1、國外汽車EPS的發(fā)�?fàn)顩r�

  �?yàn)槲⑿娃I車上狹小的發(fā)動機(jī)艙空間給液壓助力�(zhuǎn)向系�(tǒng)的安裝帶來了很大的麻�,而EPS元件比較少,重量�,裝配方�,比較適合在微型轎車上安�。因此在國外,EPS系統(tǒng)首先是在微型轎車上發(fā)展起來的�

  上世紀(jì)80年代初期,日本鈴木公司首次在其Cervo轎車上安裝了EPS系統(tǒng),隨后還�(yīng)用在其Alto車上。此�,EPS在日本得到迅速發(fā)展。出于節(jié)能環(huán)保的考慮,歐、美等國的汽車公司也相繼對EPS�(jìn)行了開發(fā)和研�。雖然比日本晚了10年時(shí)�,但是歐美國家的開發(fā)力度比較�,所選擇的產(chǎn)品類型也有所不同。日本起初選擇了技�(shù)相對成熟的有刷電�(jī)�

  有刷電機(jī)比較成熟,在汽車上的�(yīng)用較廣,比如雨刷、車窗等部分,稍做改�(jìn)就適�(yīng)了EPS的要�,因此研�(fā)周期較短,上世紀(jì)80年代末期就開始產(chǎn)�(yè)化,主要裝配在微型車�。而歐美則選擇了難度較大的無刷電機(jī),但是電子控制系�(tǒng)比較�(fù)雜,延長了研�(fā)周期。直�90年代中期歐美才開始批量生�(chǎn)。從長遠(yuǎn)�(fā)展看,有刷電�(jī)存在一定弊�,比如電刷產(chǎn)生的噪聲較難克服,磨損較�(yán)�,存在電磁干擾等問題。因此,日本�(xiàn)在國�(nèi)配裝的EPS也逐漸�(zhuǎn)向無刷電�(jī)類了�

  2、國�(nèi)汽車EPS的發(fā)展現(xiàn)狀�

  我國汽車電子行業(yè)的總體發(fā)展相對滯后,但是,隨著汽車對�(huán)�、節(jié)能和安全性要求的�(jìn)一步提�,代表著�(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系�(tǒng)的發(fā)展方向的EPS電動助力�(zhuǎn)向系�(tǒng)已被我國列為高新科技�(chǎn)�(yè)�(xiàng)目之一,國�(nèi)各大院校、科研機(jī)�(gòu)和企�(yè)已經(jīng)紛紛開始對EPS這一�(lǐng)域�(jìn)行了研究,使得EPS得到了迅速的�(fā)展。據(jù)�,自主品牌研�(fā)的EPS系統(tǒng)離產(chǎn)�(yè)化就差整車廠批量裝車�(rèn)可這一臺階�,相信很快就可以�(shí)�(xiàn)量產(chǎn)

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