电控动力转向系统EHPS介绍.doc

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1、电控动力转向系统（EHPS ）介绍汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。机械转向 系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向；动力转向系统则是在驾驶员的控 制下，借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向，所以动力转向 系统也称为转向动力放大装置。随着道路条件的不断改善，汽车速度的不断提高，对转向系统操纵的安全性与舒适性提出 了更高的要求。动力转向系统由于具有使转向操纵灵活、轻便，设计汽车时对转向器结构 形式的选择灵活性大，能吸收路面对前轮产生的冲击等优点，因此已在各国的汽车制造中 普遍采用。但是，从易于驾驶和安全性方面考虑，理想的操纵状态是低

2、速时转向始终应当 轻快，而在高速时要有适当的手感并且运行平稳，因此，对于传统的液压动力转向器，其 固定的放大倍率成为动力转向系统的主要缺点，往往是满足了低速转向轻便的要求便无法 满足高速转向时要求的手感，或者满足了高速转向时有良好的手感但低速时又不免转向沉 重。电子控制技术在汽车动力转向系统的应用，使汽车的驾驶性能达到了令人满意的程度。电子控制动力转向系统可以在低速行驶时使转向变轻、灵活；当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率及稳定的 转向手感，从而提高了高速行使的操纵稳定性 （见 图1）。电子控制动力转向系统（简称EPS）,根据动 力源不同又可分为液压式电子控制动力转向系统

3、液压式EPS又作EHPS和电动式电子控制动力 转向系统（电动式EPS。EHPS是在传统的液压动无动力转向动力转向电子控制动力转向力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等装置构成的，电子控制单元根据检测到的车速信号，控 制电磁阀的开度，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要 求。电动式EPS则是利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速信号 控制电机输出扭矩。电动机的输出扭矩经由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，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。EHPS从控制方式可以分为以下几种类型:序号名称控制

4、对象（1）流量控制式向助力系统供给的流量（2）动力缸分流控制式动力缸有效的工作压力（3）油压反馈控制式作用于油压反馈机构的压力（4）阀特性控制式系统屮控制阀的压力中,(1)种和种类(2)型是EHPS初期发展制方的控式,主要制目的控第是将标都 系统中的动力泄荷掉一部分以实现高速时减小助力，但这样做的弊病就是浪费了动力，不 利于车辆省油，而且，还有急转弯反应迟钝的缺点，需要安装特别装置才能解决，现在已 很少采用。第（3）种油压反馈控制式现在使用的比较普遍，其根据车速传感器，控制反力 室油压，改变压力油的输入、输出的增益幅度以控制操舵力。操舵力的变化量，按照控制 的反馈压力，在油压反馈机构的容量范围

5、内可任意给出，急转弯也没问题，但是其结构复 杂，各部分的加工精度要求较高，价格也较高。第（4）种阀特性控制式是近几年开发的类型，是根据车速控制电磁阀，直接改变动力转向控制阀的油压增益（阀灵敏度）以控制油压的新方法。这种控制方式使来自油泵的供给流量没有浪费，结构简单，部件少、价格便 宜，有较大的选择操舵力的自由度，可获得自然的操舵感和最佳的操舵特性。又因其阀结 构简单，在传统的液力转向系统上不须做太多的改动就可实现，所以成为EHP聆后发展的主流。车速感应式电子控制动力转向 系统概要简介该系统在传统的液压动力转向器的转阀上做了局部改进，并增加了比例电磁阀、电子 控制单元、车速传感器等实现。转阀的可

6、变油口分为低速油口和高速油口两种，高速油口 的前后设有低速油口。在高速油口之后设有旁通回路，在旁通回路中又设置了比例电磁阀, 根据车速开启电磁阀，改变电磁阀的灵敏度以控制操纵力。系统备有故障安全保险功能， 当电气系统发生故障时，具有确保高速工况的操作特性。典型的系统如图2所示。1 发动机2 前轮3、17动力转向泵4 齿轮齿条机构5、19油箱6 18比例电磁阀7、20电控单元（ECU 8 车速传感器 9 车灯开关动力转向系绽电議伺3R1R 1L、2R、2L是能以较小10空挡开关11 离合器开关12保险丝13 蓄电池14 动力缸15外体16 内体 主要部件的结构及工作过程转阀转阀一般在圆周上形成6

7、条或8条沟槽。图3示出了用于可变特性的具有12条沟槽的系统，各沟槽利用阀体，与泵、动力缸、电磁阀及油箱连接。图3示出实际的转阀结构剖面图。阀部的等效电桥电路如图4所示。5。当车辆处于低速行驶或停车时，电磁阀完全关闭，由于旁通回1R油泵P=P2+P3动力缸- 比例电磁阀Ir _丄亠r油箱ECUII完全关闭2RP2系 统在动 力缸与 回油口 之间配 置了两 个可变 油口， 在这两个可变油口之间设有电磁阀控制的油压回路。可变油口 的转向扭矩关闭的低速油口； 3R、3L是能以较大转向扭矩关闭的高速油口，工作原理如图路截止，高灵敏度低速油口 1R及2R以较小的转向扭矩关闭，所以具有轻便的转向特性（图5）

8、车辆高速行驶时，电磁阀完全 开启，液压油经过旁通回路，流回 油箱，灵敏度低的高速油口 3R控制 通向动力缸的油压，所以具有重工 况的转向特性（图6）。从低速到高 速的过渡区间，由于电磁阀的作用， 根据车速控制其可变油口的开度， 可按顺序改变转向特性（见图 7）。电磁阀 图3示出了电磁阀的一种结 该阀设有控制流量的旁通油路，是可变节 阀。在低速时电磁线圈通过最大的电流， 油口关闭，随着车速的提高，顺次减小通 流，可变油口开启，在高速时开启面积达 大值。该阀在左右转向时，液压油的流动方向可以逆转，所以在上下流动方向中，可变油 口必须具有相同的特性。为确保高压时流体力作用于阀，必须提供稳定的油压控

9、制电子控制单元(ECU ECU接受来自车速传感器的信号，换算后向电磁阀的电磁线圈中输出相应的电流，同时，ECU丕 监测自身及附件的工作情况， 一旦出现异常会立刻作出反 应。图8示出了控制力特性图。 电子控制动力转向系统的发展前景理论上来讲，液压式EPS是在优化车速所对应的操纵性和稳定性处于均衡状态下，控制助力大小而获得最佳手感的系统，同常规的液压动力转向系统相比，它有以下优点：(1) 阀特性可变，手感好。电子控制单元接受速度传感器传递来的脉冲信号，按照预先设定的转换规则输出相对应的电磁阀控制信号，控制电磁阀口的开度，进 而得到此时刻的最佳助力。实际使用时，可根据路面状况、车辆性能及个人习 惯设

10、置不同的阀特性曲线系数，使转向系统适应范围更加广泛；(2) 结构简单、部件少、成本低，在原有转向器的基础上不需太大的改动；(3) 能够把油泵提供的流量尽可能的变成作用在动力缸中的压力，耗能少，效率高;(4) 系统具有失效自动保护装置。因为电子控制系统只是附加在原来的转向机上，所以当电子控制系统失效而使电子信号消失时，系统会自动恢复到普通液压动 力转向状态。目前，国外的许多高档轿车上已经开始装配电控动力转向器，采用的样式也不外乎前面介绍的几种，如日产蓝鸟轿车采用的是流量控制式EHPS圣迪亚轿车采用的是反力控制 式EHPS 89型地平线轿车采用的是阀特性控制式 EHPS国内在此项目上尚且是一个空 白，作为国内生产转向器的专业厂，荆州恒隆公司本着增加产品的种类，提高市场竞争力 量的原则，积极进行此项目的开发。首批样件以捷达王轿车为原型，采用阀特性控制式结 构的EHPS系统，从国外购买电磁阀，使用自行设计开发的电子控制板。待装车试验结束后, 将很快投放市场。