新能源汽车电气技术 电动助力转向系统 PPT

2.2 基本组成部件的构造 2.2.1 转向柱总成 动力转向电动机总成、减速机构和力矩传感器都安装在转向柱上，如左图所示。 2.2.2 动力转向电动机总成 动力转向电动机总成由直流电动机和减速机构组成，安装在转向柱壳体上（如左图所示）。动力转向电动机总成采用低惯性的直流电动机，该电
动机由转子、定子和电动机轴组成。电动机产生的转矩通过联轴节传递到蜗杆，转矩通过蜗轮传递到转向柱轴，如右图所示。
（2）转向时 驾驶人向左或向右转动转向盘时，扭力杆的扭曲就会在检测环 2 和检测环 3 之间产生相对位移。
该变化随后转换为 VT1 和 VT2 信号，并发送到动力转向 ECU。转向盘左转时，输出如图所示的 比自由位置输出电压低的电压。这样就可以根据转向助力检测到转向方向，决定转向助力输出值 的量级。
转矩wenku.baidu.com感器
检测环 1 和检测环 2 的功能是校正温度，检测温度变化并校正温度变化引起的误差。 检测线圈包括输出 VT1 信号（力矩传感器信号 1）和 VT2 信号（力矩传感器信号 2）的对耦电路。 动力转向 ECU 根据这 2 个信号控制助力的大小，同时检测传感器故障。 （1）直线行驶时 如果车辆沿直线行驶且驾驶人没有转动转向盘，则此时动力转向 ECU 会检测输出的规定电压，指示 转向的自由位置，因此它不向动力转向电动机供电。
输 出 电 压 与 助 力 力 矩 关 系
2.2.5 动力转向 ECU （1）EPS 控制
动力转向 ECU 接收各传感器的信号，判断车辆当前的状况，并测定施加到动力转向电动机上 相应的助力电流。 对于装有车辆稳定控制系统（VSC）的车型，根据制动防滑控制 ECU 信息，联合控制转向助力 力矩，使驾驶人的转向操作更灵便，提高转向稳定性。 （2）动力转向 ECU 温度传感器 动力转向 ECU 中的温度传感器用于检测 ECU 是否过热。如果温度传感器检测到 ECU 过热， 则动力转向电动机上的助力电流会减小。 （3）诊断 如果动力转向 ECU 检测到 EPS 故障，则与出现故障的功能相关的主警告灯点亮，提示驾驶人 出现故障。同时，DTC（诊断故障码）存储到存储器中。 （4）安全保护 如果动力转向 ECU 检测到 EPS 故障，则组合仪表上的主警告灯点亮，且蜂鸣器鸣响。同时， 动力转向 ECU 使 PS 警告出现在复式显示器上以提示驾驶人，并进入安全保护模式。EPS和手动 转向以相同方式工作。 出现故障时，安全保护功能被激活，ECU 会影响各种控制。
这 种情况下可以无危险地继续行驶。通过本任务的学习，熟悉新能源汽车国家高压法规相关要
求。
1. 电动助力转向系统概述
在新能源汽车中，大多数混合动力汽车和所有纯电动汽车都采用了电动助力转向系统，因 为电动助力转向系统是完全独立于发动机运作的。仍有少数混合动力汽车使用电动液压助 力转向系统。
最常见的电动助力转向系统是由车辆 12V 系统供电，并由小型电动机支持运转的。在需 要大转向力矩的情况下，有些 12V 系统会使用电控设备将 EPS 电压升到 34V 以上。有 些混合动力汽车和纯电动汽车采用 42V 的电动助力转向系统，这些系统通常是由 DC/DC 变换器驱动的，DC/DC 变换器将动力电池电压降到电动助力转向电动机所需的电压值。
2. 丰田普锐斯电动助力转向系统 丰田公司的普锐斯轿车，其转向系统是在齿轮齿条式转向机构的
基础上采用了车速感应型EPS，因此具有良好的转向操纵性能。
E P S 的 基 本 组 成
2.1 电动助力转向系统的基本组成及功用 EPS 的基本元件布置情况，如图所示。EPS 根据各种传感 器的信号，通过电动助力转向控制单元（以下简称动力转 向 ECU）控制装在转向柱总成上的直流电动机（即动力转 向电动机），由该电动机放大转向操纵力。 （1）转矩传感器 检测扭力杆的扭曲，并把它转换成电信号，以计算施加到 扭力杆上的转矩，再将此信号输出到动力转向 ECU。 （2）动力转向电动机 根据动力转向 ECU 的信号产生转向助力。 （3）减速机构 通过蜗轮降低动力转向电动机的转速，并将它传递到转向 柱轴。 （4）动力转向 ECU 根据各传感器（包括车速传感器）发出的信号，起动转向 柱上的动力转向电动机，以提供转向助力。
转向柱与动力转向电动机总 成
动力转向电动机总成内部结 构
2.2.3 减速机构 减速机构通过蜗杆和蜗轮降低动力转向电动机的转 速，并将转矩传递到转向柱轴。蜗杆由滚珠轴承支 承，以减小噪声和摩擦，如图所示。
减速机构
2.2.4 力矩传感器 力矩传感器检测扭力杆的扭曲，并把它转换 为电信号来计算扭力杆上的力矩，并将此信 号输出到动力转向 ECU。检测环 1 和检测 环 2 安装在输出轴上，检测环 3 安装在输 出轴上。输出轴和输入轴通过扭力杆连接在 一起，检测线圈和校正线圈位于各检测环外 侧，不与检测环接触形成励磁电路，如图所 示。
2018
新能源汽车电气技术
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任务1 电动助力转向系统的功能与组件更换
新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构，其控制系统能够可靠识别会给车主和技术 人员带来危险的故障，并立即关闭高电压系统，确保工作部件上不再有危险电压。即便只取
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（5）HV ECU 发送 READY 信号到动力转向 ECU，通知 EPS 准备发电。 （6）制动防滑控制 ECU 将速度传感器的信号输出到动力转向 ECU。 （7）仪表 ECU 收到动力转向 ECU 发出的系统故障信号，仪表 ECU 点亮主警示灯，同时发送 PS（动力转向）警告，显示请求信 号到复式显示器。 （8）VSC ECU 车辆稳定控制系统工作时，制动防滑控制 ECU 发送助力力矩信号（根据联合控制传感器的信号计算出）到动力转 向 ECU。 （9）复式显示器 系统发生故障时，PS（动力转向）灯显示故障。