電子控制轉向系統

電子控制轉向系統(electronic control steering system)傳統汽車轉向系統是機械系統,汽車的轉向運動是由駕駛員操縱轉向盤,通過轉向器和一系列的桿件傳遞到轉向車輪而實現的。

簡介

示意圖 示意圖

電子控制轉向系統(electronic control steering system)傳統汽車轉向系統是機械系統,汽車的轉向運動是由駕駛員操縱轉向盤,通過轉向器和一系列的桿件傳遞到轉向車輪而實現的。20世紀50年代起,增加了液壓助力系統(HPS,見動力轉向系統),至今仍被廣泛套用。由於電子技術的發展,汽車轉向系統中越來越多地採用電子部件,逐漸發展了電控液壓動力轉向、電動助力轉向、前輪主動轉向和線控轉向等電子控制轉向系統。

隨著汽車的高速化,對汽車操縱的輕便性及靈活性要求越來越高。現今廣泛套用的液壓式助力轉向系,因存在著結構複雜、價格高、維修保養困難等缺陷,套用範圍受到一定的影響,故常用於中、重型汽車及高級轎車上,而電子控制動力轉向系可廣泛套用於輕型汽車及普通型轎車上,並可提高汽車的操縱靈活性。

與機械式助力轉向區別

機械轉向系統是依靠駕駛員操縱轉向盤的轉向力來實現車輪轉向,在一定程度上增加了駕駛員的勞動強度;電動式電子控制動力轉向系統則是在駕駛員的控制下,藉助於電控系統的電動機驅動力來實現車輪轉向。

分類

電液助力轉向可以分為兩大類:電動液壓助力EHPS(Electro-HydraulicPowdrSteering),電控液壓助力轉向ECHP(ElectronicallyControlledHydraulicPowerSteering)。EHPS是在液壓助力系統基礎上發展起來的,其特點是原來有發動機帶動的液壓助力泵改有電動機驅動,取代了又發動機驅動的方式,節省了燃油消耗,ECHPS是在傳統的液壓助力轉向系統的基礎上增加了電控裝置構成的。電液助力轉向系統的助力特性,是駕駛員能夠更輕鬆更捷的操作汽車。

助力特性是指助力隨汽車運動狀況和受力狀況(車速和轉向盤手力)變化而變化的規律。對液壓動力轉向,助力與液壓油壓力成正比,故一般用液壓力與轉向盤力矩(及車速)的變化關係曲線來表示助力特性。對於電動助力轉向,助力與直流電動機電流成正比例,故可採用電動機電流與轉向盤力矩,車速的變化關係曲線來表示助力特性。理想的助力特性應能充分協調好轉向輕便性與路感的關係,並提供給駕駛員與手動轉向儘可能一致的,可空的轉向特性。在滿足轉向輕便性的條件下,如果路感強度在整個助力特性區域內不變,則駕駛員就能容易地判定汽車行駛狀態的變化,預測出所需要的轉向操作力矩的大小。直線型助力特性難以協調好轉向輕便性,與路感的關係。折線性助理特性是緩和這一矛盾的理想方法。理想助理特性是一種折線型助力特性,該特性曲線可以為直線行駛去,強路感區和輕便轉向區。直線行駛區對應無轉向或轉向角非常小地中心區域,此時要求助力大;強路感區介於二者之間。對應於這種助力特性的路乾強度變化是階躍式的。

在液動力轉向系統中增加電子控制和執行組件,將車速(也有採用車速和轉向盤轉速)引入到系統中,實現車速感應型助理特性液壓動力轉向。這類系統成為電控液壓助力轉向系統。現代電控液壓助力轉向系統主要通過車速感測器將車速信號傳遞給電子控制單元(ECU),控制電液轉換裝置改變動力轉向助力特性,使駕駛員的轉向手力根據車速和行駛條件變化而改變,在低速行駛時或轉急彎時能以很小的轉向手裡進行操作,在高速行駛時能以稍重的轉向手力進行穩定操作,使操縱輕便性和穩定性達到最合適的平衡狀態。

EHPS相比傳統HPS降低了能源損耗。但電液動力轉向系統,不論ECHPS還是EHPS都與傳統的HPS一樣存在液壓油泄漏問題。電控液壓動力轉系統的種類很多,但其原理基本上都是通過在油泵或轉向器上加裝電子執行機構或輔助裝置,根據車速(也有採用車速和轉向盤轉速)控制液壓系統的流量或壓力。根據控制方式的不同,電子控制液壓式助力轉向系(ECHPS)又可分為流量控制式,反力控制式閥靈敏感控制式三種形式。

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