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国内外新一代汽车转向系统EPS介绍
作者:吕玉洁 编译
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传动/转向/制动系统展厅
变速箱, 离合器, 制动系统...
按照转向动力源来分,目前汽车转向系统可分为纯人力转向和动力辅助转向两种。其中,后者又大致经历了机械机构助力转向、液压助力转向和电动助力转向EPS(Electric Power Steering)这三个阶段。

EPS系统一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电动机等组成,它在传统机械转向系统的基础上,根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号,利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力,协助驾驶员进行转向操作。

EPS以蓄电池为能源,以电机为动力元件,可独立于发动机工作,且只在转向时电动机才提供助力,因此几乎不直接消耗发动机燃油。同时,EPS也不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题,对环境几乎没有污染,可以满足人们节能环保的要求。

1988年2月,日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统。此后,EPS在日本得到迅速发展。欧、美等国的汽车公司对EPS的开发比日本晚10年,但开发的力度较大。截止到2006年,欧洲50%新出产的汽车中都用电动助力转向代替了原来的液压助力转向。http://www.freescale.com/files/shared/doc/selector_guide/SG2015.pdf

下面简单介绍三家国外公司的EPS方案。

Freescale的EPS方案

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主要特性:

采用56F8300系列数字信号控制器,在汽车环境温度下性能可达60MIPS,控制处理过程并为EPS系统提供智能外围支持。

采用8位、16位的微控制器(MCU)族,如HC08、56F8000族等,使系统更加安全、可靠。

采用系统基本芯片(SBC),如MC33742族等,以提供受保护的电压调节器,调节器集成1Mbps的CAN通信接口和看门狗。SBC可通过一个串行外围接口SPI编程。

采用MC33927场效应晶体管预驱动器,用于控制三相电机。预驱动器的工作电压为8-40V,采用SMARTMOS™技术,有0.5A的门驱动能力。MC33927通过SPI端口编程,由6个直接输入控制信号、异步和使能、中断信号与MCU连接。

英飞凌的EPS方案

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主要特性:

采用16位处理器C164,其程序存储器为65KB,RAM为4KB。外围接口包括10位ADC、RSART、SPI和定时器,与TLE 6280 GP连接的FullCAN和电源MOSFET。

采用的TLE 6280 GP是三相桥式驱动器,简化了动力转向电机的控制。微控制器的定时器结构降低了开发成本并使得电路板设计更简洁。

日本捷太格特和丰田汽车IFS方案

日本捷太格特(JTEKT,由光洋精工和丰田工机06年1月合资组建)与丰田汽车联合开发出了面向雷克萨斯“LS460”的齿条式电动助力方向盘IFS(intelligent front steering,智能前转向)系统。

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主要特性:

IFS系统将E-VGR(electronically controlled variable gear ratio)和RD-EPS(rack direct-drive type electric power system)设计成一体,省去了螺旋电缆,与齿条变速器同轴配置减速器。其中,RD-EPS采用内置型高效无刷直流电机及多分割齿,提高了线圈的效率。E-VGR根据车速改变转向齿轮比。在低速行驶及泊车时,只需少许转动方向盘,便可获轮胎较大主销倾角。而在高速行驶时则会抑制方向盘转动操作的轮胎主销倾角,从而提高稳定性。

国内技术情况简述

我国汽车电子行业的总体发展相对滞后,但是,随着汽车对环保、节能和安全性要求的进一步提高,代表着现代汽车转向系统的发展方向的EPS电动助力转向系统已被我国列为高新科技产业项目之一,国内各大院校、科研机构和企业已经纷纷开始对EPS这一领域进行了研究,使得EPS得到了迅速的发展。

1998年吉林大学在国内率先开展轿车EPS的研究,目前已做出样机并在捷达轿车、北斗星轿车和夏利2000纯电动轿车上进行了装车试验。此外,天津大学、北京科技大学、华中科技大学、江苏大学、合肥工业大学、武汉理工大学等院校也在开展EPS的研究。国内专业生产EPS的厂商不多。

南京南汽转向器公司生产的汽车电动助力转向系列产品的技术特点:系统传动效率高,能量消耗少;可以获得最优化的转向助力特性;助力特性可以通过软件进行修正;布置方便,节省空间;装配与维修方便。技术参数:工作环境温度:-30℃~65℃;存储环境温度:-40℃~85℃;工作电压范围:DC9~16V。http://www.njzxq.com/pg1.html

株洲易力达机电有限公司的EPS适用排量在1.8L以下的汽车和前轴重900kg以下的电动车、混合动力车等。技术参数如下:涡轮涡杆减速比:1:16.5;电机额定输出功率:170W;额定转速:1050r/min;额定力矩:1.6Nm/30A;工作温度:-40 ℃~+85℃;最大允许电流:35A,小于10msec。http://www.nfelite.com.cn/pages/produce.htm

另外,今年6月4日,日本捷太格特投资中国,捷太格特转向系统(厦门)有限公司成立,首条生产线正式投产,主要向天津一汽丰田汽车有限公司、广州丰田汽车有限公司、东风日产乘用车公司提供汽车电动助力转向系统。预计至2008年,公司年生产量可达55万台,产值将达10亿人民币。http://www.xmlx.gov.cn/dyna/ds.jsp?Id=1189 (end)
文章内容仅供参考 (投稿) (6/19/2007)
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