(1)特点普锐斯混合动力汽车的电子动力转向(EPS)系统采用安装在转向柱上的直流电动机和减速机构产生转矩来给转向助力。EPSECU(电控单元)根据传感器和ECU的信号计算转向助力的大小。 EPS ECU通过CAN和制动防滑控制ECU、 HV ECU和网关ECU保持通信。此外, EPS ECU经BEAN,通过网关ECU和仪
表ECU保持通信。 EPS ECU采用32位CPU,从而提高了处理信号的速度。
普锐斯混合动力汽车采用VSC+系统,该系统工作时,EPSECU收到制动防滑ECU的助力转矩请求信号后,立刻控制直流电动机的助力转矩。
EPS能够极大地提高燃油经济性,因为转向助力由安装在转向柱上的直流电动机提供,因此电动机只在需要动力转向时才消耗能量。与传统的液压助力转向系统不同,EPS在可维修性方面有很大优势,它不需要管路、叶片泵、滑阀和动力转向液。
(2)组成电子动力转向系统的组成如图3-142所示,组件位置如图3-143所示。
①转矩传感器检测扭力杆的扭曲,并把它转换为电信号来计算施加到扭力杆上的转矩,并将此信号输出到 EPS ECU。
②直流电动机 根据 EPS ECU的信号产生转向助力。
③减速机构 通过蜗杆和蜗轮降低直流电动机的转速并将传送到转向柱轴。
④ EPS ECU 根据各传感器(包括车速传感器)发出的信号启动转向柱上的直流电动机来提供转向助力。
⑤ HV ECU 发送 READY信号到 EPS ECU,通知EPS系统准备发电。
⑥制动防滑控制ECU 将速度传感器的信号输出到EPS ECU。
⑦ VSC ECU 车辆稳定性控制系统工作时,制动防滑控制ECU发送助力转矩信号(根据联合控制传感器的信号计算出)到EPS ECU。
⑧仪表ECU 一收到 EPS ECU发出的系统故障信号,仪表ECU就点亮主警告灯,同时发送PS警告显示请求信号到复式显示器⑨复式显示器 系统发生故障时,PS(动力转向)灯显示警告。
(3)结构和工作原理①转向柱 如图3-144所示,直流电动机、减速机构和转矩传感器都安装在转向柱上。转矩传感器采用感应式电阻。
②直流电动机 如图3-145所示,直流电动机包括转子、定子和电动机轴,电动机产生的转矩通过联轴器传到蜗杆,又通过蜗轮传送到转向柱轴。
③减速机构 如图3-146所示,减速机构通过蜗杆和蜗轮降低直流电动机的转速并将之传送到转向柱轴。蜗杆由滚珠轴承支承
以减小噪声和摩擦。
④转矩传感器 检测扭力杆的扭曲,把它转换为电信号来计算扭力杆上的转矩,并将此信号输出到 EPS ECU。
检测环1和检测环2安装在输入轴上,检测环3安装在输出轴上。输入轴和输出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,形成励磁电路(图3-147)。
检测误差1和检测误差2的功能是校正温度,它们校正线圈中的温度变化并校正温度变化引起的误差。
检测线圈包括输出2个信号VT1(转矩传感器信号1)和VT2(转矩传感器信号2)的对偶电路。ECU根据这2个信号控制助力的大小,同时检测传感器故障。
a.直线行驶时 如果车辆直线行驶且驾驶员没有转动方向盘,则ECU会检测输出的规定电压,指示转向的自由位置。因此,它不向直流电动机供电。
b.转向时 驾驶员向左或向右转动方向盘时,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。这个变化随后转换为2个电信号VT1和VT2,并发送到 EPS ECU。方向盘左转时,输出比自由位置(图3-148)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,转向助力由输出值的量级决定。
(4) EPS ECU①EPS控制 EPS ECU接收各传感器的信号,判断车
辆当前状况,并测定施加到直流电动机上相应的助力电流对于装有VSC+(增强型车辆稳定控制)系统的车型,根据制动防滑控制ECU的信息, EPS ECU和制动防滑控制ECU一起联合控制转向助力转矩,使驾驶员的转向操作灵便,因此提高了转向稳定性。
② EPS ECU温度传感器 EPS 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,则直流电动机上的助力电流减小以降低温度。
③自诊断 如果 EPS ECU检测到EPS系统的故障,则与出现故障的功能相关的主警告灯点亮,提示驾驶员出现故障。同时,DTC(故障代码)被存储到存储器中。DTC可以用专用智能测试仪来读取。
④安全保护 如果 EPS ECU检测到EPS系统的故障,则组合仪表上的主警告灯点亮,并且蜂鸣器鸣叫。同时, EPS ECU使PS警告出现在复式显示器上以提示驾驶员,并进入安全保护模式。
出现故障时,安全保护功能会被激活,ECU会影响各种控制。
