速騰電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)組成及工作原理(圖）

    速騰車(chē)采用雙齒輪式電子機(jī)械轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)向要求，轉(zhuǎn)向控制單元控制電動(dòng)機(jī)工作，進(jìn)而起到轉(zhuǎn)向助力的作用。系統(tǒng)通過(guò)"主動(dòng)回正"功能將轉(zhuǎn)向輪置于中心位置，使車(chē)輛在各種情況下都能獲得良好的平衡性及精確的直線(xiàn)行駛穩(wěn)定性。直線(xiàn)行駛穩(wěn)定功能可以幫助駕駛員在車(chē)輛受到側(cè)向風(fēng)的作用時(shí)，或者在上下顛簸的路面上行駛時(shí)更容易控制車(chē)輛直線(xiàn)行駛。
    一、速騰車(chē)電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的組成
    速騰車(chē)電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的部件有方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向柱、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向力矩傳感器、轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)向助力控制單元組成，如圖1所示。

    二、工作原理
    如圖2所示，當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)開(kāi)始工作。安裝于轉(zhuǎn)向柱上的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器將檢測(cè)到的方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度，以電信號(hào)的方式送至轉(zhuǎn)向助力控制單元。與此同時(shí)，作用在方向盤(pán)上的力矩經(jīng)過(guò)傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向小齒輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向力矩傳感器檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)力矩并將其傳給控制單元。根據(jù)轉(zhuǎn)向力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)速、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角、方向盤(pán)轉(zhuǎn)速以及存儲(chǔ)在控制單元中的特性曲線(xiàn)圖，控制單元計(jì)算出必要的助力力矩并控制電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的第二個(gè)小齒輪（驅(qū)動(dòng)小齒輪）提供轉(zhuǎn)向助力，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向齒條。

    方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器為光電式傳感器，安裝于轉(zhuǎn)向柱上。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向柱帶動(dòng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器的轉(zhuǎn)子隨方向盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，光源就會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)子縫隙照在傳感器的感光元件上產(chǎn)生信號(hào)電壓。由于轉(zhuǎn)子縫隙間隔大小不同，故產(chǎn)生的信號(hào)電壓變化也不同，其工作原理如圖3所示。 

    轉(zhuǎn)向力矩傳感器為磁阻式傳感器，其磁性轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)向柱連接塊為一體，磁阻傳感元件和轉(zhuǎn)向小齒輪連接塊為一體，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向柱連接塊和轉(zhuǎn)向小齒輪連接塊反向運(yùn)動(dòng)，即磁性轉(zhuǎn)子和磁阻傳感元件反向運(yùn)動(dòng)，因此轉(zhuǎn)向力矩的大小可以被測(cè)量出來(lái)并傳遞給控制單元，其工作原理如圖4所示。

    根據(jù)不同工作狀況的需要，駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩大小不同，由該力矩產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向小齒輪旋轉(zhuǎn)的力矩大小也不同。轉(zhuǎn)向力矩傳感器根據(jù)小齒輪桿的旋轉(zhuǎn)情況，檢測(cè)出轉(zhuǎn)向力的大小并輸送至控制單元；同時(shí)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器將檢測(cè)到的駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的角度也輸送給控制單元；轉(zhuǎn)子傳感器將轉(zhuǎn)動(dòng)速度輸送至控制單元，控制單元計(jì)算出合適的力矩，控制電動(dòng)機(jī)工作。
    三、特殊功能
    1. 主動(dòng)回正功能：如果駕駛員在轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中減小了施加在方向盤(pán)上的力矩，旋轉(zhuǎn)桿上的扭矩也相應(yīng)減小。于是轉(zhuǎn)向力在減小的同時(shí)，轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向的速度都相應(yīng)的減小，回轉(zhuǎn)速度也相應(yīng)被精確地檢測(cè)到。控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向力、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度和存儲(chǔ)在控制單元中的特性曲線(xiàn)圖計(jì)算出電動(dòng)機(jī)需要的必要的回正力，并控制電動(dòng)機(jī)工作，促使車(chē)輪回到直線(xiàn)行駛的方向，即中心位置。
    2．直線(xiàn)行駛功能：直線(xiàn)行駛功能是主動(dòng)回正功能的一個(gè)擴(kuò)展，當(dāng)沒(méi)有力矩作用在方向盤(pán)上時(shí)，系統(tǒng)將產(chǎn)生助力使車(chē)輪回復(fù)到中心位置。為實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)行駛功能，又分為長(zhǎng)時(shí)間法則和短時(shí)間法則兩種不同的情況。
    長(zhǎng)時(shí)間法則：當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生背離中心位置任何一側(cè)時(shí)，系統(tǒng)將起到平衡的作用。如：將夏季使用的輪胎換到冬季使用。
    短時(shí)間法則：當(dāng)短時(shí)間發(fā)生背離中心位置的任何一側(cè)時(shí)，系統(tǒng)將起到平衡的作用。如：受到側(cè)向風(fēng)時(shí)。
    當(dāng)車(chē)輛受到持續(xù)的側(cè)向力時(shí)，駕駛員將給方向盤(pán)一個(gè)力矩使車(chē)輛保持直線(xiàn)行駛狀態(tài)。此時(shí)，控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向力、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度和存儲(chǔ)在控制單元中的特性曲線(xiàn)圖計(jì)算出要保持直線(xiàn)行駛狀態(tài)電動(dòng)機(jī)需要提供的必要的力矩，并控制電動(dòng)機(jī)工作，使車(chē)輛回到直線(xiàn)行駛狀態(tài)，減輕駕駛員的工作強(qiáng)度。