电动动力转向课件

电控电动转向

一、概述

电动转向助力系统（EPS），是电子技术在汽车上的推广利用，也是中、小型乘用车动力转向技术的发展方向。电脑ECU根据转矩传感器的转矩及方向信号和车速信号，调节电动机的转向助力转矩，替代了液压助力系统。无复杂的液压助力系统及其所对应的所有故障，并使系统总重减轻了25%，降低了油耗和维修费用，预计在未来的10年内，EPS系统会逐渐取代液压转向助力系统。二、EPS系统的优点：1、液压转向助力系统的油泵，不转向时也工作，加大了能量消耗。而EPS系统只在转向时电动机才提供助力，因而能减少能量消耗，并能在各种行驶工况下提供最佳的转向助力。二、EPS系统的优点：2、减小了由于路面不平所引起的对转向系统的干扰，改善了汽车的转向性能，减轻了汽车低速行驶时的转向操纵力，提高了汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高汽车的主动安全性。二、EPS系统的优点：3、由于不需要加注液压油和安装液压油管，所以系统的安装简便，自由度大，而且成本低，无漏油故障的发生，它比常规的液压转向助力系统具有更好的通用性。三、电控电动转向系统组成三、电控电动转向助力系统组成

电控电动转向助力系统由：装在转向器输入端的转矩传感器、电磁离合器、电动机及变速器（减速机构）、电脑（EPS/ECU）等元件组成。1.转矩传感器

转矩传感器的作用是检测作用在转向盘上的转矩大小和方向，把信号传送给电脑EPS/ECU。多采用光电式或磁电式两种结构。2.电磁离合器

它的作用是当EPS系统发生故障时，离合器分离，转向助力变为普通手动转向。有的车种无电磁离合器（如：本田-飞渡），在EPS/ECU中有失效保护断电功能，对电机停止供电，转为手控转向。3.电动机及减速机构

是在适当的时候提供转向助力转矩。电动机分：直流有刷永磁电动机和直流无刷永磁电动机，前者可靠性差，但控制程序简单；后者可靠性高，但其控制程序复杂。减速机构起减速、增扭作用，通常为蜗轮蜗杆式或行星齿轮式。4.电脑EPS/ECU

电动转向助力系统的控制单元，接受转矩传感器的信号，车速传感器信号VSS、发动机转速信号SP，经过分析编程处理，输出不同的电流。通过助力电动机，随时根据驾驶员的意图，提供转向动力。四、电控电动转向助力系统EPS的工作原理基本工作原理

电脑EPS/ECU接受转向盘的转向转矩信号和车速信号VSS的高低及发动机转速信号SP的高低。判断发动机是否工作，以决定EPS系统是否投入工作，在发动机熄火情况下EPS系统停止工作。

经过判断和处理后，根据事先存储器中确定好的助力特性，确定和输出助力转矩电流的大小和方向（助力电机的正、反转，工作时间及工作频率）。低速时助力作用大．转向轻便；高速时减小助力，以提高路感和操纵稳定性（无发飘手感）。由电流特性可知

停车时不断地来回转动方向盘，会引起EPS电机电流增大，导致绕组发热而烧毁，在使用中应注意这个问题。五、转矩传感器工作原理（一）光电式转矩传感器：

光电式转矩传感器，由遮光圆盘和光电管组成，它是属于非接触式转矩传感器。

它由两个带孔的遮光圆盘和一个弹性扭力杆组成。圆盘随方向盘一起转动，每个遮光器是由一个发光二极管LED和一个光敏晶体管组成，彼此面对面相对安装，中间有扭力杆弹性连接。（一）光电式转矩传感器：

当转向盘转动时，因转向阻力的存在，扭杆变形，两个光电元件之间的光电信号值即出现差值，此差值即为转向助力的度量值。转向力矩越大，扭杆变形越大，差值角度就越大。此转矩和方向信号传送给ECU。ECU再根据车速传感器信号以及车辆状态信号（静态或动态），经过编程处理，通过助力电动机，提供转向助力量化控制。（二）磁电式转矩传感器

磁电式转矩传感器中，有两对磁极环，相对安装，连接输入和输出轴，以磁性连接替代了弹性连接的扭力杆，它为非接触式转矩传感器，体积小、输出的信号值精度高。（二）磁电式转矩传感器

当输入轴与输出轴之间产生扭转角度差值时，磁极环之间的空气间隙发生变化，从而引起电磁感应线圈中磁感应量发生变化，它就是转向助力的度量值，此信号输出给电脑EPS/ECU，作为转向助力的依据。六、EPS系统电路1、EPS转向助力系统由：EPS/ECU、转矩传感器、控制电动机和离合器、EPS故障指示灯、故障自诊断接口等组成，它和电喷系统的ECU联网工作。

2、为了转矩传感器输出的电信号不受干扰，其导线多用屏蔽网保护，应可靠接地。六、EPS系统电路3、EPS转向助力系统正常工作时，点火开关SW/ON，位于仪表盘上的EPS故障指示灯亮2～4s后自动熄灭，为正常。或起动后灯灭，也为正常。六、EPS系统电路4、当系统的电元件发生故障时，位于仪表盘上面的EPS故障指示灯会持续闪烁。此时可利用故障自诊断系统（人工法或仪器法），读出存储在EPR/ECU内部的故障代码，然后根据获得的故障代码进行检修。七、实例—本田-飞渡乘用车电动转向助力系统电路和故障代码的检测（一）本田-飞渡乘用车EPS系统的特点：1、该车的EPS系统的电动机、转矩传感器和齿轮、齿条机构，紧凑的装在一起，成为一个总成部件，并可分体更换电控元件。

2、转矩传感器为磁性齿环式，无电磁离合器，失效保护电路在EPS/ECU中，能使电机及时断电，转入手控转向。

（一）本田-飞渡乘用车EPS系统的特点：3.SW-0N-EPS故障灯亮，起动后又灭为正常状态。如有故障时灯常亮，并存储故障代码，停止转向助力，转为手控转向。

4.故障代码存储于电力摩擦式EEPROM存储器中，需多次使系统线路通断，才能消除故障代码。5.故障代码的检取和消除

取码：

（1）人工取码—短接OBD-Ⅱ检查连接器9-4孔，SW-ON，EPS故障灯，闪烁故障代码（DTC）。

（2）代码的消除—是在取码状态，多次拔下仪表盘下保险盒中的NO：17（7.5A），该系统的保险丝，即可消除故障代码。（二）本田-飞渡乘用车EPS系统故障代码汽车电动助力转向技术现状与发展趋势一、汽车动力转向系统概述汽车驾驶员通过转向系统来控制汽车的运动方向转向系统设计的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶的舒适性。转向系统作用一、汽车动力转向系统概述

机械转向系统转向系统液压动力转向系统－HPS 动力转向系统电控液压动力转向系统－EHPS电动助力转向系统－EPS线控转向系统－SBW

转向系统分类一、汽车动力转向系统概述机械转向系统-MechanicalSteeringSystem-MS液压动力转向系统-HydraulicPowerSteeringSystem-HP 电控液压动力转向系统-ElectroHydraulicPowerSteeringSystem-EHPS电动助力转向系统-ElectricPowerSteeringSystem-EPS线控转向系统-SteeringbyWire-SBW转向系统英文缩写一、汽车动力转向系统概述MSHPSEHPSEPSSBW转向系统发展历程一、汽车动力转向系统概述机械转向系统的转向力全部来自驾驶员的手力。机械式转向器常见结构为齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。机械转向系统结构简单，性能可靠，但操纵费力。为解决机械转向系统“轻”和“灵”的问题，转向器还常设计成可变速比。在转向盘小转角度范围内，速比小，解决转向灵活性的问题；在转向盘大转角范围内，速比大，解决转向轻便性的问题。机械转向系统特点一、汽车动力转向系统概述液压动力转向系统一般由储液罐、油泵、油管、转向控制阀、助力油缸及机械转向系统组件等组成。液压动力转向系统解决了转向轻便性的问题。液压动力转向系统特点一、汽车动力转向系统概述油泵由发动机驱动，持续工作，能量消耗多；液压油泄漏、橡胶管污染环境；助力特性与控制阀结构有关，系统一旦定型，助力特性便不能改变；助力和车速无关，不能协调转向轻便性和路感的矛盾；系统元件较多，所占空间大；低温助力性能不好。液压动力转向系统缺点一、汽车动力转向系统概述其主要改进措施是将车速信号引入液压转向系统，得到车速感应型助力特性，并增加了控制器和执行机构。控制器根据车速信号改变电液转换装置的助力特性，达到在低速或急转弯行驶时助力较大，以满足转向轻便性的要求；高速时助力较小，以满足路感和操纵稳定性的要求。根据控制方式不同，电控液压动力转向系统又可分为四种：流量控制式、油压反馈控制式、动力缸分流式和阀特性控制式。电控液压动力转向系统特点一、汽车动力转向系统概述电控液压动力转向系统虽然实现了车速感应型助力，但由于仍然采用液压系统，液压系统本身的缺点依然难以克服；同时在液压系统的基础上增加了传感器和控制器，使整个系统成本增加。电控液压动力转向系统缺点一、汽车动力转向系统概述电动助力转向系统一、汽车动力转向系统概述可获得优化的助力特性，转向轻便，路感好，提高了操纵稳定性；EPS助力特性通过软件设置和修改，快速与车型匹配；EPS只在转向时电机才提供助力，可节能3～5％；结构紧凑，便于模块化安装；对环境无污染；低温工作性能好。电动助力转向系统优点一、汽车动力转向系统概述线控转向系统特点一、汽车动力转向系统概述线控转向系统能消除转向干涉问题，为实现多功能全方位的自动控制，并为汽车动态控制系统和汽车平顺性控制系统的集成控制提供了先决条件；由于转向盘和转向轮之间是柔性连接，使转向系统在汽车上的布置更加灵活，转向盘的位置可以方便地布置在需要的位置；线控转向系统优点一、汽车动力转向系统概述舒适性得到提高。在刚性转向系统中，路面不平和转向轮的不平衡引起的冲击负荷会传递到转向盘，而线控转向系统没有这样的问题；转向的回正力矩和转向传动比能通过软件进行调整。因此，可以使转向系统对任何目标和环境进行调整，而不需要对系统进行重新设计；一、汽车动力转向系统概述消除了撞车事故中转向柱后移伤害驾驶员的可能性，不必设置转向防伤机构；驾驶员腿部活动空间增加，出入更方便自由。二、上海大众POLO动力转向的结构及原理介绍液力式动力转向系统（流量控制式）1、组成--转向柱--转向机总成（集成了分配阀、液压缸）--电动泵总成--管路

1、转向传动机构及电动泵总成2、液压系统结构与原理1.TRW分配阀2.活塞3.齿条4.助力转向油箱5.齿轮泵6.限压阀

分配阀作用：--根据方向盘力矩和转向助力油流量产生压力；--将压力传递给相应的助力转向油缸，--将转向助力油压入助力转向油缸供油。

工作原理：直线行驶时车辆转向时（4）电控系统（4）电控系统转向助力大小取决于：--方向盘力矩--转向阀中助力转向油的流量。助力转向油的流量是根据车速和方向盘转速两个信息来调整的

（a）随车速而变化的流量方向盘转速小时，助力转向油流量的增量小；方向盘转速大时，助力转向油流量的增量大。

（b）随方向盘转速而变化的流量（d）温度变化，电机转速变化当温度达到115℃，计算机逐渐限制电动泵的功率，避免电子元件发热、电机或计算机受损。系统冷却后就又恢复原来的功率水平。如果温度达到130℃，便停止工作。

三、电动助力转向系统发展状况1988年2月，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统，随后还应用在Alto车上。此后，EPS在日本得到迅速发展，如大发汽车公司的Mira轿车、三菱汽车公司的Minica轿车、本田公司的Accord轿车等都先后安装了EPS系统。国外发展状况三、电动助力转向系统发展状况欧美等国的汽车公司对EPS的开发研究比日本晚10年时间左右，但是开发的力度较大，目前也有一些公司开发了EPS系统并装车销售。美国的TRW和Delphi等公司相继推出各自的产品。TRW公司将航空技术应用于EPS系统的开发，于1996年推出EPS系统，并在福特Fiesta和马自达323F上进行试验。Delphi属下的Sagninaw公司于1999年首次研制成功其电动助力转向系统产品E*SS。三、电动助力转向系统发展状况德国的ZF公司也研制出安装于不同类型轿车的EPS系统。最近，Mercedes-Benz和SiemensAutomotive两大汽车公司共同投资了6500万英镑用于EPS的研究。三、电动助力转向系统发展状况国内发展状况国内研发单位高校：清华大学、北京理工大学、吉林大学、北京航空航天大学、天津大学、江苏大学、北方交通大学、湖北汽车工业学院及合肥工大等。企业：南方动力、荆州恒隆、重庆驰骋、南京标准件厂等。三、电动助力转向系统国内外研究现状国内安装EPS的车型飞度途安皇冠雨燕北斗星开迪三、电动助力转向系统工作原理基本原理助力位置转矩传感器电流传感器助力电机控制器三、电动助力转向系统工作原理组成：转矩传感器、车速传感器、电流传感器、控制器、助力电机、减速机构、离合器等。基本原理四、电动助力转向系统工作原理四、电动助力转向系统工作原理EPS控制原理四、电动助力转向系统工作原理2.助力位置转向柱助力小齿轮助力齿条助力四、电动助力转向系统工作原理转向轴助力式该方案的助力输入经过转向器传递，因此要求电动机的最大输出力矩小；电动机布置在驾驶室内，工作环境较好，对电动机的密封要求低。但是，因电动机安装位置距驾驶员近，所以要求电动机的噪声一定要小；电动机的力矩波动容易直接传到转向盘上，导致转向盘振动，使驾驶员手感变坏。四、电动助力转向系统工作原理齿轮助力式该方案的助力输入也要经过转向器传递，因此要求电动机的最大输出力矩也相对小；因电动机安装位置在驾驶室地板下方，工作环境较差，所以对电动机的密封要求较高；电动机的力矩波动也容易传到转向盘上。由于电动机离驾驶员较远，对电动机的噪声要求相对较小。四、电动助力转向系统工作原理齿条助力式该方案的助力输入在齿条上，要求电动机的最大输出力矩相对要大些；电动机工作环境差，对其密封要求高些；又因电动机安装位置离驾驶员较远，对电动机的噪声要求相对较小，且其力矩波动不易传到转向盘上。四、电动助力转向系统工作原理

接触式电位计式磁环式非接触式光电式3.转矩传感器四、电动助力转向系统工作原理电位计式转矩传感器四、电动助力转向系统工作原理四、电动助力转向系统工作原理光电式转矩传感器四、电动助力转向系统工作原理电阻式霍尔式4.电流传感器

a)电流传感器

b)电流传感器输出特性

霍尔电流传感器四、电动助力转向系统工作原理轿车上采用DC12V直流电机如考虑到助力电机的快速起动、停止和在各种工作状态间的频繁切换，要求助力电机具有较小的转动惯量；考虑到电机的振动会影响到驾驶员的手感，要求助力电机的转矩波动要小；考虑到助力电机的摩擦会影响转向系统的逆效率，进一步影响到驾驶员的路感，要求助力电机具有较小的内部摩擦；考虑到安装空间的限制，助力电机要有较小的体积；另外，还要求助力电机能工作在堵转状态，同时具有较低的噪声等。5.助力电机四、电动助力转向系统工作原理四、电动助力转向系统工作原理6.控制器--ECU四、电动助力转向系统工作原理昌河北斗星轿车EPS总成电动助力转向系统（EPS）铃木雨燕电动转向系统结构组成示意图电动助力转向系统（EPS）

铃木雨燕电动转向系统由转向盘（1）、转向柱（2）、P/S控制模块（3）、扭矩传感器（4）、转向电机（5）、转向齿轮箱总成（6）、蓄电池（7）、车速传感器（VSS）（8）、发动机控制模块（9）组成。如图2-4所示[4]。在这个系统中，动力转向系统控制模块根据从扭矩传感器和车速传感器（VSS）（8）传过来的信号，确定应该为方向盘（1）提供的辅助力量的大小和方向。动力转向控制模块还将驱动电动机，便于操纵方向盘。

电动助力转向系统（EPS）工作原理分析

驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向轴上转动力矩，与车速传感器测得的车速信号以及转角传感器检测到的转向盘位置信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电机，通过助力装置实现汽车的转向。通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。

电动转向控制流程图电动助力转向系统（EPS）电动助力转向系统（EPS）下层控制上层控制电动助力转向的控制过程电动助力转向的基本助力控制过程控制步骤如下：输入由车速传感器测得的车速信号；输入由转向盘转矩传感器测得的转向盘力矩大小和方向；根据车速和转向盘力矩，由助力特性得到电动机目标电流；通过电动机电流控制器控制电动机输出力矩。电动助力转向系统（EPS）控制方法举例（1）随方向盘转动方向不同，电机转动方向不同。（2）随方向盘转动速度增大，电机转速增大；反之亦然。（3）随方向盘转角增大，电机输出扭矩按一定规律增大；反之亦然。（4）随汽车车速增大，电机输出扭矩按一定规律减小。随汽车车速减小，电机输出扭矩按一定规律增大。（5）在受到地面冲击或外界横向力（如侧风）作用时产生反向力矩，保稳定和恢复正常行驶。（6）采用各种保护电路，ECU失效后，可恢复机械转向器直接工作。（7）系统的故障可存储在悬架ECU中，通过解码仪可以直接读出来。电动助力转向系统（EPS）助力电机及减速机构助力电机用来实现转向系统的助力，对助力电机的基本要求是：助力转矩大、转矩波动小、转动惯量小，功率密度大、可靠性高，易控制。目前电动助力转向系统普遍采用永磁直流有刷电机和直流无刷电机。直流无刷采用电子换向，无需维护，功率密度大，但成本较高；直流有刷电机技术成熟，控制器简单，成本低。1—离合器；2—电动机；3—传感器轴；4—扭杆；5—滑块；6—球槽；7—连接杆；8—钢球；9—蜗轮；10—蜗杆

1—循环球；2—滚珠螺杆；3—螺旋齿轮；

4—拔叉；5—电刷；6—转子

电动助力转向系统（EPS）电动助力转向系统（EPS）扭矩传感器：扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一，（又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪）分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。分类：电位计式扭矩传感器金属电阻应变片式扭矩传感器非接触式扭矩传感器等电位计式扭矩传感器电位计式扭矩传感器为接触式扭矩传感器，它的成本较低，用途较广泛。1－小齿轮；2－差分变压器；3－接口电路；4－输入轴；5－扭杆；6－传动齿轮；7－直流发电机1－输入轴；2－扭杆；3－信号输出端；

5－电位计，6－转向器小齿轮；7－滑环电动助力转向系统（EPS）电动助力转向系统（EPS）工作原理：其检测手段为应变电测技术，将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上，并组成应变桥，若向应变桥提供工作电源即可测试该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。金属电阻应变片式扭矩传感器非接触可变电感式接口电路放大信号EPS控制装置助力电机力矩电压改变线圈电感改变转动方向盘电动助力转向系统（EPS）电动助力转向系统（EPS）EPS维修保养信息：EPS故障自诊断EPS指示灯EPS故障码EPS故障自诊断初始诊断点火开关接通后，直到EPS指示灯熄灭常规诊断初始诊断结束后，直到点火开关关闭有故障1、点亮EPS指示灯2、存储故障码3、停止动力助力电动助力转向系统（EPS）EPS指示灯位置：电动助力转向系统（EPS）EPS指示灯工作模式正常工作状况点火开关ON：指示灯亮发动机启动后：指示灯熄灭出现故障EPS指示灯常亮，无动力转向功能记忆故障码车辆停止，发动机转速>2500rpm，持续时间>30秒发动机转速<280rpm，车速>10km/h，持续时间>3秒电动助力转向系统（EPS）EPS故障码可以保存任何数量的故障码，但相同的故障码只能被保存一次故障码保存在永久性存储器内，即使断开蓄电池，故障码也不会擦除。必须执行规定的程序来擦除故障码。故障码的定义（参见不同车型的维修手册）电动助力转向系统（EPS）五、电动助力转向技术发展趋势1．传感器技术

转向盘转角信号转向盘转矩信号转向盘转速信号电机电压信号电机电流信号今后，电动助力转向系统主要从以下几个方面进一步发展：设计和开发适合电动助力转向系统使用的性价比较高的传感器是未来技术发展的关键。五、电动助力转向技术发展趋势目前，国内外许多学者都在探讨将先进的控制理论应用于电动助力转向系统的研究，如鲁棒控制理论、模糊控制理论、神经网络控制理论和自适应控制理论等。今后，控制策略研究的重点主要集中在如何抑制电机的力矩波动、如何获得较好的路感、如何抑制路面干扰和传感器的噪声等方面，以进一步优化和改善电动助力转向系统的动态性能和稳定性。2．控制策略的研究五、电动助力转向技术发展趋势目前，电动助力转向系统普遍采用成本较低的直流有刷电机。由于直流无刷电机采用电子换向，减少了换向时的火花，不需要经常维护以及具有较高的效率和功率密度等优点而受到越来越多的关注。因此，开发适合电动助力转向系统使用的低成本的直流无刷电机是今后助力电机的研究方向。3．助力电机的研究五、电动助力转向技术发展趋势电动助力转向系统目前只应用在转向阻力不是很大的轿车上，在重型车辆上（如客车、货车）还没有开展研究，主要的原因之一是重型车辆的转向阻力较大，需要较大功率的助力电机，这对现行12V或24V的汽车电压体制是一个巨大的挑战。电动汽车采用动力蓄电池为驱动汽车的能源，可以方便地提供大功率助力电机需要的大电流，从而打破了传统汽车电源系统对助力电机功率的限制。因此，随着电动汽车研究的不断深入，开展电动汽车（包括电动轿车、电动客车）电动助力转向系统的研究必将成为今后电动助力转向系统的一个新的研究热点。4．电动汽车电动助力转向系统的研究七、结论EPS是目前国内外汽车转向技术研究的热点EPS取代HPS将成为汽车转向技术发展的必然趋势EPS的研究正在从轿车逐步向货车、客车方向转变SBW将是更新一代的汽车动力转向系统，但还有许多问题有待解决2023/12/9主要内容助力转向概述机械液压助力系统电子液压助力系统电子助力系统（EPS)2023/12/9助力转向系统（Powersteeringsystem）助力转向系统就是通过增加外力来抵抗转向阻力，让驾驶者只需更少的力就能够完成转向，也称动力转向，最初是为了让一些自重较重的大型车辆能够更轻松的操作，但是现在已经非常普及，它让驾驶变得更加简单和轻松，并且让车辆反应更加敏捷，一定程度上提高了安全性。

助力转向系统概述2023/12/9常见的助力转向（Powersteering）可分为以下几类：机械液压助力电子液压助力电动助力助力转向系统概述2023/12/9机械液压助力系统机械液压助力是我们常见的一种助力方式它诞生于1902年，由英国人FrederickW.Lanchester发明，而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠，而且成本低廉，得以被广泛普及。1951第六代Imperial1948-1954

2023/12/9机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。机械液压助力系统2023/12/9机械液压助力系统又分为：－常压式液压助力特点：无论方向盘处于正中位置还是转向位置、方向盘保持静止还是在转动，系统管路中的油液总是保持高压状态。

－常流式液压助力特点：油泵始终工作，但液压助力系统不工作时，油泵处于空转状态，管路的负荷要比常压式小，现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。机械液压助力系统2023/12/9机械液压助力系统2023/12/9机械液压助力系统2023/12/9机械液压助力系统机械液压助力系统优缺点：优点：（1)方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接，操控精准，路感直接，信息反馈丰富；

(2)液压泵由发动机驱动，转向动力充沛，大小车辆都适用；

(3)技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。缺点：（1）由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分；

（2）液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；（3）整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响。

2023/12/9电子液压助力系统由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动力，所以人们在机械液压助力的基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在之前的基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。2023/12/9电子液压助力系统2023/12/9电子液压助力的原理与机械液压助力基本相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时助力力度可变。车速传感器监控车速，电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节。电子液压助力系统2023/12/9电子液压助力系统优缺点：电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节，更加人性化。不过引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械液压式的牢靠，随着技术的不断成熟，这些缺点正在被逐渐克服，电子液压助力已经成为很多家用车型的选择。2023/12/9电动助力转向系统（EPS）[简述]：电动助力转向系统也称EPS,即英文ElectricPowerSteering的缩写。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。2023/12/9[主要结构]：电动助力转向系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。（1）电动机；（2）蜗杆；（3）蜗轮；（4）力矩传感器机构；（5）电位器；（6）电动机接插线；（7）力矩传感器接插线；（8）吸能套管；（9）转向盘锁装置；（10）开关支架；（11）下支架；（12）减振垫片

电动助力转向系统（EPS）2023/12/9电动助力转向系统（EPS）基本原理：驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向轴上转动力矩，与车速传感器测得的车速信号以及转角传感器检测到的转向盘位置信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电机，通过助力装置实现汽车的转向。通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。2023/12/9电动助力转向系统（EPS）分类：转向轴助力式齿轮助力式齿条助力式2023/12/9电动助力转向系统（EPS）转向轴助力式:助力位置在转向轴上。该方案的助力转矩经过了转向器放大，因此要求电机的减速机构传动比较小；电机布置在驾驶室内，工作环境较好，对电机的密封要求低。但是，因电机安装位置距驾驶员近，所以要求电机的噪声一定要小；由于电机距离转向盘较近，电机的力矩波动容易直接传到转向盘上，导致转向盘振动，使驾驶员手感变坏；由于助力转矩通过转向管柱传递，因此要求转向管柱有较大的刚度和强度。这种助力方式比较适合用于前轴负荷较小的微型轿车。2023/12/9电动助力转向系统（EPS）齿轮助力式:助力位置在转向器小齿轮处。该方案的助力转矩也经过了转向器放大，因此要求电机的减速机构传动比也相对较小；电机安装在发动机舱内，工作环境较差，对电机的密封要求较高；由于电机的安装位置距离驾驶员有一定距离，对电机的噪声要求不是太高；同时，电机的力矩波动不太容易传到转向盘上，驾驶员手感适中；助力转矩不通过转向管柱传递，因此对转向管柱的刚度和强度要求较低。这种助力方式比较适合用于前轴负荷中等的轻型轿车。2023/12/9电动助力转向系统（EPS）齿条助力式:助力位置在齿条上。该方案的助力转矩作用在齿条上，助力转矩没有经过转向器的放大，因此要求电机的减速机构具有较大的传动比，减速机构相对较大；电机布置在发动机舱内，工作环境差，对其密封要求也较高；由于电机的安装位置距离驾驶员较较远，对电机的噪声要求不高；同时，电机力矩波动不易传到转向盘上，驾驶员具有良好的手感；助力转矩不通过转向管柱传递，因此对转向管柱的刚度和强度要求较低。这种助力方式比较适合用于前轴负荷较大的高级轿车和货车上。2023/12/9电动助力转向系统（EPS）铃木雨燕电动转向系统结构组成示意图2023/12/9电动助力转向系统（EPS）

铃木雨燕电动转向系统由转向盘（1）、转向柱（2）、P/S控制模块（3）、扭矩传感器（4）、转向电机（5）、转向齿轮箱总成（6）、蓄电池（7）、车速传感器（VSS）（8）、发动机控制模块（9）组成。如图2-4所示[4]。在这个系统中，动力转向系统控制模块根据从扭矩传感器和车速传感器（VSS）（8）传过来的信号，确定应该为方向盘（1）提供的辅助力量的大小和方向。动力转向控制模块还将驱动电动机，便于操纵方向盘。

2023/12/9电动助力转向系统（EPS）工作原理分析驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向轴上转动力矩，与车速传感器测得的车速信号以及转角传感器检测到的转向盘位置信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电机，通过助力装置实现汽车的转向。通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。2023/12/9电动转向控制流程图电动助力转向系统（EPS）2023/12/9电动助力转向系统（EPS）下层控制上层控制电动助力转向的控制过程2023/12/9电动助力转向的基本助力控制过程控制步骤如下：输入由车速传感器测得的车速信号；输入由转向盘转矩传感器测得的转向盘力矩大小和方向；根据车速和转向盘力矩，由助力特性得到电动机目标电流；通过电动机电流控制器控制电动机输出力矩。电动助力转向系统（EPS）2023/12/9控制方法举例（1）随方向盘转动方向不同，电机转动方向不同。（2）随方向盘转动速度增大，电机转速增大；反之亦然。（3）随方向盘转角增大，电机输出扭矩按一定规律增大；反之亦然。（4）随汽车车速增大，电机输出扭矩按一定规律减小。随汽车车速减小，电机输出扭矩按一定规律增大。

（5）在受到地面冲击或外界横向力（如侧风）作用时产生反向力矩，保持方向稳定和恢复正常行驶。（6）采用各种保护电路，ECU失效后，可恢复机械转向器直接工作。（7）系统的故障可存储在悬架ECU中，通过解码仪可以直接读出来。

电动助力转向系统（EPS）2023/12/9助力电机及减速机构助力电机用来实现转向系统的助力，对助力电机的基本要求是：助力转矩大、转矩波动小、转动惯量小，功率密度大、可靠性高，易控制。目前电动助力转向系统普遍采用永磁直流有刷电机和直流无刷电机。直流无刷采用电子换向，无需维护，功率密度大，但成本较高；直流有刷电机技术成熟，控制器简单，成本低。1—离合器；2—电动机；3—传感器轴；4—扭杆；5—滑块；6—球槽；7—连接杆；8—钢球；9—蜗轮；10—蜗杆

1—循环球；2—滚珠螺杆；3—螺旋齿轮；

4—拔叉；5—电刷；6—转子

电动助力转向系统（EPS）2023/12/9电动助力转向系统（EPS）扭矩传感器：扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一，（又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪）分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。分类：电位计式扭矩传感器金属电阻应变片式扭矩传感器非接触式扭矩传感器等2023/12/9电位计式扭矩传感器电位计式扭矩传感器为接触式扭矩传感器，它的成本较低，用途较广泛。1－小齿轮；2－差分变压器；3－接口电路；4－输入轴；5－扭杆；6－传动齿轮；7－直流发电机1－输入轴；2－扭杆；3－信号输出端；

5－电位计，6－转向器小齿轮；7－滑环电动助力转向系统（EPS）2023/12/9电动助力转向系统（EPS）工作原理：其检测手段为应变电测技术，将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上，并组成应变桥，若向应变桥提供工作电源即可测试该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。金属电阻应变片式扭矩传感器2023/12/9非接触可变电感式接口电路放大信号EPS控制装置助力电机力矩电压改变线圈电感改变转动方向盘电动助力转向系统（EPS）2023/12/9电动助力转向系统（EPS）技术优势：（1）节能环保。由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而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，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。（2）安装方便。EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少