電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理

1、電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理      摘要：          為了使汽車(chē)在低速行駛時(shí)能輕松的操作方向盤(pán)，使方向改變，提高使用性能?，F(xiàn)在汽車(chē)都裝有電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。因此，對(duì)其電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及工作原理變得至關(guān)重要。文章對(duì)其結(jié)構(gòu)和工作原理作了論述。    關(guān)鍵詞：             結(jié)構(gòu),工

2、作原理。    前言：          隨著人們的生活水平提高和汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的操作穩(wěn)定和舒適性的要求越來(lái)越高。電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的誕生使得在駕駛時(shí)更加穩(wěn)定和舒適，得到了廣大群眾的好評(píng)。隨它在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，也為汽車(chē)修理行業(yè)帶來(lái)了無(wú)限商機(jī)。本文從結(jié)構(gòu)和工作原理入手作了詳細(xì)地介紹。     正文：          1.

3、電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)           1.1 概述           1.2 電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理                        

4、   1.1 概述     汽車(chē)轉(zhuǎn)向系同可按轉(zhuǎn)向的能源不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩類(lèi)。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是依靠駕駛員操作轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向力來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輪轉(zhuǎn)向；動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則是在駕駛員元的控制下，借助于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的液體壓力或電機(jī)驅(qū)動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)轉(zhuǎn)向。所以動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也稱(chēng)為轉(zhuǎn)向動(dòng)力放大器裝置。但是，具有固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：如果所設(shè)計(jì)的固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了減小汽車(chē)在停車(chē)或低速行駛時(shí)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的力，則當(dāng)汽車(chē)在高速行駛時(shí)，這一固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)使轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的力顯得太小，不利于對(duì)高速行駛的汽車(chē)進(jìn)行方向控制；

5、反之，如果所設(shè)計(jì)的固定方的倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了增加汽車(chē)在高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向力，則當(dāng)汽車(chē)停駛或低速行駛時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)就會(huì)顯得非常吃力。電子控制技術(shù)在汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用，使汽車(chē)駕駛性能達(dá)到令人滿(mǎn)意的程度。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時(shí)刻是轉(zhuǎn)向輕便，靈活；當(dāng)汽車(chē)在高速區(qū)域行駛時(shí)，又能保證提供最優(yōu)的放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛的穩(wěn)定性。    液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，存在制造工藝復(fù)雜，易漏油，對(duì)密封要求嚴(yán)格，維修保養(yǎng)困難等缺點(diǎn)。同時(shí)隨著人們對(duì)轎車(chē)的經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保，主動(dòng)安全新的日益重視，以及低排放汽車(chē)（LEV)，混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV），燃料電池汽車(chē)（FCEV

6、）電動(dòng)汽車(chē)（EV）四大“EV”的長(zhǎng)足發(fā)展，電子控制技術(shù)在汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中愈來(lái)愈多的采用電子器件和電控技術(shù)，相應(yīng)的就出現(xiàn)了電業(yè)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS,EPAS)，電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW)扥先進(jìn)的電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。                          1.2 電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理 

7、60;     電液動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)    電液助力轉(zhuǎn)向可以分為兩大類(lèi)：電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS(Electro -Hydraulic Powdr Steering)，電控液壓助力轉(zhuǎn)向ECHP(Electronically Controlled Hydraulic Power Steering)。EHPS是在液壓助力系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)是原來(lái)有發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的液壓助力泵改有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，取代了又發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，節(jié)省了燃油消耗，ECHPS是在傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了電控裝置構(gòu)成的。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性，是駕駛員能夠

8、更輕松更捷的操作汽車(chē)。    助力特性是指助力隨汽車(chē)運(yùn)動(dòng)狀況和受力狀況（車(chē)速和轉(zhuǎn)向盤(pán)手力）變化而變化的規(guī)律。對(duì)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向，助力與液壓油壓力成正比，故一般用液壓力與轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩（及車(chē)速）的變化關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)表示助力特性。對(duì)于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，助力與直流電動(dòng)機(jī)電流成正比例，故可采用電動(dòng)機(jī)電流與轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩，車(chē)速的變化關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)表示助力特性。理想的助力特性應(yīng)能充分協(xié)調(diào)好轉(zhuǎn)向輕便性與路感的關(guān)系，并提供給駕駛員與手動(dòng)轉(zhuǎn)向盡可能一致的，可空的轉(zhuǎn)向特性。在滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向輕便性的條件下，如果路感強(qiáng)度在整個(gè)助力特性區(qū)域內(nèi)不變，則駕駛員就能容易地判定汽車(chē)行駛狀態(tài)的變化，預(yù)測(cè)出所需要的轉(zhuǎn)向操作力矩的大

9、小。直線(xiàn)型助力特性難以協(xié)調(diào)好轉(zhuǎn)向輕便性，與路感的關(guān)系。折線(xiàn)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(xiàn)型助力特性，該特性曲線(xiàn)可以為直線(xiàn)行駛?cè)?，?qiáng)路感區(qū)和輕便轉(zhuǎn)向區(qū)。直線(xiàn)行駛區(qū)對(duì)應(yīng)無(wú)轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向角非常小地中心區(qū)域，此時(shí)要求助力大；強(qiáng)路感區(qū)介于二者之間。對(duì)應(yīng)于這種助力特性的路干強(qiáng)度變化是階躍式的。    在液動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增加電子控制和執(zhí)行組件，將車(chē)速（也有采用車(chē)速和轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)速）引入到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)車(chē)速感應(yīng)型助理特性液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向。這類(lèi)系統(tǒng)成為電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?，F(xiàn)代電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要通過(guò)車(chē)速傳感器將車(chē)速信號(hào)傳遞給電子控制單元（ECU)，控制電液轉(zhuǎn)換裝

10、置改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向助力特性，使駕駛員的轉(zhuǎn)向手力根據(jù)車(chē)速和行駛條件變化而改變，在低速行駛時(shí)或轉(zhuǎn)急彎時(shí)能以很小的轉(zhuǎn)向手里進(jìn)行操作，在高速行駛時(shí)能以稍重的轉(zhuǎn)向手力進(jìn)行穩(wěn)定操作，使操縱輕便性和穩(wěn)定性達(dá)到最合適的平衡狀態(tài)。    EHPS相比傳統(tǒng)HPS降低了能源損耗。但電液動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不論ECHPS還是EHPS都與傳統(tǒng)的HPS一樣存在液壓油泄漏問(wèn)題。    電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)系統(tǒng)的種類(lèi)很多，但其原理基本上都是通過(guò)在油泵或轉(zhuǎn)向器上加裝電子執(zhí)行機(jī)構(gòu)或輔助裝置，根據(jù)車(chē)速（也有采用車(chē)速和轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)速）控制液壓系統(tǒng)的流量或壓力。根據(jù)控制方式的不同，電子

11、控制液壓式助力轉(zhuǎn)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。     （一）流量控制(ECHPS)    凌志牌轎車(chē)采用流量控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有車(chē)速傳感器，電磁閥，整體式助力轉(zhuǎn)向控制閥，助力轉(zhuǎn)向油泵和電子控制單元等組成。電磁閥安裝在通向轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞兩側(cè)油室的油道之間，當(dāng)電磁閥的閥針完全開(kāi)啟時(shí)，兩油道就被電磁閥旁路。流量控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是根據(jù)車(chē)速傳感器的信號(hào)，控制電磁閥閥針的旁路液壓流量，來(lái)改變轉(zhuǎn)向盤(pán)上的轉(zhuǎn)向力。車(chē)速越高，液壓助力作用越小，使轉(zhuǎn)向盤(pán)的力也隨之增加。這就是流量控制式助

12、力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。     （二）反力控制式（ECHPS)     發(fā)力控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向控制閥，分流閥，電磁閥，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸，轉(zhuǎn)向油泵，儲(chǔ)油箱，車(chē)速傳感器及電子控制單元等組成。    轉(zhuǎn)向控制閥是在傳統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)上增設(shè)了油壓反力室而構(gòu)成。扭力桿的上端通過(guò)銷(xiāo)子與轉(zhuǎn)閥閥桿相連，下端與小齒輪軸的上端部通過(guò)銷(xiāo)子與控制閥閥體相連。轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)上的轉(zhuǎn)向力通過(guò)扭力桿傳遞給小齒輪軸。當(dāng)轉(zhuǎn)向力增大，扭力桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，控制閥體和轉(zhuǎn)閥閥桿之間將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，于是就改

13、變了閥體和桿之間油道的通，斷關(guān)系和工作油液的流動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力作用。     （三）發(fā)靈敏度控制（ECHPS)    閥靈敏感控制式EPS是根據(jù)車(chē)速控制電磁閥，直接改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制閥的油壓增益（閥靈敏度）來(lái)控制油壓的方法。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)單、部件少、價(jià)格便宜，而且具有較大的選擇轉(zhuǎn)向力的自由度，可以獲得自然的轉(zhuǎn)向手感和良好的轉(zhuǎn)向特性。     電控液壓助力轉(zhuǎn)向有如下優(yōu)點(diǎn)：    （1）電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向是在原液式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的，原來(lái)的系統(tǒng)都可利

14、用，不需要更改布置。    （2）低速時(shí)轉(zhuǎn)向效果不變，高速時(shí)可以自動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的，增大路感，提高車(chē)輛行駛穩(wěn)定性。    （3）采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵可以節(jié)省能源。    （4）具有失效保護(hù)系統(tǒng)，電子組件失靈后乃可依靠原液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全工作。      電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)：如存在滲油問(wèn)題；零件增加，管路復(fù)雜，不便于安裝維修及檢測(cè)等。     二、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)   

15、  電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS、EPAS是Electonic Control Power steering 和Electric Poweer Assist Steering的簡(jiǎn)稱(chēng)。    液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于工作壓力和工作靈敏度較高，外廓尺寸較小，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。在采用氣制動(dòng)或空氣懸架的大型車(chē)輛上，也有采用氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的。但這類(lèi)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的共同缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、消耗功率大，龍易產(chǎn)生泄漏，轉(zhuǎn)向力不宜有效控制等。近年來(lái)隨著電控技術(shù)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，建成電動(dòng)式EPS或EPAS.    

16、(一）電動(dòng)式EPS的組成、工作原理與特點(diǎn)     1、EPS的組成和工作原理    EPS是一種直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。不同類(lèi)型的EPS的基本原理是相同的：轉(zhuǎn)矩傳感器與轉(zhuǎn)向軸（小齒輪軸）連接在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器在工作，把輸入軸和輸出軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)角位移變成電信號(hào)傳給ECU,ECU根據(jù)車(chē)速傳感器的決定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流的大小，從而實(shí)時(shí)控制助力轉(zhuǎn)向。英雌它可以很容易的實(shí)現(xiàn)在車(chē)速不同時(shí)提供電動(dòng)機(jī)不同的助力效果，保證汽車(chē)在低速轉(zhuǎn)向式更輕便靈活，高速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)穩(wěn)定可靠。因此EPAS助

17、理特性的設(shè)置具有較高的自由度。    電動(dòng)式EPS通常有扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電子控制單元（ECU)、電動(dòng)機(jī)和電磁離合器等組成。電動(dòng)式EPS是利用電動(dòng)機(jī)作為助力原，根基車(chē)速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元彎沉主力控制，其工作原理如下：    當(dāng)操縱方向盤(pán)時(shí)，裝在方向盤(pán)上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷的測(cè)出轉(zhuǎn)向軸上的扭矩信號(hào)，該信號(hào)與車(chē)速信號(hào)同時(shí)輸入到電子控制單元。電控單元根據(jù)這些信號(hào)，確定助力扭矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整浮轉(zhuǎn)向輔助動(dòng)力的機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車(chē)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與汽車(chē)工況相應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 &#

18、160;  由于EPS該有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，主力大小有電控單元ECU實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與控制，可以較好解決汽車(chē)操縱時(shí)輕便于靈敏的矛盾。    電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向最早用在微型車(chē)上，目前電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要應(yīng)用在轎車(chē)上，并逐漸從微型車(chē)向大型轎車(chē)和商務(wù)用車(chē)發(fā)展。其優(yōu)點(diǎn)有：    （1）EPS能在各種行駛工況下提供最佳轉(zhuǎn)向助力，減小由路面不平所引起的對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的游動(dòng)，改善汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性撿起汽車(chē)低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操作力，提高汽車(chē)高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，進(jìn)而提高汽車(chē)的動(dòng)力安全性。并且可通過(guò)設(shè)置不同的轉(zhuǎn)向操縱力特性來(lái)滿(mǎn)足不同適用對(duì)象的需要，可以比較容易的按照

19、汽車(chē)性能的需要，可以比較容易的按照汽車(chē)性能的需要設(shè)置、修改轉(zhuǎn)向助力特性。    （2）EPS只在轉(zhuǎn)向時(shí)電動(dòng)機(jī)才提供助力（不像HPS，即使在不轉(zhuǎn)向時(shí)，油泵也一直運(yùn)轉(zhuǎn)），因而能減少燃料消耗。    （3）由于直接有電動(dòng)機(jī)提供助力，電動(dòng)機(jī)由蓄電池提供，因此EPS能否助力與發(fā)動(dòng)機(jī)是否啟動(dòng)無(wú)關(guān)，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或出現(xiàn)故障時(shí)也能提供助力。    （4）EPS取消了油泵、皮帶、皮帶輪液壓軟管、液壓油及密封等件，其零件比HPS大大減少，因而其質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)更緊湊，在安裝位置選擇方面也跟容易，并且能減少噪音?？梢詫㈦妱?dòng)機(jī)、

20、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等部件裝配成一整體，這既無(wú)管道也無(wú)控制閥，使其結(jié)構(gòu)晶簇、質(zhì)量減輕。一般電動(dòng)式EPS的質(zhì)量比液壓式EPS質(zhì)量輕25%左右。    （5）EPS沒(méi)有液壓回路，比HPS更以調(diào)整和檢測(cè)，裝配自動(dòng)化提高，并且可以通過(guò)設(shè)置不同的程序，改善了環(huán)保性。    （6）EPS不存在滲油問(wèn)題，消除了液壓助力中液壓油泄漏問(wèn)題,可大降低保修成本,減小對(duì)環(huán)境的污染,改善了環(huán)保。    （7）EPS比HPS具有更好的低溫工作性能。      電動(dòng)助力轉(zhuǎn)

21、向目前已成為世界汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的研究熱點(diǎn)之一。     （8）EPS比HPS具有更好的低溫工作性能。Delphi為Punto車(chē)開(kāi)發(fā)的EPS屬全速范圍助力型，并且首次設(shè)置了兩個(gè)開(kāi)關(guān)，其中一個(gè)用于郊區(qū)，另一個(gè)用于市區(qū)和停車(chē)。當(dāng)車(chē)速大于70km/h后，這兩種開(kāi)關(guān)設(shè)置的程序則是一樣的，以保證汽車(chē)在高速時(shí)有合適的路感。這樣即使汽車(chē)行駛到高速高路時(shí)，駕駛員忘記切換開(kāi)關(guān)也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。市區(qū)型開(kāi)關(guān)還與油門(mén)相關(guān)，使得在踩油門(mén)加速或松油門(mén)減速時(shí)，轉(zhuǎn)向更平滑。      2、EPS的分類(lèi)   

22、60;  根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置的不同，EPS可分為：轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式和齒條助力式三種。    （1）轉(zhuǎn)向助力式EPS的電動(dòng)機(jī)固定在轉(zhuǎn)向軸一側(cè)，通過(guò)檢測(cè)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。     （2）齒條助力式EPS的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)與小齒輪相連，直接驅(qū)動(dòng)齒輪助力轉(zhuǎn)向。     （3）齒條助力式EPS的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)則直接驅(qū)動(dòng)齒條提供助力。    （二）電動(dòng)式EPS主要部件的結(jié)構(gòu)及工作原理   

23、60; EPS主要由扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元等組成。     1、扭矩傳感器      扭矩傳感器的作用是將駕駛員打轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)作用于輸入軸的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)的大小和方向變?yōu)橄鄳?yīng)的控制電信號(hào)輸入到EPS控制器，是EPS控制系統(tǒng)的主控制信號(hào)。扭矩傳感器有無(wú)觸點(diǎn)式、滑動(dòng)可變電陰式和可調(diào)電感式。    （1）無(wú)觸點(diǎn)式扭矩傳感器。     （2）滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器。它是將負(fù)載力矩引起的扭力桿角位移轉(zhuǎn)換為電位器電阻的變化，

24、并經(jīng)滑環(huán)傳遞出來(lái)作為扭矩信號(hào)。      （3）可調(diào)電感式扭矩傳感器?？烧{(diào)電感式扭矩傳感器其結(jié)構(gòu)如圖：             滑環(huán)3（鐵心）套于輸入軸和輸出軸之間，左右打方向盤(pán)時(shí)在轉(zhuǎn)向扭矩的作用下可上下滑動(dòng)。在傳感器外殼上安裝有兩個(gè)線(xiàn)圈1、2，當(dāng)鐵心上下移動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈的電感發(fā)生變化，與基準(zhǔn)信號(hào)相比，其輸入信號(hào)有很大變化。當(dāng)滑環(huán)向上移動(dòng)（向右轉(zhuǎn)向時(shí)），輸出信號(hào)電壓升高，當(dāng)滑環(huán)向下移動(dòng)（向左轉(zhuǎn)向時(shí)），輸出信號(hào)電壓下降。當(dāng)滑環(huán)位于中

25、間位置（直線(xiàn)行駛時(shí)），輸出電壓為2.5V。     2、車(chē)速傳感器     車(chē)速傳感器的功能是測(cè)量汽車(chē)行駛速度。該信號(hào)是EPS的主控制信號(hào)。     3、EPS電動(dòng)機(jī)     電動(dòng)機(jī)的功能是根據(jù)電子控制單元的指令輸出適宜的輔助扭矩，是EPS的動(dòng)力源。多采用無(wú)刷永磁式直流電動(dòng)機(jī)。其最大電流為30A左右，電壓為DC12V，額定轉(zhuǎn)矩為10N.m左右。電動(dòng)機(jī)對(duì)EPS的性能有很大影響，是EPS的關(guān)鍵部件之一，所以EPS對(duì)電動(dòng)機(jī)有很高要求，不僅要求

26、低轉(zhuǎn)速大扭矩、波動(dòng)小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕、而且要求可靠性高，易控制。為此，設(shè)計(jì)時(shí)常針對(duì)EPS的特點(diǎn)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)做一些特殊的處理，如沿轉(zhuǎn)子表面開(kāi)出斜槽或螺旋槽，定子磁鐵設(shè)計(jì)成不等厚等。     4、減速機(jī)構(gòu)和離合器    （1）減速機(jī)構(gòu)。減速機(jī)構(gòu)是電動(dòng)式EPS不可缺少的部件。目前實(shí)用的減速機(jī)構(gòu)有多種組合方式，一般采用蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向軸驅(qū)動(dòng)組合式，也有的采用兩級(jí)行星齒輪與傳動(dòng)齒輪組合式。為了抑制噪聲和提高耐久性，減速機(jī)構(gòu)中的齒輪有的采用特殊齒形，有的采用樹(shù)脂材料制成。    EPS的減速機(jī)

27、構(gòu)與電動(dòng)機(jī)相連，起降速增扭作用。常采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，也有采用行星齒輪機(jī)構(gòu)。    （2）離合器。有的EPS還配用離合器，裝在減速機(jī)構(gòu)一側(cè)，是為了保證EPS只在預(yù)先設(shè)定的車(chē)速行駛范圍內(nèi)起作用。當(dāng)車(chē)速達(dá)到某一值時(shí)，離合器分離，電動(dòng)機(jī)停止工作，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向。另外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器將自動(dòng)分離，用于電動(dòng)機(jī)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的離合器有電磁離合器、摩擦離合器等。             圖為單片桿式電磁離合器的工作原理圖。當(dāng)滑動(dòng)可變電阻時(shí)扭矩傳感器

28、結(jié)構(gòu)電流通過(guò)滑環(huán)進(jìn)入電磁離合器線(xiàn)圈時(shí)，主動(dòng)輪產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵的壓板被吸引與主動(dòng)輪壓緊，于是電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)軸、主動(dòng)輪、壓板、花鍵、從動(dòng)軸傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。    電動(dòng)式EPS一般都設(shè)定一個(gè)工作范圍，例如當(dāng)車(chē)速達(dá)到45km/h時(shí)，就不需要輔助動(dòng)力轉(zhuǎn)向，這時(shí)電動(dòng)機(jī)停止工作，為了不使電動(dòng)機(jī)和電磁離合器的慣性影響轉(zhuǎn)向系的工作，離合器應(yīng)及時(shí)分離，以切斷輔助動(dòng)力。另外當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器會(huì)自動(dòng)分離，這時(shí)仍可利用手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。    5、電子控制單元     電子控制單元（ECU）的功能是根據(jù)扭矩傳感

29、器信號(hào)和車(chē)速傳感器信號(hào)，進(jìn)行邏輯分析與計(jì)算后，發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)和離合器。此外，ECU還有安全保護(hù)和自我診斷功能，ECU通過(guò)采集電動(dòng)機(jī)的電流、發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)工況等信號(hào)判斷其系統(tǒng)工作狀況是否正常，一但工作系統(tǒng)工作異常，助力將自動(dòng)取消，同時(shí)ECU將進(jìn)行故障診斷分析。ECU通常是一個(gè)8位單片機(jī)系統(tǒng)，也有采用數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processing,簡(jiǎn)稱(chēng)DSP）作為控制單元?？刂葡到y(tǒng)與控制算法也是EPS的關(guān)鍵之一，控制系統(tǒng)應(yīng)有強(qiáng)抗干擾能力，以適應(yīng)汽車(chē)多變的行駛環(huán)境?？刂扑惴☉?yīng)快速正確，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的要求，并能有效的實(shí)現(xiàn)理想的助力特性。   

30、  （三）Alto汽車(chē)電動(dòng)式EPS     圖為Alto汽車(chē)電動(dòng)式EPS配件布置圖。該系統(tǒng)由扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電子控制單元、電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)組成。扭矩傳感器（滑動(dòng)可變電阻型）、電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)制成一個(gè)整體，安裝在轉(zhuǎn)向柱上，電磁離合器安裝在電動(dòng)機(jī)的輸出端旁，電子控制單元安裝在司機(jī)座位下面。             圖為Alto車(chē)用扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時(shí)，施加在轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向力經(jīng)輸入軸、扭桿傳遞給輸出軸、扭桿的扭曲變形使輸入軸與輸出軸之間發(fā)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)，與此同時(shí)滑塊沿軸向移動(dòng)，控制臂將滑塊的軸向移動(dòng)變換成電位器的旋轉(zhuǎn)角度，即將轉(zhuǎn)矩值變換成電壓量，并輸入到電子控制單元。    當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)處于中間位置時(shí)，傳感器輸出電壓為2.5V；當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，其輸出電壓大于2.5V；當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)向左旋轉(zhuǎn)