轉(zhuǎn)向助力傳感器：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
語(yǔ)音
編輯
鎖定
上傳視頻
上傳視頻
本詞條由“科普中國(guó)”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目
審核
。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering，縮寫EPS）是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)。EPS主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元（ECU）等組成。
中文名
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
外文名
Electric Power Steering
英文簡(jiǎn)稱
EPS
構(gòu)成部件
扭矩傳感器、車速傳感器等
發(fā)展歷史
四個(gè)階段
發(fā)明者
日本Honda公司
發(fā)明時(shí)間
1990年
目錄
1
發(fā)展歷史
2
助力轉(zhuǎn)向種類
3
工作原理
4
優(yōu)點(diǎn)
5
產(chǎn)品特點(diǎn)
?
降低了燃油消耗
?
增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向跟隨性
?
改善了轉(zhuǎn)向回正特性
?
提高了操縱穩(wěn)定性
?
提供可變的轉(zhuǎn)向助力
?
采用"綠色能源"，適應(yīng)現(xiàn)代汽車的要求
?
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小
?
生產(chǎn)線裝配性好
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展歷史
語(yǔ)音
在汽車的發(fā)展歷程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：從最初的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Manual Steering，簡(jiǎn)稱MS）發(fā)展為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱HPS），然后又出現(xiàn)了電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electro Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱EHPS）和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering，簡(jiǎn)稱EPS）。裝配機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，在泊車和低速行駛時(shí)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱負(fù)擔(dān)過(guò)于沉重，為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)GM公司在20世紀(jì)50年代率先在轎車上采用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。但是，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無(wú)法兼顧車輛低速時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，因此在1983年日本Koyo公司推出了具備車速感應(yīng)功能的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這種新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以隨著車速的升高提供逐漸減小的轉(zhuǎn)向助力，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)較高，而且無(wú)法克服液壓系統(tǒng)自身所具有的許多缺點(diǎn)，是一種介于液壓助力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向之間的過(guò)渡產(chǎn)品。到了1988年，日本Suzuki公司首先在小型轎車Cervo上配備了Koyo公司研發(fā)的轉(zhuǎn)向柱助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；1990年，日本Honda公司也在運(yùn)動(dòng)型轎車NSX上采用了自主研發(fā)的齒條助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，從此揭開(kāi)了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向在汽車上應(yīng)用的歷史。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向種類
語(yǔ)音
我們常見(jiàn)的助力轉(zhuǎn)向有機(jī)械液壓助力、電子液壓助力、電動(dòng)助力三種。機(jī)械液壓助力機(jī)械液壓助力是我們最常見(jiàn)的一種助力方式，它誕生于1902年，由英國(guó)人Frederick W. Lanchester發(fā)明，而最早的商品化應(yīng)用則推遲到了半個(gè)世紀(jì)之后，1951年克萊斯勒把成熟的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)應(yīng)用在了Imperial車系上。由于技術(shù)成熟可靠，而且成本低廉，得以被廣泛普及。機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的主要組成部分有液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動(dòng)皮帶、儲(chǔ)油罐等等。這種助力方式是將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)化成液壓泵壓力，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助作用力，從而使輪胎轉(zhuǎn)向。電子液壓助力由于機(jī)械液壓助力需要大幅消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，所以人們?cè)跈C(jī)械液壓助力的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出了更節(jié)省能耗的電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 這套系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵不再由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而是由電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，并且在之前的基礎(chǔ)上加裝了電控系統(tǒng)，使得轉(zhuǎn)向輔助力的大小不光與轉(zhuǎn)向角度有關(guān)，還與車速相關(guān)。機(jī)械結(jié)構(gòu)上增加了液壓反應(yīng)裝置和液流分配閥，新增的電控系統(tǒng)包括車速傳感器、電磁閥、轉(zhuǎn)向ECU等。電動(dòng)助力EPS就是英文Electric Power Steering的縮寫，即電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)由電動(dòng)助力機(jī)直接提供轉(zhuǎn)向助力，省去了液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護(hù)了環(huán)境。另外，還具有調(diào)整簡(jiǎn)單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點(diǎn)。正是有了這些優(yōu)點(diǎn)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種新的轉(zhuǎn)向技術(shù)，將挑戰(zhàn)大家都非常熟知的、已具有50多年歷史的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。根據(jù)助力電機(jī)的安裝位置不同，EPS系統(tǒng)又可以分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式、齒條助力式3種。轉(zhuǎn)向軸助力式EPS的電動(dòng)機(jī)固定在轉(zhuǎn)向軸一側(cè)，通過(guò)減速機(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。齒輪助力式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。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。駕駛員在操縱方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)矩的大小，將電壓信號(hào)輸送到電子控制單元，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)到的轉(zhuǎn)矩電壓信號(hào)、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和車速信號(hào)等，向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出指令，使電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)大小和方向的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生輔助動(dòng)力。汽車不轉(zhuǎn)向時(shí)，電子控制單元不向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)不工作。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理
語(yǔ)音
EPS的基本原理是：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)矩傳感器開(kāi)始工作，把輸入軸和輸出軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角位移變成電信號(hào)傳給ECU，ECU根據(jù)車速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器的信號(hào)決定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流的大小，從而完成實(shí)時(shí)控制助力轉(zhuǎn)向。因此它可以很容易地實(shí)現(xiàn)在車速不同時(shí)提供電動(dòng)機(jī)不同的助力效果，保證汽車在低速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)輕便靈活，高速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)穩(wěn)定可靠。[1]電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它利用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)幫助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，系統(tǒng)主要由三大部分構(gòu)成，信號(hào)傳感裝置(包括扭矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器和車速傳感器)，轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)(電機(jī)、離合器、減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu))及電子控制裝置。電動(dòng)機(jī)僅在需要助力時(shí)工作，駕駛員在操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，扭矩轉(zhuǎn)角傳感器根據(jù)輸入扭矩和轉(zhuǎn)向角的大小產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，車速傳感器檢測(cè)到車速信號(hào)，控制單元根據(jù)電壓和車速的信號(hào)，給出指令控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)向助力。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
語(yǔ)音
相比傳統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、只在轉(zhuǎn)向時(shí)電機(jī)才提供助力，可以顯著降低燃油消耗傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵，不管轉(zhuǎn)向或者不轉(zhuǎn)向都要消耗發(fā)動(dòng)機(jī)部分動(dòng)力。而電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只是在轉(zhuǎn)向時(shí)才由電機(jī)提供助力，不轉(zhuǎn)向時(shí)不消耗能量。因此，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以降低車輛的燃油消耗。與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)比試驗(yàn)表明：在不轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向可以降低燃油消耗2.5%；在轉(zhuǎn)向時(shí)，可以降低5.5%。
2、轉(zhuǎn)向助力大小可以通過(guò)軟件調(diào)整，能夠兼顧低速時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性，回正性能好。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所提供的轉(zhuǎn)向助力大小不能隨車速的提高而改變。這樣就使得車輛雖然在低速時(shí)具有良好的轉(zhuǎn)向輕便性，但是在高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向盤太輕，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向“發(fā)飄”的現(xiàn)象，駕駛員缺少顯著的“路感”，降低了高速行駛時(shí)的車輛穩(wěn)定性和駕駛員的安全感。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的助力大小可以通過(guò)軟件方便的調(diào)整。在低速時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以提供較大的轉(zhuǎn)向助力，提供車輛的轉(zhuǎn)向輕便性；隨著車速的提高，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)向助力可以逐漸減小，轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員所需提供的轉(zhuǎn)向力將逐漸增大，這樣駕駛員就感受到明顯的“路感”，提高了車輛穩(wěn)定性。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以施加一定的附加回正力矩或阻尼力矩，使得低速時(shí)轉(zhuǎn)向盤能夠精確的回到中間位置，而且可以抑制高速回正過(guò)程中轉(zhuǎn)向盤的振蕩和超調(diào)，兼顧了車輛高、低速時(shí)的回正性能。3、結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，生產(chǎn)線裝配好，易于維護(hù)保養(yǎng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了液壓轉(zhuǎn)向油泵、油缸、液壓管路、油罐等部件，而且電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)可以和轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器做成一個(gè)整體，使得整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，在生產(chǎn)線上的裝配性好，節(jié)省裝配時(shí)間，易于維護(hù)保養(yǎng)。4、通過(guò)程序的設(shè)置，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易與不同車型匹配，可以縮短生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的周期。由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有上述多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝了電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器和ECU電控單元而成。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)品特點(diǎn)
語(yǔ)音
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)，其技術(shù)已相當(dāng)成熟。但隨著汽車微電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車節(jié)能性和環(huán)保性要求不斷提高，該系統(tǒng)存在的耗能、對(duì)環(huán)境可能造成的污染等固有不足已越來(lái)越明顯，不能完全滿足時(shí)代發(fā)展的要求。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將最新的電力電子技術(shù)和高性能的電機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，能顯著改善汽車動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能、提高行駛中駕駛員的舒適性和安全性、減少環(huán)境的污染等。因此，該系統(tǒng)一經(jīng)提出，就受到許多大汽車公司的重視，并進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究，未來(lái)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向?qū)⒊蔀檗D(zhuǎn)向系統(tǒng)主流，與其它轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)突出的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)降低了燃油消耗
液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓油泵，使液壓油不停地流動(dòng)，浪費(fèi)了部分能量。相反電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）僅在需要轉(zhuǎn)向操作時(shí)才需要電機(jī)提供的能量，該能量可以來(lái)自蓄電池，也可來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)。而且,能量的消耗與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向及當(dāng)前的車速有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤不轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)不工作，需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)在控制模塊的作用下開(kāi)始工作,輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生助動(dòng)轉(zhuǎn)向力矩，而且，該系統(tǒng)在汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)輸出最大轉(zhuǎn)向力矩，隨著汽車速度的改變，輸出的力矩也跟隨改變。該系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了"按需供能"，是真正的"按需供能型"（on-demand）系統(tǒng)。汽車在較冷的冬季起動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)反應(yīng)緩慢，直至液壓油預(yù)熱后才能正常工作。由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)而且沒(méi)有液壓油管，對(duì)冷天氣不敏感，系統(tǒng)即使在-40℃時(shí)也能工作，所以提供了快速的冷起動(dòng)。由于該系統(tǒng)沒(méi)有起動(dòng)時(shí)的預(yù)熱，節(jié)省了能量。不使用液壓泵，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)的寄生能量損失，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，裝有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛和裝有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，在不轉(zhuǎn)向情況下，裝有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國(guó)輛燃油消耗降低2.5%，在使用轉(zhuǎn)向情況下，燃油消耗降低了5.5%。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向跟隨性
在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電動(dòng)助力機(jī)與助力機(jī)構(gòu)直接相連可以使其能量直接用于車輪的轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)利用慣性減振器的作用，使車輪的反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪擺振大大減水。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力大大增強(qiáng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生于電機(jī)，沒(méi)有液壓助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向車輪對(duì)轉(zhuǎn)向盤的跟隨性能。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)改善了轉(zhuǎn)向回正特性
直到今天，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的發(fā)展已經(jīng)到了極限,電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正特性改變了這一切。當(dāng)駕駛員使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)一角度后松開(kāi)時(shí)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整使車輪回到正中。該系統(tǒng)還可以讓工程師們利用軟件在最大限度內(nèi)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)以獲得最佳的回正特性。從最低車速到最高車速，可得到一簇回正特性曲線。通過(guò)靈活的軟件編程，容易得到電機(jī)在不同車速及不同車況下的轉(zhuǎn)矩特性，這種轉(zhuǎn)矩特性使得該系統(tǒng)能顯著地提高轉(zhuǎn)向能力，提供了與車輛動(dòng)態(tài)性能相機(jī)匹配的轉(zhuǎn)向回正特性。而在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，要改善這種特性必須改造底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定困難。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提高了操縱穩(wěn)定性
通過(guò)對(duì)汽車在高速行駛時(shí)過(guò)度轉(zhuǎn)向的方法測(cè)試汽車的穩(wěn)定特性。采用該方法，給正在高速行駛（100km/h）的汽車一個(gè)過(guò)度的轉(zhuǎn)角迫使它側(cè)傾，在短時(shí)間的自回正過(guò)程中，由于采用了微電腦控制，使得汽車具有更高的穩(wěn)定性，駕駛員有更舒適的感覺(jué)。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供可變的轉(zhuǎn)向助力
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力來(lái)自于電機(jī)。通過(guò)軟件編程和硬件控制，可得到覆蓋整個(gè)車速的可變轉(zhuǎn)向力?？勺冝D(zhuǎn)向力的大小取決于轉(zhuǎn)向力矩和車速。無(wú)論是停車，低速或高速行駛時(shí)，它都能提供可靠的，可控性好的感覺(jué)，而且更易于車場(chǎng)操作。對(duì)于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，可變轉(zhuǎn)向力矩獲得非常困難而且費(fèi)用很高，要想獲得可變轉(zhuǎn)向力矩，必須增加額外的控制器和其它硬件。但在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，可變轉(zhuǎn)向力矩通常寫入控制模塊中，通過(guò)對(duì)軟件的重新編寫就可獲得，并且所需費(fèi)用很小。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用"綠色能源"，適應(yīng)現(xiàn)代汽車的要求
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用"最干凈"的電力作為能源，完全取締了液壓裝置，不存在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中液態(tài)油的泄漏問(wèn)題，可以說(shuō)該系統(tǒng)順應(yīng)了"綠色化"的時(shí)代趨勢(shì)。該系統(tǒng)由于它沒(méi)有液壓油，沒(méi)有軟管、油泵和密封件，避免了污染。而液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油管使用的聚合物不能回收，易對(duì)環(huán)境造成污染。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小
由于該系統(tǒng)具有良好的模塊化設(shè)計(jì)，所以不需要對(duì)不同的系統(tǒng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、加工等,不但節(jié)省了費(fèi)用，也為設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)提供了極大的靈活性，而且更易于生產(chǎn)線裝配。由于沒(méi)有油泵、油管和發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪，使得工程師們?cè)O(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)有更大的余地，而且該系統(tǒng)的控制模塊可以和齒輪齒條設(shè)計(jì)在一起或單獨(dú)設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)部件的空間利用率極高。該系統(tǒng)省去了裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上皮帶輪和油泵，留出的空間可以用于安裝其它部件。許多消費(fèi)者在買車時(shí)非常關(guān)心車輛的維護(hù)與保養(yǎng)問(wèn)題。裝有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車沒(méi)有油泵，沒(méi)有軟管連接，可以減少許多憂慮。實(shí)際上，傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，液壓油泵和軟管的事故率占整個(gè)系統(tǒng)故障的53%，如軟管漏油和油泵漏油等。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)生產(chǎn)線裝配性好
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒(méi)有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、流量控制閥、儲(chǔ)油罐等部件，零件數(shù)目大大減少，減少了裝配的工作量，節(jié)省了裝配時(shí)間，提高了裝配效率。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自20世紀(jì)80年代中期初提出以來(lái)，作為今后汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向，必將取代現(xiàn)有的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電控制液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[1]
詞條圖冊(cè)
更多圖冊(cè)
參考資料
1.
汽車百科全書編纂委員會(huì)．汽車百科全書．北京：中國(guó)大百科全書出版社，2010
轉(zhuǎn)向助力傳感器：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）構(gòu)造與原理（圖解）
電動(dòng)機(jī)械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）沒(méi)有了液壓助力系統(tǒng)的液壓泵、液壓管路、轉(zhuǎn)向管柱閥體等結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，通過(guò)減速器以純機(jī)械方式將電機(jī)產(chǎn)生的助力傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上。
EPS 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，它由轉(zhuǎn)向管柱、扭矩傳感器、伺服電機(jī)、控制模塊等組成。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理 ▼
車輛啟動(dòng)后系統(tǒng)開(kāi)始工作，當(dāng)車速小于一定速度（如80km/h），這些信號(hào)輸送到控制模塊，控制模塊依據(jù)轉(zhuǎn)向盤的扭矩、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和車速等數(shù)據(jù)向伺服電機(jī)發(fā)出控制指令，使伺服電機(jī)輸出相應(yīng)大小及方向的扭矩以產(chǎn)生助動(dòng)力，當(dāng)不轉(zhuǎn)向時(shí)，電控單元不向伺服電機(jī)發(fā)送扭矩信號(hào)，伺服電機(jī)的電流趨向于零。
因此，在直行駕駛而無(wú)需操作轉(zhuǎn)向盤時(shí)，將不會(huì)消耗任何發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，降低了燃油消耗。
本系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)向助力與車速成反比，當(dāng)車速在一定速度（如80km/h）或以上時(shí)，伺服電機(jī)的電流也趨向于零，所以車速越高助力越小。因此，無(wú)論在高速、低速行駛操作過(guò)程中汽車具有更高的穩(wěn)定性，駕駛員自身保持均衡不變的轉(zhuǎn)向力度。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）結(jié)構(gòu)圖解 ▼
◎ 雙小齒輪
雙小齒輪電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由轉(zhuǎn)向小齒輪和傳動(dòng)小齒輪將必需的轉(zhuǎn)向力傳遞給齒條。駕駛員施加的扭矩通過(guò)轉(zhuǎn)向小齒輪來(lái)傳遞，而傳動(dòng)小齒輪則通過(guò)蝸桿傳動(dòng)裝置傳遞電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)的支持扭矩。
◎ 轉(zhuǎn)向器
轉(zhuǎn)向器由轉(zhuǎn)向扭矩傳感器、扭轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)向小齒輪、傳動(dòng)小齒輪、蝸桿傳動(dòng)裝置以及帶控制單元的電機(jī)構(gòu)成。
◎ 電機(jī)及控制單元
用于轉(zhuǎn)向支持的電機(jī)帶有控制單元和傳感單元，它安裝在第二個(gè)小齒輪上。這樣就建立了轉(zhuǎn)向盤和齒條之間的機(jī)械連接。因此，當(dāng)伺服電機(jī)失靈時(shí)，車輛仍可以通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
◎ 轉(zhuǎn)向角度傳感器
轉(zhuǎn)向角度傳感器位于復(fù)位環(huán)后側(cè)，復(fù)位環(huán)上帶有一個(gè)安全氣囊滑環(huán)。轉(zhuǎn)向角度傳感器通過(guò)CAN 數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳遞到轉(zhuǎn)向管柱電子控制單元J527，由此控制單元獲悉了轉(zhuǎn)向角度
的大小。轉(zhuǎn)向管柱電子控制單元中的電子裝置分析這個(gè)信號(hào)。
◎ 轉(zhuǎn)向扭矩傳感器
轉(zhuǎn)向扭矩傳感器將轉(zhuǎn)向盤扭矩直接傳遞給轉(zhuǎn)向小齒輪。傳感器根據(jù)磁阻原理進(jìn)行工作。為了確保最高的安全性，它采用了雙重結(jié)構(gòu)（冗余結(jié)構(gòu)）。
轉(zhuǎn)向管柱連接在扭矩傳感器上，轉(zhuǎn)向器通過(guò)扭轉(zhuǎn)桿連接在扭矩傳感器上。連接轉(zhuǎn)向管柱的元件上有一個(gè)磁極轉(zhuǎn)子，在這個(gè)轉(zhuǎn)子中不同磁極的24 個(gè)區(qū)域輪流交替。每次使用兩個(gè)磁極來(lái)進(jìn)行扭矩分析。
◎ 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器是電控機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)的組成部分。無(wú)法從外部接觸到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器。
一般情況下電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向過(guò)程如下圖所示：
1—駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向支持開(kāi)始；
2—由于轉(zhuǎn)向盤上扭矩的作用，轉(zhuǎn)向器中的扭矩桿轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器J269 探測(cè)扭矩桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將探測(cè)到的轉(zhuǎn)向扭矩傳遞給控制單元；
3—轉(zhuǎn)向角度傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向角度，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向速度；
4—控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度和控制單元中的特性曲線計(jì)算出必需的支持扭矩，并啟動(dòng)電機(jī)；
5—由第二個(gè)平行作用于齒條的小齒輪來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)向支持，小齒輪的傳動(dòng)由電機(jī)來(lái)進(jìn)行，電機(jī)通過(guò)一個(gè)蝸桿傳動(dòng)裝置和一個(gè)傳動(dòng)小齒輪將轉(zhuǎn)向支持力傳遞到齒條上；
6—轉(zhuǎn)向盤上的扭矩和支持扭矩的總和就是轉(zhuǎn)向器上的有效扭矩，由該扭矩來(lái)傳動(dòng)齒條。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)高速公路行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向過(guò)程如下圖所示：
1—換車道時(shí)，駕駛員輕打轉(zhuǎn)向盤；
2—扭轉(zhuǎn)桿因此轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器獲悉扭轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)并通知控制單元，轉(zhuǎn)向盤上有一個(gè)小的扭矩；
3—轉(zhuǎn)向角度傳感器通知小轉(zhuǎn)向角度，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向速度；
4—根據(jù)一個(gè)小的轉(zhuǎn)向扭矩、100km/h 的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、小的轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度及控制單元中的特性曲線（100km/h 車速的特性曲線），控制單元獲悉必須有一個(gè)小的支持扭矩或無(wú)需支持扭矩，繼而啟動(dòng)電機(jī)；
5—高速公路行駛時(shí)，由第二個(gè)平行作用于齒條的小齒輪來(lái)進(jìn)行一個(gè)小的轉(zhuǎn)向支持，或者不進(jìn)行轉(zhuǎn)向支持；
6—轉(zhuǎn)向盤上扭矩加上最小支持扭矩就是換車道時(shí)的有效扭矩，由該扭矩來(lái)傳動(dòng)齒條。
（汽車維修技術(shù)網(wǎng)
轉(zhuǎn)向助力傳感器：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向角度傳感器工作原理？
轉(zhuǎn)向角傳感器是用來(lái)檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)向方向的一種裝置。 目前的EPS只用到轉(zhuǎn)矩感應(yīng)器，但為了加入轉(zhuǎn)角傳感器將提供更多的轉(zhuǎn)向控制。
轉(zhuǎn)向角傳感器介紹:簡(jiǎn)介
1、方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
2、方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
3、方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
ESP和EPS都需要這個(gè)傳感器。
EPS獲知該信號(hào)，可以對(duì)助力效果進(jìn)行隨速助力調(diào)節(jié)（隨方向盤角度大小和方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度）
1）、角度越大，輪胎與地面阻力越大，需要助力增強(qiáng)
2）、轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快，情況越緊急，需要增大助力。
轉(zhuǎn)向角傳感器原理：原理
汽車轉(zhuǎn)向角傳感器，是用來(lái)檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)向方向的。方向盤左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)都會(huì)被轉(zhuǎn)向角傳感器檢測(cè)到，從而使汽車電控單元發(fā)出正確的轉(zhuǎn)向指令。而方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度是為汽車實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向幅度提供依據(jù)，使汽車按照駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖行駛。
轉(zhuǎn)向角傳感器由光電耦合元件、開(kāi)孔槽板等組成。光電耦合元件為發(fā)光二極管和光敏晶體管。開(kāi)孔槽板置于發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。開(kāi)孔槽板有許多小孔。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，開(kāi)孔槽板會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。光敏晶體管依據(jù)穿過(guò)開(kāi)孔槽板的光線來(lái)動(dòng)作，并且會(huì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)。汽車電控單元會(huì)以此信號(hào)來(lái)辨認(rèn)方向盤的轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)向助力傳感器：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向需要有哪些傳感器？
扭矩傳感器是汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到EPS系統(tǒng)性能的優(yōu)劣電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，通過(guò)扭矩傳感器探測(cè)司機(jī)在轉(zhuǎn)向操作時(shí)方向盤產(chǎn)生的扭矩或轉(zhuǎn)角的大小和方向，并將所需信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入控制單元，再由控制單元對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后得到一個(gè)與行駛工況相適應(yīng)的力矩，最后發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)裝置的作用而助力。因此扭矩傳感器是EPS系統(tǒng)中最重要的器件之一
