项目电子控制动力转向系统
随着汽车的高速化，对汽车操纵的轻便性及灵活性要求越
来越高。

现今广泛应用的液压式助力转向系，因存在着结构
复杂、价格高、维修保养困难等缺陷，应用范围受到一定的
影响，故常用于中、重型汽车及高级轿车上，而电子控制动力转向系可广泛应用于轻型汽车及普通型轿车上，并可提高汽车的操纵灵活性。

本项目知识目标：
1．了解电子控制动力转向系统的基本组成。

2．熟悉电子控制动力转向系统基本的工作原理。

本项目能力目标：
1、熟悉汽车电子动力转向系统的发展现状及趋势。

2、了解电动式电子控制动力转向系统的工作原理。

电动式电子控制动力转向系统
活动一
机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮
转向，在一定程度上增加了驾驶员的劳动强度；电动式电子控制动
力转向系统则是在驾驶员的控制下，借助于电控系统的电动机驱动
力来实现车轮转向。

1、电动式电子控制动力转向系统基本结构组成？
2、电动式电子控制动力转向系统控制原理？
一、电动式电子控制动力转向系统结构
（一）电动式电子控制动力转向系统的优点
1、电动机、减速机、转向桥和转向齿轮箱可以制成一
个整体，管道、油泵等不需单独占据空间，易于装车。

2、基本上只增加电动机和减速机，没有了液压管道等
部件，使整个系统趋于小型轻量化。

3、油泵仅在必要时用来使电动机运转，故可以节能。

4、因为零件数目少，不需要加油和抽空气，所以在生产线上的装配性好。

虽然动力比不上液压式。

该系统已广泛应用于日本日产、三菱、大发、铃木等汽车公司的许多车型。

（二）电动式电子控制转向系统的组成
以大众速腾汽车为例，电控动力转向系统在车上的实际安装位置。

该系统由方向盘、带方向盘转角传感器G85的转向柱控制单元J527、转向柱、转向力矩传感器G269、转向齿轮、电子机械助力转向电机V187、转向助力辅助控制单元J500等机构或元件组成。

（三）电动式电子控制转向系统基本的工作原理
上图为基本的控制原理图，在进行原理分析的时候，可以结合下图中的动力转向图进行分析。

当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的转角传感器、转矩传感器不断的测出转向轴的转角、转矩信号，并与车速信号同时输入到电子控制单元。

电子控制单元根据这些输入信号，确定助力转矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转向，调整转向辅助动力的大小。

电
动机的扭矩通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到—个与工况相适
应的转向作用力。

二、电控动力转向系统重要元件
（一）．转角传感器G85
转角传感器G85安装在转向柱上，转向开关与方向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集成为一体，其实物下图所示。

转角传感器G85实物图
转角传感器G85的作用是检测转向盘的转动角度和转动速度，是电动助力的依据之一。

该传感器由转子、发光二极管、光敏二极管和放大器等组成。

其原理如下图所示，利用发光二极管作为信号源，光敏二极管为接收源。

随着转子转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生高电位，经放大电
路放大后输送给ECU，见a图；当透光孔与发光二极管错开时，光线不能照射到光敏二极管上，光敏二极管无电压信号输出，产生低电位输送给ECU，见b图；如此反复，即形成 c 图所示方波信号，并通过CAN总线将
转角传感器工作原理
该信号传递给转向柱电控单元J527。

J527分析转角信号，将处理后的方向盘转角信号、转角速度信号传递给转向辅助控制单元J500，J500结合转向力矩传感器G269、车速传感器信号、电机转动速度信号进行处理，从而适时调整转向助力大小。

当发现信号失效时，系统故障指示灯K161常亮，应急运转模式起动，电子助力转向依然起作用。

（二）转向力矩传感器G269
磁性转子和转向柱连接块为一体，磁阻传感元件和转向小齿轮连接块为一体，其实物图如图所示。

转向力矩传感器G269实物图
扭矩传感器作用是测量转向盘与转向器之间的相对转矩，是电动助力的依据之一。

当转动方向盘时，转向柱连接块和转向小齿轮连接块反向运动，即磁性转子和磁阻传感元件反向运动，发生磁场变化，在磁阻传感元件两端产生电位差。

能过测量磁阻传感元件两端的电位差值，则转向力（矩）的大小可以被测量出来，
其原理图见下所示。

如果信号失效，转向助力系统将关闭，但并不是马上关闭，而是一个柔软的逐步的过程。

在此过程中，故障警报灯K161亮起，转向助力的大小是由控制单元通过电机转子角度和方向盘转角等信号计算出的值所代替。

转向力矩传感器G269原理图
3．转向电机V187
转向电机V187是一个无刷式异步伺服电机，具有无扭矩波动、低噪音、无磁性材料、抗泥污、无额外摩擦、较宽的转速范围和温度范围等优点。

其平均工作电流约2.5 A，最大电流约80A，实物图见图所示。

转向电机V187实物图
该电机需要正反转控制，所示为一种比较简单适用的控制电路；a l、a2为触发信号端。

当a1端得到输入信号时，晶体管T3
导通，T2得到基极电流而导通，电流经
T2、电动机M、T3、搭铁而构成回路，
于是电动机正转，当a2端得到输人信号
时，电流则经T1、M、T4、搭铁而构成
四路，电动机则因电流方向相反而反
转。

控制触发信号端电流的大小，就可
以控制通过电动机电流的大小。

课后练习：
1、详细述说汽车电子控制动力助力转向系统的工作原理？
2、请述说汽车电子控制动力转向系统元件组成？。