而实现转向助力作用，电磁阀开启较小时则相反。
反力控制式助力转向系统的工作过程
• 当转向力增大，扭力杆发生扭转变形时，控制阀阀体与转阀阀杆 之间将发生相对转动，使两阀的通道口相互连通，扭力杆的变形 角度就越大，转阀中工作油液通道的截口面积就越大，助力就越 大。
• 汽车低速行驶或者大转弯时。流经电磁线圈的电流较大，电磁阀 的开启角度较大，经分流阀分流后的油液通过电磁阀返回油箱的 油液就较多，因此作用在反力室的油压就较小，柱塞上的油压较 小，这时作用在控制阀轴上的反力也较小，因此反力油压形成的 阻力矩较小。由于阻力矩较小，转向盘只需要用较小的力就可以 使扭力杆发生较大的变形，转向助力较大。
• 流经电磁线圈的电流较小，电磁阀的开启角度较小，经分流阀分 流后的油液通过电磁阀返回油箱的油液就较少，因此作用在反力 室的油压就较大，柱塞上的油压较大，这时作用在控制阀轴上的 反力也较大，因此反力油压形成的阻力矩较大。由于阻力矩较大， 输入同样的力，使扭力杆发生变形较小，转向助力较小。旋转阀 与控制阀相互连通的通道口开度也减小，助力较小。
转信的发动微力个制矩号大动助机转与。传和小机力根矩汽感车和转转，车据器速方速向并工车：信向传系向况速号。感统转相检、同器不向适测转时：工电应转向输作动的向确力入。机转轴定及到输向转发转出作矩E动向C电用的机角U流力大的等,EC控。小工参U制从和况数根信而转，，据号实动当计这，现的处算些使最方于得信转佳向怠到号向的，速最确机转转工佳定构向矩况的助得助传时转力到力感，向转一控器电助矩
圈两个部分组成。
V 2r T
电机
• EPS的动力源是电动机，功能是根据ECU的指令产生相应 的输出转矩，电动机时影响EPS性能的主要因素之一。通 常采用无刷永磁式直流电动机。要求低速转矩大、波动小、 惯量小、尺寸小、质量轻，可靠性高、控制性能好。
• 需要正反转控制。
ห้องสมุดไป่ตู้
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转换用成电车磁速感。应式车速传感器，主要由永久磁铁和电磁感应线
传统转向系统的缺点
• 虽然传统转向系统工作最可靠，但是也存在很多固有的缺 点，传统转向系统由于方向盘和转向车轮之间的机械连接 而产生一些自身无法避免的缺陷：
• ①汽车的转向特性受驾驶员驾驶技术的影响严重； • ②转向传动比固定,提供不了合适的转向力; • ③液压助力转向系统经济性差，一般轿车每行驶一百公里
液压式助力转向系统的缺点
• 结构复杂，功率消耗大，容易产生泄漏，转向力不易有效 控制。
电动助力转向系统（EPS）
• 电动助力转向系统利用电动机作为动力源，根据车速和转 向参数等，由电子控制单元完成助力控制。
• 根据电动机布置位置不同，可分为转向柱助力式、齿轮助 力式和齿条助力式三种类型。 齿齿转轮条向助助柱力力助式式力EE式PPSSEP的 的S电电的动动电机机动和和机减减固速速定机机在构构转直和向小接柱齿驱的轮动一齿相侧连条，，提通直供过助接减
第四章 汽车电动助力转向系统
第一节 概述
• 在汽车行驶中，转向运动是最基本的运动。我们通过 方向盘来操纵和控制汽车的行驶方向，从而实现自己的行 驶意图。
• 在现代汽车上，转向系统是必不可少的最基本的系统之一， 它也是决定汽车主动安全性的关键总成。
• 如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能， 始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆 高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更 多不同的驾驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。
电动助力转向系统结构
转矩传感器
转向离合器
• 不转向时，助力电动机不工作，
• 当转向盘转动时，与转向轴相连的转矩传感器不断地测出 作用于转向轴上的力矩，并将力矩转换为电信号，车速传 感器产生车速信号，ECU根据这两个信号，经过运算处理 后，向离合器和电动机发车发出控制指令，即输出一个适 合的电流，在离合器结合的同时，是电动机产生一个转矩， 转矩经过减速机构减速增距后，施加在输出轴上，输出轴 的下端与齿轮齿条转向器总成中的小齿轮相连，于是由电 动机发出的转矩最后通过齿轮齿条转向器施加到汽车的转 向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向助力。
要多消耗0.3~0.4升的燃料；另外，存在液压油泄漏问题， 对环境造成污染，在环保性能被日益强调的今天，无疑是 一个明显的劣势。
助力转向系统
• 助力转向系统是指在驾驶员的控制下，借助于汽 • 时轮车实（对产发现转转生助动车矩向的力机轮和器冲转通转转结击向过向角构等系液。）形优统压为助式点使泵输力的，转产入转选现向生信向择代操的号是灵汽作液，一活车灵体以种性上活压转以增普、力向驾大遍轻或车驶，采便电轮员能用，动的操吸助在机角纵收力设驱位转路转计动移向面向汽力为盘对系车来输前统
电动助力转向的精确转向的实现过程
工作时，微机控制指令经D/A转换接口送入电动机和离合器的驱动 放大电路，以控制电动机电流的大小和方向，以及离合器的离合。电 动机的电流经放大电路、电流表及a/d转换接口反馈给微机，微机将 此与按微机指令应给的电流相比较，若有差值，则予以调整，使两者 趋于一致。
转矩传感器
• 转矩传感器用于检测作用于转向盘上转矩信号的大小，目 前采用较多的是扭杆式电位计传感器，它是在转向轴位置 加一根扭杆，通过扭杆检测输入轴与输出轴的相对扭转位 移得到扭矩。
• 用磁性材料构成的定子和转子可以形成闭合的回来，线圈 A、B、C、D分别绕在极靴上，构成一个桥式回路。转向 轴扭转变形的扭转角和转矩成正比，所以只要测定转向轴 的扭转角，就可间接知道转向力的大小。
驱力速动。机转构向与齿转轮向，轴实相现连助，力直转接向驱。动转向轴助力转向。
• 电动助力转向系统的最大特点就是能实现“精确转向”， 它能够在汽车转向过程中根据不同车速和转向盘转动的快 慢，精确提供各种行驶路况下的最佳转向助力，减小由路 面不平引起的对转向系统的扰动。不但可以减轻低速行驶 时的转向操纵力，而且可大大提高高速行驶时的操纵稳定 性，并能精确实现人们预先设置的在不同车速、不同转弯 角度所需要的转向助力。通过控制助力电机，可降低高速 行驶时的转向助力，增大转向手力，解决高速发飘问题， 成本相对较低。
传统液压式助力转向系统
• 传统液压式助力转向系统（HPS）一般按液流的形式可分 为常流式和常压式两种类型。
• 常流式是指汽车在行驶中，不转动转向盘时，流量控制阀在 中间位置，油路保持畅通。
• 常压式是指汽车在行驶中，无论转向盘是否转动，整个液压 系统总是一直保持高压。
传统液压式助力转向系统缺点
• 提供不了合适的转向力，即若要保证汽车在停车或低 速调头时转向轻便，那么汽车高速行驶时就会感到有”发 飘“的感觉；若要保证汽车在高速行驶时操纵有适度手感， 那么当其要停车或低速调头时就会感到转向太重，两者不 能兼顾。
信号时，晶体管VT3导通，VT2得到基极电流而导通。电动机有电 流流过正转。
• 当a2端得到输入信号时，晶体 管VT4导通，VT1得到基极电流 而导通。电动机有反向电流流 过反转。
• 控制触发信号端电流的大小， 就可以控制电动机通过电流的 大小。
离合器
• 采用干式电磁离合器,保证EPS在预先设定的车速范围内 闭合，当车速超过设定车速范围时，离合器断开，电动机 不在提供助力，转入手动转向状态，另外当电动机发生故 障时，离合器将自动断开。车速超过30KM/h时，EPS不 工作。
• 在线圈U、T的两端施加连续的脉冲信号Ui,当转向轴上的 转矩为零时，定子和转子的相对转角也为零，电桥平横， 在V和W两端的电位差Uo为零，如果转向轴上存在转矩， 定子和转子的相对转角不为零，此时定子和转子间产生角 位移θ，电桥失去平衡在V和W两端出现电位差Uo。
Uo kUi
• 车当输速出传轴转感动器时，感应转子的齿不断的靠近和离开车速传
出信号的伺服机构。 • 助力转向系统于1955年在Buick上首次采用，解决了转向
轻便性问题，
助力转向系统的要求
• 对转向系统的要求，主要概括为转向的灵敏度和操纵的轻 便性。高的转向灵敏度，要求转向器具有小的传动比，以 小的转向盘转角迅速转向，好的操纵轻便性，则要求转向 器具有大的传动比，这样才能以较小的转向盘操纵力获得 大的转向力矩。