第3章 四轮转向和电动转向
4.2 电动转向（EPS）
一、综述
所谓电动转向（EPS），就是在机械转向系统中，用电池作为能源， 电机为动力，以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号，通过电子 控制装置，协助人力转向，并获得最佳转向力特性的伺服系统。 主要是速度控制和电动机电流控制。速度控制是当速度高于某一值时， 系统应停止对电动机供电， 离合器处于分离状态，这时就按普通的转 向控制方式工作。系统确定电动机电流的大小是按照汽车转向力矩和 车速信号。当车速很低时，转向需要的助力大，此时供给电动机的电 流值就应大；当车速接近45km/h时，转向需要的助力减少，此时供给 电动机的电流值就应减少；当车速超过45km/h时，若无需助力，此时 就应切断电动机的电流。
部件的不断改进，将更好地提高四轮转向系统效率和可靠性。
电控式四轮转向系的组成
第3章 四轮转向和电动转向
4.1 四轮转向技术
11、与2WS相比， 4WS的优点：
（1）提高了汽车在高速行驶时和在滑溜路面上的转向性 能。 （2）驾驶员操纵方向盘反映灵敏，动作准确。 （3）在不良路面和侧风等条件下，汽车业具有较好的方 向稳定性，提高了高速下的直线行驶稳定性。 （4）提高了汽车高速转弯的行驶稳定性，不但便于转向 操纵，而且在进行急转弯时，也能保持汽车的行驶稳定性。 （5）通过使后轮转向与前轮转向相反，减小了低速行驶 时的转弯半径，不但便于在狭窄路面上进行 U型转弯，而 且在驶入车库等情况下便于驾驶。
第3章 四轮转向和电动转向
4.1 四轮转向技术
12、4WS今后发展趋势
对4WS提出异议的理由： （1）转向性能没有明显改善。 （2）性能上仅有微小改变，但结构很复杂 （3）实用性技术目前还没有达到成熟的地步。 如果把研制费花在提高轮胎性能和改善悬架设计会收到更 好的效果。 13、各公司的4WS系统特性比较
转向与前轮相反。
第3章 四轮转向和电动转向
（2）液压式四轮转向系统 • 第二代四轮转向系统利用液压系统来控制转向。这种类型的四轮
转向系统的后轮只能偏转1.5度左右，并且也只有在速度高于 22mile/h时才起作用。典型的液压式四轮转向系统如图4-26所示。 开始时，基本的齿轮齿条转向器使前轮偏转；同时把部分转向液 压送到后轮转向系统的控制阀中，控制该控制阀（滑阀）的位置。 前轮向某一方向偏转时，该滑阀向一个方向移动；前轮向另一方 向偏转时，该滑阀向与前面相反方向移动。
（3）电动助力转向系统的工作原理: 汽车处于起动或者低速行驶状态时，操纵转向盘转向，装在转向柱
上的转矩传感器不断检测作用于转向柱扭杆上的扭矩，并将此信号与车 速信号同时输入电子控制器，处理器对输入信号进行运算处理，确定助 力扭矩的大小和方向，从而控制电动机的电流和转向，电动机经离合器 及减速机构将转矩传递给牵引前轮转向的横拉杆，最终起到为驾驶人员 提供辅助转向力的功效；当车速超过一定的临界值或者出现故障时，为 保持汽车高速时的操控稳定性，EPS系统退出助力工作模式，转向系统转 入手动转向模式。不转向的情况下，电动机不工作。电动助力转向系统 很容易实现在不同的车速下实时的为汽车转向提供不同的助力效果，保 证汽车在低速行驶时轻便灵活，高速行驶时稳定可靠。
机械式四轮转向系统是最早开发的四轮转向系统的一种。它包括前轮的齿
轮齿条转向系和前后转向系之间的传动轴。随着前轮偏转，转向力通过传动轴
传到后轮。机械式四轮转向系统中有时也为后轮加装第二套转向器来帮助转向。
属于转向传感型，其后轮的偏转与车速无关，只与方向盘转角有一定关系。
当方向盘转角约为120左右，后轮与前轮转向一致，当方向盘转角大于240时，后轮
• 前轮转角比例车速感应型 在动力传至后轮转向轴之前， 与前者基本相同，但后轮的执行机构由相位控制部分 和动力补助部分构成。动力补助部分以油压为动力， 由后轮滑阀和动力缸构成。相位控制部分能实现对后 轮同相位或逆相位的控制。
第3章 四轮转向和电动转向
• 9、四轮转向（4WS）控制种类 • （1）机械控制式 • （2）机械+电子控制式 • （3）电子控制液压工作式 • （4）液压控制液压工作式 • （5）电子控制电动工作式 • 10、举例说明4WS的控制原理 （1）机械控制式（本田公司4ws系统）
• 二、电动助力转向技术发展概况 • 三、EPS的机构与特点分析 • 1、基本结构与工作原理 • (1)电动助力转向系统的结构:电动助力转向系统是在传统机械转
向机构的基础上发展起来的。系统通常由转矩传感器、车速传感 器、电子控制器、电动机、电磁离合器和减速机构等组成。 • （2）电动助力转向系统的控制框架:控制部分主要是通过车速和 转矩传感器来采集汽车车速和转向盘转向力信号，进行必要的运 算处理后发出控制指令给电动机，由电动机为转向提供辅助力。
线控转向系统
前轮转角 车速感应型
在该系统中，从油泵出来的油液直接流入电磁阀，车速传感器， 转角传感器分别将车速和前轮转角信号输入计算机。按计算机指 令，控制油液流入后轮执行机构。
• 前轮转角传感型：为了把前轮转角传给后轮，在前轮 齿轮齿条式转向器的齿条轴上，安装了后轮转向齿轮， 其角位移，通过中间传动轴，传给后轮转向器。后轮 具有小转角同相转向，大转角逆相转向的功能。在微 小转向的高速行驶时，形成了同相转向，获得了行驶 稳定性，在大转角转向的极低速行驶时，变成逆相转 向，获得了小半径转向性能。
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然后该滑阀控制着第二套液压回路工作。这个回路利用由差速
器驱动后转向油泵产生的压力油为动力。这些压力油接着又驱动
一个齿轮齿条转向器像前轮的一样工作。但第二个齿轮齿条转向
器只能在很小的范围内移动。后轮的偏转角不得超过1.5度。
第3章 四轮转向和电动转向
（3）电控式四轮转向系统
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目前，四轮转向系统正越来越多地使用电子和计算机控制。电
控式四轮转向系统允许后轮与前轮以相同的方向偏转（在高速时）
或者以相反的方向偏转（在低速时）。
•Leabharlann 为实现这些功用，用计算机连接两个传感器和两个执行器。
图5-27说明了其输入和输出的工作流程。首先，车速传感器把确
切的车速信号传给计算机，计算机据此决定后轮与前轮是以相同
或者相反的方向偏转。同时，前轮转角传感器把前轮的实际转角
信号传给计算机。计算机通过后轮传感器和后轮转角传感器得到 后轮的实际转角信号。根据这些输入信号，计算机分别告诉前、 后轮转向器各自的偏转量。图4-28所示为电控式四轮转向系统主 要部件的布置位置。
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另外，还有许多附件也是必要的；如液压泵（如果用液压
执行器而不是电动机）、电磁线圈、断路阀等。上述部件及其它