電動機械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）沒有了液壓助力系統(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)非常簡單，通過減速器以純機械方式將電機產(chǎn)生的助力傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上。

EPS 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機電一體化的產(chǎn)品，它由轉(zhuǎn)向管柱、扭矩傳感器、伺服電機、控制模塊等組成。

原理通解▼

車輛啟動后系統(tǒng)開始工作，當(dāng)車速小于一定速度（如80km/h），這些信號輸送到控制模塊，控制模塊依據(jù)轉(zhuǎn)向盤的扭矩、轉(zhuǎn)動方向和車速等數(shù)據(jù)向伺服電機發(fā)出控制指令，使伺服電機輸出相應(yīng)大小及方向的扭矩以產(chǎn)生助動力，當(dāng)不轉(zhuǎn)向時，電控單元不向伺服電機發(fā)送扭矩信號，伺服電機的電流趨向于零。

因此，在直行駕駛而無需操作轉(zhuǎn)向盤時，將不會消耗任何發(fā)動機的動力，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，伺服電機的電流也趨向于零，所以車速越高助力越小。因此，無論在高速、低速行駛操作過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。

結(jié)構(gòu)通解▼

雙小齒輪

雙小齒輪電控機械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由轉(zhuǎn)向小齒輪和傳動小齒輪將必需的轉(zhuǎn)向力傳遞給齒條。駕駛員施加的扭矩通過轉(zhuǎn)向小齒輪來傳遞，而傳動小齒輪則通過蝸桿傳動裝置傳遞電控機械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機的支持扭矩。

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、傳動小齒輪、蝸桿傳動裝置以及帶控制單元的電機構(gòu)成。

電機及控制單元

用于轉(zhuǎn)向支持的電機帶有控制單元和傳感單元，它安裝在第二個小齒輪上。這樣就建立了轉(zhuǎn)向盤和齒條之間的機械連接。因此，當(dāng)伺服電機失靈時，車輛仍可以通過機械傳動進行轉(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)上帶有一個安全氣囊滑環(huán)。轉(zhuǎn)向角度傳感器通過CAN 數(shù)據(jù)總線將信號傳遞到轉(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信號。

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磁極轉(zhuǎn)子，在這個轉(zhuǎn)子中不同磁極的24 個區(qū)域輪流交替。每次使用兩個磁極來進行扭矩分析。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器是電控機械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機的組成部分。無法從外部接觸到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器。

一般情況下的轉(zhuǎn)向過程如下圖所示：

1—駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向支持開始；

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。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器J269 探測扭矩桿的轉(zhuǎn)動，并將探測到的轉(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)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向速度和控制單元中的特性曲線計算出必需的支持扭矩，并啟動電機；

5—由第二個平行作用于齒條的小齒輪來進行轉(zhuǎn)向支持，小齒輪的傳動由電機來進行，電機通過一個蝸桿傳動裝置和一個傳動小齒輪將轉(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，由該扭矩來傳動齒條。

高速公路行駛時的轉(zhuǎn)向過程如下圖所示：

1—換車道時，駕駛員輕打轉(zhuǎn)向盤；

2—扭轉(zhuǎn)桿因此轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器獲悉扭轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動并通知控制單元，轉(zhuǎn)向盤上有一個小的扭矩；

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)一個小的轉(zhuǎn)向扭矩、100km/h 的車速、發(fā)動機轉(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小的支持扭矩或無需支持扭矩，繼而啟動電機；

5—高速公路行駛時，由第二個平行作用于齒條的小齒輪來進行一個小的轉(zhuǎn)向支持，或者不進行轉(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的有效扭矩，由該扭矩來傳動齒條

來源：電控知識搬運工

審核編輯：湯梓紅