EPS电动助力转向系

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1、EPS电动助力转向系统电动助力转向系统（ElectricPowerSteering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统HPS（HydraulicPowerSteering）相比，EPS系统具有很多优点。EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。优点：（1）降低了燃油消耗。（2）增强了转向跟随性。（3）改善了转向回正特性。（4）提高了操纵稳定性。（5）提供可变的转向助力。[6]。可变转向力的大小取决于转向力矩和车速。结构分相器型扭矩传感器转角传感器转向齿轮单元无电刷式马达减速机构系统逻辑图电动助力转

2、向系统的基本组成包括扭距传感器、车速传感器、控制单元（ECU）、电动机、减速机构和离合器等，控制单元是EPS系统的核心部分，也是EPS系统研究的重点。目前普遍将控制单元设计为数字化，一般以一个八位或十六位微处理器为核心，外围集成A/D电路、输入信号接口电路、报警电路、电源。要求具有简单计算、查表、故障诊断处理、储存、报警、驱动等功能。电动机的功能是根据控制单元的指令输出适宜的辅助扭矩，是EPS的动力源。电动机对EPS的性能有很大的影响，是EPS的关键部件之一，所以EPS对电动机很重要。不仅要求低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻，而且要求可靠性高、易控制。EPS的减速机构与电

3、动机相连，起减速增扭作用。常采用涡轮蜗杆机构，也有采用行星齿轮机构ESP工作原理电动助力转向系统通常由扭距传感器、车速传感器、电子控制单元ECU、电动机、减速机构等组成。转矩传感器，检测转向轮的运动情况和车辆的运动情况；电控单元，根据转矩传感器提供的信号计算助力的大小；电机，根据电控单元输出值生成转动力；减速齿轮，提高电机产生的转动力，并将其传送至转向机构,当转动转向盘时，扭距传感器测出施加于转向轴的扭矩，并产生一个电信号；与此同时，车速传感器测出汽车的车速，也产生一个电信号。这两个信号被送往电子控制单元，经过电子控制单元分析处理后，输出给电动机一个合适的电流以产生相应的扭矩，经减速机构

4、施加在转向机构上，得到一个与工况相适应的转向作用力。电动助力转向系统独立于汽车发电机而蓄电池提供动力，不受发动机工作的影响。EPS的分类电动助力转向系统按照电动机布置位置的不同，可以分为：转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式、直接助力式四种转向柱助力式电动助力转向器(C-EPS)的助力电机固定在转向柱的一侧，通过减速增扭机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向(图2)。这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。齿轮助力式电动助力转向器(P-EPS)的助力电机和减速增扭机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮实现助力转向(图3)。由于助力电机不是安装在乘客舱内，因此可以使用较大的电机以获得较

5、高的助力扭矩，而不必担心电机转动惯量太大产生的噪声。该类型转向器可用于中型车辆，以提供较大的助力。齿条助力式电动助力转向器(R-EPS)的助力电机和减速增扭机构则直接驱动齿条提供助力(图4)。由于助力电机安装于齿条上的位置比较自由，因此在汽车的底盘布置时非常方便。同时，同C-EPS和P-EPS相比，可以提供更大的助力值，所以一般用于大型车辆上。关键技术电动助力转向系统的关键技术主要包括硬件和软件两个方面。硬件技术主要涉及传感器、电机和ECU。传感器是整个系统的信号源，其精度和可靠性十分重要。电机是整个系统的执行器，电机性能好坏决定了系统的表现。ECU是整个系统的运算中心，因此ECU的性能

6、和可靠性至关重要。软件技术主要包括控制策略和故障诊断与保护程序两个部分。控制策略用来决定电机的目标电流，并跟踪该电流，使得电机输出相应的助力矩。故障诊断与保护程序用来监控系统的运行，并在必要时发出警报和实施一定的保护措施。转向扭矩传感器(分相器型)扭矩传感器检测到扭转杆扭转变形，将其转变为电子信号并输出至EPSECU转向主轴(输入轴)扭转杆分相器单元1小齿轮轴(输出轴)齿条轴分相器单元2至EPSECU工作原理：扭转杆扭转后使两个分相器单元产生一个相对角度转向主轴(输入轴)小齿轮轴(输出轴)分相器单元2(转子部分)分相器单元1(转子部分)分相器单元2(转子部分)分相器单元1(转子部分)

7、扭矩传感器检测方法定子部分转子部分定子部分信号A信号B每个分相器单元输出两个相位差相差90度的信号来检测相对角度分相器单元(定子部分)分相器单元(转子部分)tt输出信号(V)信号A信号B手动自动当静止时分相器单元的转子部分输出定值信号分相器单元(定子部分)分相器单元(转子部分)tt输出信号(V)信号A信号B转向时节转子部分的两个分相器单元产生相对角度[分相器单元1输出信号]tt[分相器单元2输出信号]ttEPSECU根据两个分相器单