丰田锐志电动助力转向

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1、丰田锐志电动助力(图)新款锐志乘用车装备的是目前较新型的电动转向装置。现代汽车的动力转向，有液压式和电动式两种类型，绝大多数汽车采用液压动力转向。由于电动助力转向系统具有一系列的优点，所以在现代汽车上使用日益增多。电动助力转向有两种基本形式，即电液转向系统和电动助力转向系统。锐志乘用车电动转向助力系统由电机提供动力。该电动转向的结构比较复杂，技术含量较高。本文对该系统的结构及基本原理及其常见故障进行分析，希望对同行能有所帮助。一、锐志乘用车电动助力转向系统的基本组成 电动助力转向系统是由转向控制单元控制转向电机工作来实现

2、助力的转向系统（如图1所示）。驾驶员操纵方向盘的转向力矩，通过转向齿轮和转向拉杆传到汽车的转向轮上；与此同时，电子控制单元再根据目前驾驶员操纵方向盘的转向力矩、当时行驶的车速和一定的设计要求，计算出所需要的转向助力。而所需的转向助力是通过调整电机的电压和电流来实现的，所以转向轮上最终得到的转向力矩，是驾驶员转向力矩和转向电动助力之和（后者远大于前者）。电动转向助力系统直接使用电源，它不消耗发动机的机械动力，故不会直接影响发动机的运转，从而比传统的液压助力转向系统节省燃油。二、转向助力系统的主要部件 该电动助力转向系统主要

3、包括：由方向盘直接驱动的转矩传感器，其下部的小齿轮驱动齿条；转向电机，装于转向管柱的中部；减速装置，采取与电机转子内壳配套的循环滚珠式减速齿轮；转角传感器，反映助力电机的转角和转向；齿条轴的外壳及左右横拉杆。其结构如图2所示。1.转向扭矩传感器结构与工作原理      转向扭矩传感器包括两部分，分别安装在方向盘的输入轴和转向小齿轮的输出轴上。 (1)转子部分由上下两层构成，且均装有转矩传感器（如图2所示）。输入轴和输出轴是由一根细金属销连接成一体，转子部分上方有销孔（如图3所示）。输入轴和输出轴两者上部是钢性连接，由汽车

4、方向盘的转轴即输入轴驱动。其下层转子带动小齿轮推动齿条的平移，驱动转向轮左右转向。 转向扭矩传感器的上层部分由方向盘直接驱动，由于下端没有负载，所以它的转动量与方向盘转轴完全同步。但转矩传感器的下层部分带有转向小齿轮（有一定阻力），中间通过细扭杆驱动，导致下层转子的转动量相对较小，这就造成上、下层转子在机械上会产生相对角位移差。当汽车转向时，在不同的道路条件遇到不同的转向阻力时，输入轴与输出轴这两个转轴会产生与转向转矩大小相应的角度差。 (2)定子部分亦有上下两层线圈，分别对应转子的上下部。定子线圈部分有两种线圈分布，分

5、别是励磁线圈和检测线圈（如图4所示），其上共有七根不同颜色的细导线与外界联系。其励磁线圈对转子部分的线圈通过电磁感应起励磁作用；检测线圈则将输入、输出轴的上下角差（转向转矩）检测出来，向电子控制单元输送电信号，这个电信号是以定子线圈上的两列正弦波的相位差，反映此时转矩传感器检测到的转矩大小。2.助力电机及减速器的结构与工作原理 在转向器中部柱管内壁，安装有助力电机及减速器（如图2所示）。 助力电机为无电刷的三相交流电机，定子线圈为三相双星形连接（如图5所示），电机转子是强永磁式的。此电机设计的转动惯量较小，便于汽车行驶时

6、灵活的变转向操作。该电机的改变旋转方向极方便，只是将三相电源任意两相间进行换接即能实现迅速的转向助力操作。而且此电机具有低噪声、高转矩的特点，能克服行驶各种道路时的转向阻力，进行灵活转向操作。(2)供给助力电机的电源为27~34V的三相交流电压。此电动助力转向控制单元中，还专门设置有提升电压的逆变器和电感储能线圈，由类似三相桥式、能将蓄电池的电压转为27~34V的电路完成。当驾驶员操纵方向盘时，则会自动根据转向阻力大小，输出27~34V之间的可变电压；当驾驶员未打方向或车辆直线行驶时，电机不运转，此时电机的电压为0。  

7、    (3)通过控制助力电机的电流，来控制转向助力的大小。电动助力转向装置的控制单元接收转矩传感器和车速传感器的信号，并且根据转角传感器的数据判断当前车辆行驶状况，决定施加给转向电机的助力电流大小（如图6所示）。转向电机还有过热保护功能，当温度超过规定值，为保护电源和电机不致过载，此时应限制电机的助力电流，直至温度下降规定的允许值为止。 (4)采用循环滚珠式减速机构。为降低转向电机的转速，以获得更大的力矩，采取了与电机转子内壳配套的循环滚珠式减速装置。极小的钢珠在四个极光滑的槽内循环滚动减速（如图2所示），将动力传递给

8、齿条轴作直线运动，推动两个转向轮左右摆动，以驱动汽车进行转向。由于钢珠极小，在精细加工的导槽内循环滚动，故传动噪声极微。3.转角传感器的结构与工作原理 该传感器属于电磁感应式传感器，能将转向电机的转向角度信号输出到控制单元。这个传感器转子为凸极式，转子与电机转子是连成一体的。定子线圈呈圆环状，套在转子外，通过电磁感应