电动助力转向系统（EPS）构造与原理（图解）

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电动助力转向系统(EPS)没有液压助力转向系统的液压泵、液压管路、转向柱阀体等结构，结构非常简单。电机产生的动力通过减速器以纯机械的方式传递给转向系统。EPS电动助力转向系统是机电一体化产品，由转向管柱、扭矩传感器、伺服电机和控制模块组成。电动助力转向系统原理车辆启动后，系统开始工作。当车速低于一定速度(如80公里/小时)时，这些信号被发送到控制模块。控制模块根据方向盘的扭矩、转向和车速数据向伺服电机发出控制指令，使伺服电机输出相应大小和方向的扭矩，产生助力。当车辆不转弯时，电控单元不向伺服电机发送扭矩信号，伺服电机电流趋于零。因此，在不操作方向盘的情况下直线行驶时，不会消耗任何发动机功率，降低油耗。该系统提供的转向功率与车速成反比。当车速在一定速度(如80km/h)以上时，伺服电机的电流趋于零，所以车速越高，功率越小。因此，无论在高速行驶和低速行驶过程中，汽车都具有更高的稳定性，驾驶员保持平衡恒定的转向力。电动助力转向系统(EPS)示意图在双小齿轮双小齿轮电控机械式助力转向系统中，所需的转向力通过转向小齿轮和传动小齿轮传递给齿条。驾驶员施加的扭矩通过转向小齿轮传递，而传动小齿轮通过蜗轮蜗杆传递电控机械式动力转向系统电机的支撑扭矩。转向器转向器由转向扭矩传感器、扭杆、转向小齿轮、传动小齿轮、蜗杆传动和带控制单元的电机组成。电机和控制单元用于转向支撑的电机有一个控制单元和一个传感单元，安装在第二个小齿轮上。因此，建立了方向盘和齿条之间的机械连接。因此，当伺服电机出现故障时，车辆仍可通过机械传动转向。转向角度传感器转向角度传感器位于复位环后面，复位环配有安全气囊滑环。转向角度传感器通过CAN数据总线向转向柱电子控制单元J527发送信号，以便控制单元知道转向角度。转向柱电子控制单元中的电子设备分析该信号。转向扭矩传感器转向扭矩传感器直接将方向盘扭矩传递给转向小齿轮。该传感器根据磁阻原理工作。为了保证最高的安全性，它采用了双重结构(冗余结构)。转向柱与扭矩传感器相连，转向器通过扭杆与扭矩传感器相连。连接转向柱的元件上有一个磁极转子，不同磁极的24个区域依次交替。一次使用两个磁极进行扭矩分析。转子转速传感器转子转速传感器是电控机械式动力转向系统电机的组成部分。转子转速传感器不能从外部接触到。通常，电动助力转向系统的转向过程如下图所示：

1—当驾驶员转动方向盘时，转向支撑开始；2—由于方向盘上的扭矩，转向机中的扭矩杆旋转。转向扭矩传感器J269检测扭矩杆的旋转，并将检测到的转向扭矩传输到控制单元；3-转向角传感器告知当前转向角，而转子速度传感器告知当前转向速度；4—控制单元根据控制单元中的转向力矩、车速、发动机转速、转向角、转向速度和特性曲线计算出所需的支撑力矩，启动电机；5-平行作用在齿条上的第二个小齿轮用于转向支撑，小齿轮的传动由电机进行，电机通过蜗轮蜗杆和传动小齿轮将转向支撑力传递给齿条；6-方向盘上的扭矩和支撑扭矩之和是驱动齿条的转向器上的有效扭矩。公路行驶时电动助力转向系统的转向过程如下图所示：

1—变道时，司机轻敲方向盘；2-扭杆转动，转向扭矩传感器学习到扭杆转动，通知控制单元方向盘上有小扭矩；3-转向角传感器通知小转向角，而转子速度传感器通知当前转向速度；4—根据一个小的转向力矩、100km/h车速、发动机转速、小的转向角、转向速度和控制单元中的特性曲线(100km/h车速特性曲线)，控制单元学习到一定有一个小的支撑力矩或者没有支撑力矩，然后启动电机；5-在公路上行驶时，平行作用在齿条上的第二小齿轮将提供小的转向支撑或不提供转向支撑；6—方向盘上的扭矩加上最小支撑扭矩就是变道时的有效扭矩，扭矩用来驱动齿条。

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