電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)的組成

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機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵、液壓管路、轉(zhuǎn)向柱閥體等結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)減速器以純機(jī)械方式傳遞給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

EPS電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品，由轉(zhuǎn)向柱、扭矩傳感器、伺服電機(jī)和控制模塊組成。

電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理示意圖▼車輛啟動(dòng)后，系統(tǒng)開始工作。當(dāng)車速低于一定速度時(shí)，這些信號(hào)被發(fā)送到控制模塊。控制模塊根據(jù)方向盤扭矩、旋轉(zhuǎn)方向、車速等數(shù)據(jù)向伺服電機(jī)發(fā)送控制指令，使伺服電機(jī)輸出相應(yīng)大小和方向的扭矩，產(chǎn)生輔助力。車輛不轉(zhuǎn)彎時(shí)，電控單元不向伺服電機(jī)發(fā)送扭矩信號(hào)，伺服電機(jī)電流趨于零。

因此，在不操作方向盤的情況下直行時(shí)，任何發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力都不會(huì)被消耗，油耗也會(huì)降低。

該系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)向功率與車速成反比。當(dāng)車速達(dá)到或超過(guò)一定速度時(shí)，伺服電機(jī)的電流趨于零，因此車速越高，功率越小。因此，無(wú)論在高速還是低速行駛操作過(guò)程中，汽車都具有較高的穩(wěn)定性，駕駛員自身也保持著均衡的轉(zhuǎn)向力。

電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖▼

◎在雙小齒輪電控機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向小齒輪和變速箱小齒輪將必要的轉(zhuǎn)向力傳遞給齒條。駕駛員施加的扭矩通過(guò)轉(zhuǎn)向小齒輪傳遞，而變速箱小齒輪通過(guò)蝸輪傳動(dòng)機(jī)電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)的支撐扭矩。

◎轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器由轉(zhuǎn)向扭矩傳感器、扭桿、轉(zhuǎn)向小齒輪、傳動(dòng)小齒輪、蝸輪和帶控制單元的電機(jī)組成。

◎電機(jī)和控制單元用于轉(zhuǎn)向支撐的電機(jī)有一個(gè)控制單元和一個(gè)傳感單元，安裝在第二個(gè)小齒輪上。因此，方向盤和齒條之間的機(jī)械連接得以建立。因此，當(dāng)伺服電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，車輛仍然可以通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)向。

◎轉(zhuǎn)向角度傳感器轉(zhuǎn)向角度傳感器位于帶有安全氣囊滑環(huán)的復(fù)位環(huán)背面。轉(zhuǎn)向角度傳感器通過(guò)CAN數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳輸至轉(zhuǎn)向柱電子控制單元J527，控制單元學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向角度的大小。轉(zhuǎn)向柱電子控制單元中的電子設(shè)備分析該信號(hào)。

◎轉(zhuǎn)向扭矩傳感器轉(zhuǎn)向扭矩傳感器直接將方向盤扭矩傳遞給轉(zhuǎn)向小齒輪。傳感器根據(jù)磁阻原理工作。為了保證最高的安全性，它采用了雙重結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)向柱與扭矩傳感器相連，轉(zhuǎn)向器通過(guò)扭桿與扭矩傳感器相連。連接轉(zhuǎn)向柱的元件具有磁極轉(zhuǎn)子，其中不同磁極的24個(gè)區(qū)域交替。一次使用兩個(gè)磁極進(jìn)行扭矩分析。

◎轉(zhuǎn)子速度傳感器轉(zhuǎn)子速度傳感器是電控機(jī)械式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)的組成部分。不能從外部接近轉(zhuǎn)子速度傳感器。

正常情況下，轉(zhuǎn)向過(guò)程如下圖所示:

1—駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向支撐啟動(dòng)；

2-由于方向盤上的扭矩，轉(zhuǎn)向機(jī)中的扭矩桿旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器J269檢測(cè)扭矩桿的旋轉(zhuǎn)，并將檢測(cè)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)子速度傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向速度；4—控制單元根據(jù)控制單元中的轉(zhuǎn)向力矩、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度和特性曲線計(jì)算出必要的支撐力矩，啟動(dòng)電機(jī)；5—平行作用在齒條上的第二個(gè)小齒輪用于轉(zhuǎn)向支撐，小齒輪的傳動(dòng)由電機(jī)進(jìn)行，電機(jī)通過(guò)蝸輪和傳動(dòng)小齒輪將轉(zhuǎn)向支撐力傳遞給齒條；6—方向盤上的扭矩和支撐扭矩之和即為驅(qū)動(dòng)齒條的轉(zhuǎn)向器上的有效扭矩。

在高速公路上行駛時(shí)的轉(zhuǎn)彎過(guò)程如下圖所示:

1—變道時(shí)，駕駛員輕敲方向盤；

2.扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向扭矩傳感器獲知扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通知控制單元方向盤上有小扭矩；3—轉(zhuǎn)向角傳感器通知小轉(zhuǎn)向角，而轉(zhuǎn)子速度傳感器通知當(dāng)前轉(zhuǎn)向速度；5—在高速公路上行駛時(shí)，平行作用在齒條上的第二個(gè)小齒輪將提供較小的轉(zhuǎn)向支撐或不提供轉(zhuǎn)向支撐；6—方向盤上的扭矩加上最小支撐扭矩就是變道時(shí)的有效扭矩，驅(qū)動(dòng)齒條。