方向盘下的玄机(一)：助力转向系统解读
[汽车之家技术] 汽车已经成为我们生活中不可或缺的部分，方向盘+换挡杆+踏板的组合似乎已经成为天经地义的汽车控制方式，但是它们各自的作用机理却鲜有人明了。就以我们手中的方向盘为例，广大车友对于常见的各类转向系统概念仍旧模糊，比如“电动助力和液压助力的差别”，“可变助力是怎么回事”等等问题都是大家所好奇的，下面，我们就要为大家系统的介绍各类常见的转向系统，为大家解答这些问题，并与大家一起讨论各种转向系统的玄机和奥秘。
由于篇幅较长，所以我们本文介绍的是我们现在最常见的助力转向系统，解读“助力从何而来”并介绍助力转向系统的分类。
助力转向，顾名思义，就是通过增加外力来抵抗转向阻力，让驾驶者只需更少的力就能够完成转向，也称动力转向，英文为power steering，最初是为了让一些自重较重的大型车辆能够更轻松的操作，但是现在已经非常普及，它让驾驶变得更加简单和轻松，并且让车辆反应更加敏捷，一定程度上提高了安全性。助力转向按照助力的来源不同，可以分为两大类---液压助力和电动助力。
● 机械液压助力
液压动力转向的由来最早要追溯到1902年的2月，英国的Frederick W. Lanchester发明了“cause the steering mechanism to be actuated by hydraulic power”即液力驱动转向机构。之后类似的发明分别有美国和加拿大的发明家相继注册专利。而在汽车生产厂商中，克莱斯勒率先实现了液压助力转向系统的商业化生产，将其命名为Hydraguide油压转向系统，并于1951年将其搭载在克莱斯勒的第六代Imperial（译为帝王）车型上。随着技术的发展，出现了以电子泵代替机械泵的电子液压助力转向系统，所以目前液压助力的主要分为机械式液压助力和电子液压助力两类，另外，在机械式液压助力的基础上还派生出了电子伺服的液压助力转向系统。
我们来看机械式液压助力转向的主要原理，它是基于机械式的齿轮齿条转向机构而来，增加了一整套液力系统，包括储液罐、液压助力泵、与转向柱相连的机械阀、转向机构上的液压缸和能够推动转向拉杆的活塞等等。
机械式助力转向提供液压的液压泵由发动机通过皮带驱动，也就是说只有发动机运转，转向泵才能够运转，这就是为什么发动机熄火后方向盘助力消失的原因。在转向机上，有一个能够随转向柱转动的机械阀，当方向盘未左右转动时，活塞两侧腔室内压力一一致，处于平衡状态。当方向盘转动时，连接在转向柱上的机械阀就会相应的打开或关闭，一侧油液不再经过液压缸而直
接回流至储油罐，另一侧油液继续注入液压缸内，活塞两侧产生压差，便会在液力的作用下被推动，进而产生辅助力度推动转向拉杆，让车轮转向，使我们转动方向盘所需的力度大大减小。
液压助力转向系统还有一个好处，就是提升舒适性和安全性，车轮的剧烈跳动和遇到坑洼路面导致轮胎出现非自主的转向时，通过液压对活塞的作用能够很好的缓冲和吸收震动，使传递到方向盘上的震动大大减少。同时这种结构还提升了安全性，比如使用传统齿轮齿条机构的车辆在转向时轮胎遇到坑洼突然变向，齿条会带动齿轮使方向盘反转，出现“打手”的情况，很容易使驾驶者的手部受到伤害，在液压助力的车辆上就不会有这样的问题。
机械式液压助力特点：整套系统均为机械结构，从由皮带驱动的机械式液压泵到转向柱上的液压机械阀体，没有任何电子系统，技术成熟稳定、可靠性高、适用范围很广，即使车辆的液压系统出现故障，失去助力，还是能够依靠传统的齿轮齿条机构进行转向。缺点是构造较复杂，占用空间较大，制造成本较高，也使得保养维护的难度和成本都比较高。并且由于液压泵靠发动机皮带驱动，所以会消耗发动机的一部分动力，影响燃油经济性和车辆的动力性，尤其是对于动力本身就相对孱弱的小排量车型的影响比较明显。另外，单纯的机械式液压助力系统助力力度不可调节，很难兼顾低速和高速行驶时对指向精度的不同需求。
● 电子液压助力
所谓的电子液压助力，Electro-hydraulic power steering，简称EHPS，其助力原理与机械式液压助力完全相同，而与机械式液压助力最大的区别就是不再使用由发动机通过皮带驱动的液压泵，而是换成了电力驱动的电子泵。
电子液压助力的优势首先体现在能耗上，首先由电能驱动的电子泵使用发电机和电池输出的电能，不再消耗发动机本身的动力，电子泵的启动和关闭全部由电子系统控制，在不做转向动作的时候，电子泵关闭，不像机械液压助力泵那样始终与发动机联动，进一步减小能耗。
其次，电子液压助力转向系统的电子控制单元，能够通过对车速传感器、横向加速度传感器、转向角度传感器等传感器的信息的处理，通过实时改变电子泵的流量来改变转向助力的力度大小，也就是随速可变助力功能。当然，并不是只有电子液压助力能够实现助力随速可变，我们将会在之后的文章中为大家详细介绍各种“可变”的助力转向系统。
电子液压助力从上世纪90年代后期开始逐渐普及，福特、大众、丰田、本田、马自达、标致、雪铁龙等品牌均有使用电子液压助力系统的车型。我们熟悉的马自达3、凯旋等车型使用的都是这样的系统。
『凯旋、老款的福克斯等车型使用的都是电子液压助力』
电子液压助力为何无法取代机械液压助力？
无论是从技术、功能、还是经济性方面来看，电子液压助力都较机械式液压助力更具优势，但是，目前电子液压助力并没能够取代机械式液压助力，主要原因有如下几方面：
1.电子液压助力成本更高。相对机械式的液压助力系统，加入了电控系统换上电子泵后、电子液压助力的制造成本更高，技术也更加复杂，保养维修的难度和成本也随之提高。
2.可靠性不及机械液压助力。电子液压助力除了会出现转向机构和液压机构的故障外，还增加了电气系统出现故障的可能性，因而可靠性不及传统液压助力系统。
3.助力力度有限。虽然使用电子泵有明显优势，但是，电子泵需要由发电机的电能驱动，而车载发电机的本身功率和蓄电池能够提供的最大电流都有限，所以电子泵的功率也受到限制，能承载的负荷也有限。所以目前使用电子液压助力的车型大多为中小型车辆。对于需要较大助力力度的车辆而言，电子液压助力系统就有些鞭长莫及了。
4.进化的机械液压助力系统。随着技术的发展，电子液压助力的随速可变功能在进化的机械液压助力系统上也已经能够实现（使用电磁阀体技术），甚至在机械式液压助力转向系统的基础上衍生出了可变速比的主动转向系统，所以可靠性和可承载负荷都更高的机械液压助力系统依然受到厂商的欢迎。
电动助力
电动助力转向系统（Electric power steering 简称EPS or EPAS) ）也是上世纪90年代后期开始才逐渐应用到量产车上的转向技术，与液压助力系统一样，仍然是基于齿轮齿条式转向机构而来，只不过助力机构由复杂的液压机构变成了依靠电动机产生助力的系统。
从示意图上我们可以看出，电动助力转向系统的结构非常简单，没有了液压泵、储液罐、液压管路和转向柱阀体结构，而是由传感器、控制单元和助力电机构成。在转向柱位置安装了转矩传感器，当方向盘转动时，转矩传感器探测到转动力矩，并将之转化成电信号传给控制器，车速传感器也同时信号传给控制器，控制器运算后向电机输出适当的电流，驱动电机转动，电动机通
过减速机构将扭矩放大推动转向柱或转向拉杆运动，实现助力。其根据速度可变助力的特性能够让方向盘在低速时更轻盈，而在高速时更稳定。
电动助力转向根据作用位置的不同主要有两种结构。这两种结构分别是对转向柱和转向拉杆施加助力。对转向柱施加助力的电动助力结构，是将助力电机（带有减速机构，起放大扭矩作用）直接接驳在转向柱上，电机输出的辅助扭矩直接施加在转向柱上，相当于电机直接帮助我们转动方向盘。
另一种结构是将助力电机布置在转向机上，直接作用于转向拉杆，用助力电机（带有减速机构，起放大扭矩作用）推动拉杆帮助车轮转向，这种结构更加紧凑，并且便于布置，目前使用比较广泛。而且这种结构相对第一种结构而言，方向盘转向部分与电机辅助是相对独立的，路面的信息能够很好的通过轮胎、齿轮齿条机构回馈至方向盘处，较第一种结构拥有更加清晰的“路感”，更好的兼顾了驾驶乐趣。我们所熟悉的宝马、奥迪、大众、通用等品牌使用的都是这种作用方式的助力转向系统。
『我们所熟悉的宝马、奥迪、大众、通用等品牌使用的都是
这种直接作用于转向拉杆的电动助力转向系统』
电动助力转向系统的优劣
相比液压助力转向系统，电动助力转向有诸多优势：
1.其结构简单紧凑，制造成本低，工艺相对简单，后期的维护和保养也更加简单。
2.系统损耗低（不会像液压助力一样有助力液损耗），运行噪音低，不会有液压泵或电子泵运转的噪音，提升舒适性
3.同时，电动助力转向有着良好的经济性，纯电能驱动，较机械液压助力能耗低。
4.它可与其它电子系统联用，有着强大的功能扩展性。最基本的是“助力力度随速可变”，能够根据车速传感器的信息调节助力力度大小，满足车辆高速和低速行驶时对助力大小的不同需求，响应速度较液压助力系统更快更直接。
在一些高端车型上，电动助力转向与其他系统共享总线数据，与可变阻尼悬挂、电子稳定系统等电子系统联动，提升车辆的操控性能和主动安全表现。同时，伺服式的电动助力转向系统能够依靠电机非常精确的控制车辆的转向角度，因此，自动泊车的功能和车道保持系统自动纠正方向的功能（还有一种依靠制动实现方向纠正的方式）才得以实现。
『自动泊车系统的基础是伺服式的电动助力转向系统』
之前电动助力转向系统比较大的问题是可靠性的问题，现在电动助力转向技术已经非常成熟。但是电子系统还是要比纯机械结构“娇气”一些。尤其是在激烈驾驶情况下，助力电机容易出现过载，影响助力系统工作，所以很多考虑激烈驾驶工况的性能车型都还在使用液压助力转向系统。
其次，就像电子液压助力系统一样，电动助力转向遇到的仍然是功率的瓶颈问题，对于目前的大多数车辆来说，使用的都是12V的电源系统，能够带动的助力电机功率有限，虽然可以通过
搭配不同的减速机构改变助力电机的承载能力，适应范围较电子液压助力更广，但是改变范围毕竟有限，对于转向负荷较大的大型车辆来说，电动助力仍然有些力不从心，只有在搭载高容量电池的混合动力车或电动车这类车型上上，才能够有希望匹配大功率的助力转向电机。
在汽车产品环保、低能耗和智能化的大方向下，电动助力转向系统已经成为了主流的趋势，目前像5系Li、奥迪新A6L这类大尺寸的行政级别车型已经全系配备了电动助力转向系统，电动助力转向在功能上的扩展性是其它助力转向系统无法比拟的，相信在未来会有更多豪华车加入电动助力转向的阵营。
小结：
本文简单介绍了目前主要的两大类转向助力系统，并将它们各自的优缺点做了简单的介绍，相信大家都已经有了初步的理解。在接下来的文章中我们将会针对实际车型做“可变助力”转向系统的解读，并将带领大家回顾传统的机械式转向系统，敬请期待。
在方向盘下的玄机（2）中，我们将带您详细了解各种“可变”转向系统：凯旋与标致307的GEP、高尔夫等车型的EPS、奔驰的“直接转向”系统、宝马的AFS和奥迪的ADS等等，我们将一一为您揭开那些诡异名称和字母下的玄机
电动助力转向系的设计 1 引言 电动助力转向系统（EPS,Electric Power Steering）是未来转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种工况下都能提供转向助力的特点。正是这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。 电动助力转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。该技术发展最快、应用较成熟的当属TRW转向系统和Delphi Sagiaw （萨吉诺）转向系统，而Delphi Sagiaw （萨吉诺）转向系统又代表着转向系统发展的前沿。她是一个于20世纪50年代把液压助力转向系统推向市场的，从此以后，Delphi转向发展了技术更加成熟的液压助力系统，使大部分的商用汽车和约50%的轿车装备有该系统。现在,Delphi转向系统又领导了汽车转向系统的一次新革命--电动助力转向系统。 电动助力转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思想，该系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。 该系统工作时，转向传感器检测到转向轴上转动力矩和转向盘位置两个信号，与车速传感器测得的车速信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电机，通过助力装置实现汽车的转向。通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。 EPS在日本最先获得实际应用，1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的Cervo车上，随后又配备在Alto上。此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司，美国的Delphi公司，英国的Lucas公司，德国的ZF公司，都研制出了各自的EPS。 电动助力转向系统将最新的电力电子技术和高性能的电机控制技术应用于汽车转向系统，能显著改善汽车动态性能和静态性能、提高行驶中驾驶员的舒适性和安全性、减少环境的污染等。因此，该系统一经提出，就受到许多大汽车公司的重视，并进行开发和研究，未来的转向系统中电动助力转向将成为转向系统主流，与其它转向系统相比，该系统突出的优势体现在： （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）采用"绿色能源"，适应现代汽车的要求。 （7）系统结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越。 （8）生产线装配性好。
汽车电动助力转向系统的设计 第1章绪论 1.1 汽车转向系统简介 汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。 转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性、和行驶安全性。目前汽车转向技术主要有七大类：手动转向技术（MS）、液压助力转向技术（HPS）、电控液压助力转向技术（ECHPS）、电动助力转向技术（EPS）、四轮转向技术（4WS）、主动前轮转向技术（AFS）和线控转向技术（SBW）。转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点，是一项紧扣当今汽车发展主题的新技术，他是目前国内转向技术的研究热点。 1.1.1 转向系的设计要求 (1) 汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧 滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。 (2) 汽车转型行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到 直线行驶位置，并稳定行驶。 (3) 汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生共振，转向盘没有摆动。 (4) 转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生 的摆动应最小。 (5) 保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。 (6) 操纵轻便。 (7) 转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 (8) 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 (9) 在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向 系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
目录 前言 (3) 第一章概述 (7) 1.1 汽车转向系统 (7) 1.2 汽车转向系统的发展历史 (7) 1.3 电动助力转向系统优点 (8) 1.4 电动助力转向系统无功损耗研究的重要性 (9) 1.５电动助力转向系统及发展趋势 (9) 第二章电动助力转向系统结构 (11) 2.1 控制器 (12) 2.2 传感器 (12) 2.3 助力电机 (13) 第三章电动助力转向系统的控制策略及验证 (15) 3.1 电动助力转向系统的控制策略 (15) 3.2电动助力转向系统的控制策略试验验证 (19) 第四章以飞度车为例说明电动助力转向系统工作原理及故障诊断 (24) 4.1 广州本田飞度轿的电动助力转向系统工作原理 (24) 4.2 电动助力转向系统的诊断 (27) 第五章电动助力转向系统无功耗的探讨 (28) 5.1 电动助力转向系统的能耗现状 (28) 5.2电动助力转向系统的能耗途径分 析 (28)
5.3无功损耗指标的研究 (32) 5.4电动助力转向系统节能方法的探讨 (33) 第六章电动助力转向系统得技术发展趋势 (35) 6.1舒适性功能 (35) 6.2 安全功能 (36) 第七章未来的转向系统----线控转向系统 (39) 7.1线控转向系统的结构和工作原理 (39) 7.2．线控转向系统的优点 (40) 7.3 汽车线控转向系统的关键技术 (41) 7.4 线控转向系统可靠性问题 (41) 7.5 汽车线控转向技术的前景展望 (42) 第八章基于线控转向系统技术——对无线转向系设想 (44) 8.1 技术基础 (44) 8.2 现实模型 (44) 第九章结束语 (47) 参考文献 (48) 附件部分 第一部分EPS系统试验设备彩照 (49) 第二部分外语翻译（欲称霸全球的小型汽车公司） (50) 第三部分外语翻译原文 (55)
汽车电动助力转向沉重 故障排除精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
国家职业资格全省统一鉴定 汽车俢理工高级技师论文 （国家职业资格一级） 论文题目：汽车电动助力转向沉重故障排除 姓名： 身份证号： 准考证号： 所在省市：广东省茂名市 所在单位： 汽车电动助力转向沉重故障排除 【摘要】文章主要介绍了电动助力转向系统由于线路故障造成转向沉重故障的排除，由于其故障是发生在小车连续行驶大约半小时后，故障点极其隐蔽，笔者通过深入了解整个电动助力系统的组成和工作原理，各个部件检测试验，分析产生的故障的原因，故障得到排除。
【关键词】电动助力转向系统（EPS）；转向盘沉重；接触不良 一、故障现象 一辆来厂维修的吉利远景汽车，车主反映，该车在连续行驶半小时左右就会出现转向沉重。经试验，该车冷车并无故障，行驶约半小时后助力转向系统无助力输出，造成转向沉重。该车配备的是电动助力转向系统。 二、 三、电动助力转向系统（EPS） 电动助力转向系统，是由控制模块代替液压助力泵的一个转向助力系统。由于它是由电子控制，电路复杂，技术性强，且故障隐蔽，难于发现，因此，分析、研究电动助力转向系统的组成和故障检测的方法，对于本人及有关维修人员，提高维修技术水平，准确快速地排除汽车故障具有一定的参考意义。 电动助力转向系统由电子控制车速传感器，发动机转速传感器，扭矩传感器，方向机上的转向电机，各线路连接以及ECU组成，简称EPS。EPS是一种机电一体化新一代汽车智能助力转向系统。汽车在不同工况下转向时，通过电子控制装置，使转向助力电机产生所需的辅助助力，达到操纵稳定、转向轻巧、行使安全，使驾驶员行车有良好的路感。该产品具有结构精巧、紧凑、节能、环保等特点，是当今汽车助力转向中最人性化的产品。 （一）工作原理 当转动方向盘，扭矩通过输入轴被传递到扭力杆，扭力杆为弹性轴，相对输出轴产生角位移，输入轴和输出轴之间产生角位移差，
内容摘要 电动助力转向( Electric Power Steering, 简称EPS) 作为一种新型转向系统, 因其具有节能、环保等优点而受到世界各大汽车公司和企业的青睐, 它将逐步取代传统的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering, 简称HPS) 。 本文以传统的转向柱助力式EPS 为研究对象, 建立EPS系统数学模型,给出了汽车电动助力系统的动力学方程。根据电动助力转向系统的工作原理及控制器可靠设计的关键技术，设计了以P87C591 单片机为主控单元的EPS系统，系统采用闭环电流控制方案, 利用目标电流技术调节电机端电压达到控制电机电流力矩的目的。EPS 控制器采用模块化设计，把信号处理电路和功率驱动电路进行分层设计,以增强系统的抗干扰能力和可靠性。在进行PWM 驱动频率的选择时，考虑开关时电流脉峰对开关管及电动机安全的影响。最后通过研究分析了EPS系统的经济性、系统硬件电路板空间与发热功耗及可靠性合理地选择散热片及其参数,提高了驱动效率和稳定运行能力。 实验表明, 该系统具有良好的电动助力特性, 满足电动助力转向要求,证明了这种系统在实际应用中的有效性。 关键词 电动助力转向; 单片机; H桥驱动; PWM斩波; 控制系统
Hardware Design of the Electric Power Assisted Steering System 050607337 Zhangqiang Instructor：Helinlin Associate professor Abstract Electric power steering is a new power steering technology for vehicles. Merit such as energy conservation , environmental protection that the person has accepts the respectively big automobiles of world company and the enterprise favour , home and abroad developing trend is to use electric power-assistance to change to the hydraulic pressure power-assistance vergence substituting tradition step by step. The mathematic model the main body of a book is established systematically with dyadic EPS of the tradition vergence post power-assistance for the object of study,has given an automobile out electric systematic power-assistance dynamics equation , has combined classics control theory and the optimization algorithm, the parameter carries out validity in applying to reality having studied , testifying this system on systematic power-assistance. This paper presents an elect ricpower steering system controlled by P87C591 microp rocessor. The motor given torque is computed by expertcontrol system. The practical output torque is closed-loop controlled.
本科毕业（设计）论文 （2012届） 题目汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析教学院系机械与交通学院专业车辆工程学生姓名 指导教师 评阅人 2012年6月3日
汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析 摘要：在汽车的发展历程中，转向系统经历了由机械式转向系统发展为液压助力转向系统，电控液压助力转向系统和电动助力转向系统的四个阶段。汽车电动助力转向系统与传统的机械、液压助力转向系统相比具有转向灵敏、能耗低、与环境的兼容性好、成本低等优点。在很多高端车上都装有EPS，因此，开发EPS（Electric Power Steering）具有很大的实际意义和商业价值。电动助力转向系统主要由控制部分、执行部分和程序这三个部分组成，控制部分主要由信号采集电路、单片机和信号发送电路组成。其中单片机是控制部分的核心部件，信号采集电路采集到的转矩和车速信号送单片机处理后，单片机再发出控制信号给信号发送电路，经过驱动电路驱动电机转动。执行部分主要由电机、减速机构和电磁离合器的组成。它起着转向辅助动力的产生，传递和中断的作用。本文详细分析了汽车电动助力转向系统的结构、工作原理、故障维修以及它的发展趋势系统地介绍了汽车电动助力转向系统。从而得出，电动助力转向系统具有操作轻便、省力的优点。 关键词：电动助力转向，单片机，电机控制
Electric power steering system structure and working principle Abstract:In the course of development of the automobile, the steering system has gone through four stages of mechanical steering system, the development of hydraulic power steering system, electronically controlled hydraulic power steering system and electric power steering system. Electric power steering systems and traditional compared to the mechanical, hydraulic power steering system with steering sensitivity, low energy consumption, and environmental compatibility, low cost. In many high-end car is equipped with EPS, and therefore, the development of EPS has great practical significance and commercial value. The electric power steering system by the control part of the operative procedures of these three components, the control part of the signal acquisition circuit, micro-controller and signal transmission circuit. Where the micro-controller is the core component of the control section to send single-chip processing of the torque and speed signals collected by the signal acquisition circuit, micro-controller and then control signals to the signal transmission circuit through the drive circuit drive motor rotation. The executive part of the main motor, reducer, the composition of the bodies and the electromagnetic clutch. It plays a steering auxiliary power generation, transmission and interrupt the role. This paper analyzes the structure of the automotive electric power steering system, the working principle, fault repair, and its development trend of a systematic introduction to the automotive electric power steering system. Thus obtained, the electric power steering system, easy operation, Key words: electric power steering SCM motor control。
电动助力转向系统发展现状研究 文章系统地阐述了电动助力转向系国内外发展现状，并分析了电动助力转向系统的优势。 标签：电动助力转向系统；EPS；转向系统 目前，作为新型主动转向系统等转型系统都是基于电动助力转向系统基础开发起来的。因此，对于电动助力转向系统的发展就显得尤为重要。随着科技成果的发展，电子类产品在汽车上的应用将更加广泛，电动助力转向系统在汽车上的应用必将成为未来的前进必然趋势。 1 电动助力系统国外发展现状 电动助力转向系统的出现还要追溯到上世纪八十年代末，随着电子行业的飞速发展，电动助力转向系统作为机电一体化的代表，将电机与电子产品相结合，对汽车的驾驶系统进行了提升，在满足了驾驶员对操縱系统轻便型的同时，并保证了驾驶员对路感的把握性，因此得到了广泛的应用[1]。同时，也使汽车更加的环保。取消的液压助力转向系统中的液压油部分，降低了液压油泄漏对环境污染的可能。综合以上所说的优点和在实际驾驶过程中的高品质的操纵性，电动助力转向系统表现出了非常大的优势。 日本是最早研发电动助力转向系统的国家，将EPS系统率先在微型汽车上进行应用。铃木公司在1988年第一个将EPS系统安装在了奥拓这款汽车中。几年之后，Honda公司在这个领域也得到了突破，同年将高级跑车Acura NSX的助力系统也安装了EPS，从而使得该款汽车的全球市场中处于优势地位[2]。 随着EPS系统技术得到广泛的认可，先后有多家汽车公司开始对EPS系统投入研究，如英国卢卡斯、日本三菱汽车、大发汽车公司、德国ZF、德尔福公司和美国天合公司。德尔福公司的产品用于大众波罗、欧宝318i和菲亚特Punto 等车型上安装了电动助力转向系统，三菱在其生产的Minic上配备了EPS系统日本大发也在它Mira车型上配备了EPS系统，本田的Accord上也己经选装了EPS系统进行安装。直至今日这些公司的电动助力转向系统在国际市场中仍然占有着广大的市场份额。 从电动助力转向系统出现到现在的30余年时间里，EPS系统得到了飞速的发展。从最开始的电动助力转向系统仅在汽车低速的停车状态时动作，向全速型进行的发展使汽车在高速行驶时主动添加阻尼控制使汽车在全速下也可进行操纵稳定性控制。应用范围也越来越广，从最开始的中型微、微型汽车上的应用己经向中高档汽车扩展。 近几年来中高档汽车对驾驶的舒适性和安全性的要求更为突出，因此电动助力转向系统需要更加系统的提升，通过汽车多组信号的反馈更精密地对系统进行
电动助力转向系统故障自诊断的研究 2007-09-24 08:23:04 作者：qichejishu来源：浏览次数：0 网友评论 0 条 一、引言 转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。实践证明电动助力转向系统... 一、引言 转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。实践证明电动助力转向系统（EPS）具有节能、成本低和便于控制，易于装车，提高操纵稳定性和轻便性以及符合机电一体化的要求等优点，正迎合了时代的要求。自从1988年EPS在日本商业化以来，相继得到了国外各大汽车企业的大力开发和广泛应用，不仅用于微型汽车和小型汽车，还广泛应用于轻型汽车及普通型轿车上。国内近几年也得到了相当的重视，也有一些车辆（如昌河北斗星轿车）安装了进口EPS，但还没有自主知识产权的EPS进入市场，从几家研发的产品看出，这其中的因素有很多，特别是车辆在行驶中系统的故障在线监测、故障自诊断和安全防范，以及EPS装车后的行车安全性等方面还不能很好的得到保证。 电动助力转向系统通常由转矩传感器、车速传感器、控制单元、电动机、电磁离合器和减速机构等组成（如图1）。其基本工作原理：转矩传感器测得的方向盘转矩信号和车速信号一同送给控制单元，经控制单元处理和计算以决定电动机助力电流的大小，然后通过电磁离合器和减速机构实现转向助力。
二、故障自诊断的基本原理 故障自诊断系统的作用是监测、诊断电子控制系统各传感器、执行器以及电子控制器（E CU）的工作是否正常。当ECU中某一电路超出规定范围的信号时，自诊断系统就判定该电路及相关的传感器或执行器发生故障，并控制故障指示灯闪烁，目前常用的故障代码指示有二种：一是以闪烁次数和时间长短表示不同故障，如三菱、现代、克莱斯勒、宝马等；二是不同颜色的几盏灯（一般为红、绿灯）闪烁表示不同故障，如本田、日产等。同时将故障信息以故障代码的形式存储到ECU内部的存储器中，然后ECU控制系统采取相应的安全防范措施。故障信息一旦被存储，即使故障已经排除且故障指示灯熄灭，仍将储存在存储器中。消除故障码的方法有二：一是将保险丝盒中的保险丝拔下10S以上；二是将蓄电池搭铁线拆下1 0S以上。 三、电动助力转向系统故障自诊断 1 系统各组成部件的故障辨识 根据EPS系统控制线路（如图2），本文对EPS系统各组成部件进行如下故障诊断。
江蘇大學学报 (自然科学版) 2008年1月 第29卷 第1期 Jan.2008 Vol .29 No .1 JO URNAL O F J I ANGSU UN I VERS I TY (Natural Science Editi on ) 电动助力转向系统故障诊断技术设计 郑荣良,刘中良,陈 龙 (江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013) 摘要:对电动助力转向系统(EPS )的主要组成部分可能出现的故障进行分析,并根据实践,把电动机过热也视为一种故障.使用硬件电路对扭矩传感器、继电器、离合器进行检测,并把检测结果送 到单片机,这些故障一般是不可自恢复故障,系统不对故障本身进行处理,只是给出了故障代码和警报.对于电动机过热故障,通过实时监测电流大小,提出了以预防为主的故障处理措施,包括建立热系数表和设计过流保护电路.试验表明:通过软件硬件相结合进行故障检测和处理,可以准确地诊断和处理电动助力转向系统常见的故障并有效防止电动机过热. 关键词:汽车;电动助力转向系统;故障诊断;过流;过热;保护电路中图分类号:U463.6 文献标志码:A 文章编号:1671-7775(2008)01-0021-04 Trouble di a gnose of electri c power steeri n g system ZHEN G R ong 2liang,L IU Zhong 2liang,CHEN L ong (School of Aut omobile and Traffic Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang,J iangsu 212013,China ) Abstract:The possible tr oubles of the main parts in Electric Po wer Steering Syste m (EPS )was discussed and analyzed .According t o the p ractice,the overheat of the mot or was als o regarded as a p r oble m.Hard 2ware circuits were used t o diagnose the tr ouble of the t orque sens or,the relay,and the clutch .The result was sent t o the single chi p p r ocess or .The syste m did not deal with such unrecoverable failure,but only gave the tr ouble code and warning .By monit oring the syste m in situ,a p reventive measure was intr oduced t o deal with the overheat of the mot or .The measure includes establishing ther mal coefficient and electric circuit of over 2current p r otecti on .The test result shows that by co mbinati on hard ware and s oft w are,the de 2sign can diagnose and p r ocess the common tr oubles correctly,and p revent the mot or fr om overheating .Key words:vehicle;electric power syste m;tr oubles diagnose;over current;over heat; p r otective electric circuit 收稿日期:2007-06-26 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475121) 作者简介:郑荣良(1945—),男,江苏镇江人,教授(zrl@ujs .edu .cn ),主要从事汽车电子的研究. 刘中良(1983—),男,江苏连云港人,硕士研究生(liuzhong5853@s ohu .com ),主要从事汽车电子的研究. 电动助力转向系统是一个集电气系统和机械系统为一体的复杂系统,其控制对象的特殊性要求系统发生故障时不允许出现大的误动作,否则将引起严重事故.电动助力转向系统的安全性日益受到 人们的关注[1,2] .为此,在系统设计中就必须考虑故障的检测和处理.文献[3]应用人工神经网络在线检测故障,需要大量的试验数据,且控制算法烦琐. 文献[4]利用线性未知输入观察器(U I O )来检测电子控制转向系统的故障,检测受到车速和电子器件非线性的限制,试验表明并不可靠.文献[5]通过对系统的原始事故分析(PHA )和设计故障模式及其影响分析(DF MEA )来辨识各类故障模式,故障诊断需要进行大量的试验和对原始故障事故的分析,具有较大的破坏性.
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4e1973372.html, 关于汽车电动助力转向系统的维护与故障诊断分析 作者：于昊 来源：《名城绘》2019年第10期 摘要：汽车电动助力转向系统（EPs）是近年来获得广泛应用的一种新型动力转向系统，其优势体现在工作效率高、能耗少、稳定性强。为保证EPs的性能发挥，降低故障发生率，日常的维护检查必不可少，维修人员应注意遵循科学的维护检查方法。针对各种经常出现的故障问题，维修时需首先进行初步检查，然后对系统的主要部位逐一排查，并借助自诊断的支持，实现对故障的有效处理。 关键词：电动助力转向系统;故障;诊断 伴随着汽车和电子技术的发展与进步，汽车的转向系统经历了机械式转向、液压助力转向以及现在的电动助力转向几个历程。为了降低燃油消耗、解决环保方面的问题，提出了不以发动机作为直接动力源，而是用电机控制的助力转向方式。这种助力方式被称为电动助力转向。随着电动助力转向系统应用增多，各种故障也逐渐出现，因此故障诊断与维修也逐渐增多。 一、汽车电动助力转向系统的维护 汽车行使过程中，转向是基本的运动形式，遇到障碍物、行人时，汽车必须及时改变路线，以保证安全行使。EPS系统的应用大大节省了能耗，提高了工作效率，可控性强，而且更加便于维修。为保证EPS的性能发挥，降低故障发生率，日常的维护检查必不可少，维修人 员应注意遵循科学的维护检查方法。 （一）日常维护检查的主要内容 日常使用中对于转向盘自由间隙、转向力、EPS控制器的维护检查都是非常必要的，加 强维护检查，可以降低故障发生率，促进EPS保持良好的性能。第一，转向盘自由间隙。维 修人员应通过移动转向盘，确认转向盘是否出现声响或是松动。当遇到以上缺陷时，维修人员要立即给予修复或更换。检查时首先停止发动机运行，保持向前方向。转向盘的自由间隙应保持在0—30mm的范围内，如果转向盘运动超出此范围，维修人员要按照流程逐一检查，包括横拉杆球头、下部球按头、转向轴接头、转向小齿轮等，确认是否出现磨损、破裂、松动等问题。第二，转向力检查。维修人员将汽车停止在水平的路面上，保持转向盘处于平直向前，然
第37卷第5期 2015-05(上 【99】 电动助力转向系统阻尼特性分析及测试方法 The analysis and test method of damping characteristics for electric power steering system李绍松 1,2, 牛加飞 2, 于志新 2, 李连京 2, 钟博浩 2 LI Shao-song1,2, NIU Jia-fei2, YU Zhi-xin2, LI Lian-jing2, ZHONG Bo-hao2 (1. 长春工业大学汽车工程研究院 , 长春 130012; 2. 长春工业大学机电工程学院 , 长春 130012 摘要:电动助力转向(Electric Power Steering,EPS在提供转向助力、减轻驾驶员操纵负担的同时,也能够提高汽车转向性能和驾驶舒适性,进而提高汽车的主动安全性。建立EPS系统仿真验证平台,分析阻尼补偿控制对汽车转向性能影响,结果表明阻尼补偿控制通过设定阻尼补偿控制系数,可改善EPS动态响应及回正性能。提出EPS系统阻尼特性测试方法,准确获得转向系统阻尼系数,为EPS阻尼补偿控制系数的设定提供参数依据。 关键词:电动助力转向;阻尼特性;阻尼补偿系数中图分类号:U461.6 文献标识 码 :A 文章编号:1009-0134(201505(上-0099-03Doi:10.3969/j.issn.1009- 0134.2015.05(上.28 收稿日期:2014-12-03 作者简介:李绍松 (1986 -, 男 , 讲师 , 博士 , 研究方向为汽车动力学仿真与控制。
北斗星电动助力转向系统EPS故障维修心得 我的助力故障修复过程: 春节回家的高速行车中突然出现EPS灯故障,助力无. 熄火断电,重新启动后,故障自已消失,过段时间后重复出现. 回到老家,去4S店检查,说是模块坏了,春节外地长途行车,不敢犹豫就花700元换了模块. 好了一个星期,节后回程中行驶600公里左右,故障又出现. 再去4S店检查,说是转向总成要全部换掉,报价2100. 因为已回到深圳,不再着急修车,当场拒绝了那些SB. 上论坛搜索学习,最终判断是扭矩感应器故障! 淘宝150元购入所谓原厂件,交换后行驶一周约600公里,未再发生EPS故障! 初步感觉故障已修复,最终结果要再观察一段时间才敢下结论. 最终结论出来之前,先把这段时间的学习成果总结一下,发上来跟星友交流一下. 希望能帮到有需要的星友. 也感谢之前提供作业的几位星友. 下面很多图都是直接借他们的,因为他们的作业已经够详细,够完美了. 非常感谢!
下面发表我对北斗星电动助力转向系统(EPS)故障维修的学习成果 首先,我们要知道EPS系统的组成,如图所示: 1:控制模块,系统的核心部件,就像人的大脑 2:蓄电池,其实就是电源 3:扭矩传感器,感应方向盘的转动情况,就像人的眼睛 4:车速传感器,感应车速,车速快时,助力就会减小,防止方向盘急打,车辆侧翻 5:抑噪器,感应发动机转速. 6:电机,产生助力,让我们转动方向盘的时候感觉轻松. 7:离合器
当我们发现EPS系统异常时,一般都是仪表盘上的EPS灯在行驶中点亮. 如果你也是这样发现故障的,那祝贺你,你的控制模块八成没有坏!因为他工作正常,能检测出异常并输出报警信号! 这时我们如果有测试仪表可以读出控制模块的故障代码,那就能直接知道原因,对症下药了. 可惜这种仪表我们普通人是没有的,4S就算有,那些SB也不会用的,C他M一百次呀,一有故障就换总成...... 如果读出故障代码,对照下表,就能知道是哪个地方的件坏了,直接换件.
电动助力转向系统及其关键技术 摘要: 电动助力转向 (EPS) 系统具有结构简单、节能环保等独特优势得以迅速发展; 介绍了 EPS 的工作原理及分类，分析了 EPS 系统的助力电机、减速机构、传感器、ECU 等关键部件及助力特性、控制理论等关键技术。 关键词: 电动助力转向; 关键部件; 助力特性; 控制技术 汽车转向是通过驾驶者转动转向盘，经过转向系统提供的操纵力以改变车轮角度来实现。助力转向是一种为了减轻驾驶员的操纵力而设有助力机构的转向装置。为方便驾驶员易于操纵转向系，动力转向已经作为汽车的标准装备。 助力转向最初为机械式，然后发展为液压式(HPS) ，随着现代控制技术和电子技术的发展，电动式动力转向系统 (EPS) 作为一种新的助力转向系统 ［1］ 传感器与转向轴(小齿轮轴) 连接一起，其不断检测作用于转向柱扭杆上的扭矩，当转向轴转动时，传感器把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动位移变成电信号传给控制装置，控制装置按照已设定的控制程序和控制策略对扭矩传感器以及车速传感器产生的信号进行运算处理，以此确定电机的旋转方向和助力电流的大小，电机经减速机构将助力转矩传递给转向系统，从而完成实时控制助力转向［2］。
迅速发展。相对 于 HPS ， EPS 有很多优 势 : ( 1) 在各种行驶工况下提 供最佳的 助力; (2) 只在转向时才提 供助力， 不像 HPS 不转向时 液 压系统的 油泵也运转， 节省燃油损耗; (3) 结构紧凑， 便于安装 和装 配; (4) 取消了液压回路， 减少了对 环境的 污染; (5) 具有自我诊断功能， 便于维修和保养; 另外， EPS 系统性能能够在不改变系统结构的 情况下， 可以通过改变系统的控制策略、编程来实现， 满足不同车型和不同驾驶感觉的 需要 。近些年 ， 国 内外汽车企业 第 7 期 ·177· 齿轮齿条式助力 (R-EPS) 等三大 基本类型， 如图 2 所示。 图 2 不同助力转向系统结构图 C-EPS 的 助力单元、控制器和传感器都集中于转向柱处， 系统比较紧凑， 易于在车辆上的 安装 ， 更容易替代原有的液压助力转向系统。一 般系统布 置在驾驶室内， 其工作环境很好， 电气元件一 般不需要 防水和隔热 措施， 但有限的 空间 可能会影响碰撞能量的 吸收， 要 求有满足碰撞法 规要 求的 结构。 P-EPS 的 助力单元固定在转向齿轮的 小齿轮轴 上端， 其电动机 和减速机 构相连， 直接驱动小齿轮进行助力。P-EPS 安装 在发动机 仓底部， 靠近排气管， 其材料和结构必须耐热 和防水。此系统的 ECU 可以 分别安装 在车厢和发动机 仓内， 目 前多数 安装 在车厢内， 但会消耗较长的 线束同时 会影响收音机 效果， 如果安装 在发动机 仓内， 要 求有辅助的 隔热装置。 R-EPS 的 减速机 构连同电机 、传感器一 起安装 在转向器与 转向小齿轮位置相对布置的 另一 侧， 另有一套小齿轮， 直接驱动齿条进行助力。根据电机与转向齿条的 位置关系可以 分 为平行 布置式、交叉布 置式、同轴布置式。当电动机与转向齿条平行布置时 ， 电机通过皮带减速器和滚珠丝杆两级减速来驱动齿条进行助力; 当电动机与转向齿条交叉布 置时 ， 电机 通过锥齿轮和滚 和高 校对 E PS 做了大 量研 究工作， 取得 了一 系列成果。 1 EPS 工作原理及分类 1. 1 EPS 工作原理 EPS 结构框图如图 1 所示， 其工作原理是: 扭矩 图 1 电动助力转向系统 1. 2 EPS 类型 依据电动机布置位置不同， EPS 系统主要可分为转向柱式助力 (C-EPS) ，小齿轮式助力 (P-EPS) ，
5.4.3 电动式电子控制动力转向系统 5.4.3.1 电动式EPS的组成与工作原理 电动式EPS通常是在机械式转向系统的基础上加装转向转矩传感器、车速传感器、电子控制单元(ECU)、直流电机等装置构成.其组成如图5-72所示。 图5-72 电动式EPS系统组成 电动式EPS以直流电动机作为助力源,电子控制单元根据车速和转向参数控制电动机通电电流强度,调节加力电动机工作力矩,进而控制转向助力强度。 电动式EPS的助力作用受电脑控制,在低速转向时的助力作用最强,随着车速的升高助力作用逐渐减弱;当车速达到42~52KM/H时电脑停止向电动机供电,并 使电磁离合器分离,转向变为完全由驾驶员人力操纵。 由此看出,电动式EPS在低速转向时,可获得比较轻便的转向特性;而在高速转向时,则可获得完全的转向“路感”,具有优越的控制特性。 5.4.3.2 电动式EPS的主要元件布置与作用 （1）转向柱在转向柱上装有1个直流电机和转矩传感器，如图5-73所示，其结构如图5-74所示。
图5-73 直流电机和转矩传感器 图5-74 结构图 转矩传感器的作用用于检测扭力杆的扭转，计算出施加于扭力杆上的转矩并转化成电信号，输出到 EMPS ECU。结构如图5-75所示。
图5-75 转矩传感器 由三个检测环，一个扭力杆和检测线圈、修正线圈组成，检测线圈和修正线圈与检测环不接触。其结构如图5-76、5-77所示。 图5-76转矩传感器结构A 图5-77转矩传感器结构B
其工作原理如图5-78、5-79所示 图5-78 工作原理A 图5-79 工作原理B 当驾驶员向右或向左打方向盘时，转向柱扭力杆上的转矩使检测环2和检测环3之间产生相对位移。把转向的信号送给ECU。
第37卷第1期吉林大学学报(工学版 Vol. 37No. 12007年1月 Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition J an. 2007 收稿日期:2006203216. 基金项目:北京市科学技术委员会项目(D0305002040111 . 作者简介:施国标(1972 , 男, 讲师, 博士. 研究方向:车辆系统动力学与电子控制. E 2mail :sgb@https://www.doczj.com/doc/4e1973372.html,. cn 电动助力转向系统的建模与仿真技术 施国标1, 申荣卫1,2, 林逸1 (1. 北京理工大学机械与车辆工程学院, 北京100081; 2. 邢台职业技术学院汽车系, 河北邢台054035 摘要:概述了电动助力转向系统(EPS 的结构和工作原理, 并介绍了电动助力转向系统助力 特性的设计方法。在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上, Simulink 的电动助力转向系统仿真模型。采用了PID 流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:间的矛盾, 同时, 。关键词:; ; :167125497(2007 0120031206 Modeling and simulation of electric pow er steering system Shi Guo 2biao 1, Shen Rong 2wei 1,2, Lin Y i 1 (1. School of
Mechanical and V ehicle Engineering , B ei j ing I nstitute of Technolog y , B ei j ing 100081China; 2. De partment of A utomobile , X ingtai V ocational and Technical College , X ingtai 054035, China Abstract :The st ruct ure and working p rinciple of t he elect ric power steering (EPS system were summarized and t he design met hod of t he assistance characteristic of t he EPS system was int roduced. From t he analysis of t he mat hematical models of t he component modules of t he EPS system a simulation model based on Simulink was built. The clo se 2loop cont rol st rategies of PID and PWM were adopted to cont rol t he target current of t he motor of t he EPS system. The simulation result s show t hat t he designed assistance characteristic alleviates t he contradiction between t he steering agility and t he road feel , and t he act ual current of t he motor follows p recisely t he target current , proving t he validity of t he cont rol st rategy. K ey w ords :vehicle engineering ; elect ric power steering (EPS ; assistance characteristic ; modeling ; simulation 电动助力转向系统的开发一般包括系统总体设计、建模仿真、试验台试验、实车试验、性能优化等环节[1]。其中, 建模仿真的任务主要是用数学分析的方法建立电动助力转向系统各组成部分的数学模型, 然后利用仿真软件建立整个系统的仿真模型。通过仿真分析, 可以初步完成系统的设计, 减少开发成本, 加快开发进程。作者开发了基 于Simulink 的电动助力转向仿真模型, 为便于仿真, 引入了驾驶员模型模拟驾驶员的操作。利用该模型可进行电动助力转向系统的稳定性分析、助力特性研究以及控制策略的验证等重要工作, 初步完成电动助力转向系统的匹配设计和基本控制参数的标定, 为以后控制器的开发、试验台试验和实车试验打下基础 。