电动助力转向系统
电动助力转向系统
第1章绪论1.1电动助力转向系统概述随着科学技术的飞速发展，汽车各方面的性能都有了很大的发展，但同时人们对汽车的性能也有了更高的要求。
为了取得更好的汽车性能，充分利用机械和电子两方面的优势，提供机电一体化的解决方案，日益被业界人士推崇为有效的应对策略。
虽然汽车是机械技术的完美再现，但是由于机械技术在短期内不会再有很大的突破，而电子技术正越来越体现出其相对而言更优越的地方，所以研制机、电相结合的汽车相关部件正成为当前的主要趋势。
转向系统作为汽车的一个重要组成部分，也同样顺应这样的发展趋势。
就目前而言，应当说也已经找到了比较完美的解决方案。
汽车助力转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。
其作用是使汽车在行驶过程中能够按照驾驶员的意图，适时地改变其行驶方向，能与行驶系统配合共同保持汽车持续稳定地行驶。
汽车方向盘助力系统经历了从机械助力到液压助力(hydraulic Power steering HPS)再到电子液压助力系统(electric hydraulic power steering EHPS)这三个阶段的演变。
经过多年的探索，电动助力转向（Electric Power Steering ，简称EPS）作为一种全新的动力转向模式走入了业界的视野，并且很快成为动力转向系统研究与开发的的热点。
由于电动助力转向系统相对于液压动力转向系统有着诸多的优点，因此电动助力转向系统及其相关配套的部件的研究与开发正愈来愈备受各主要汽车生产企业的青睐。
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，电动助力转向系统还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。
正是因为由于有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，部分取代了液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering，简称HPS)。
电动助力转向系统工作原理
电动助力转向系统工作原理
电动助力转向系统利用电动助力转向器和感应器来提供转向力矩，使驾驶员在转向时更加轻松。
它的工作原理如下：
1. 传感器：电动助力转向系统中包含速度传感器、转角传感器和转向助力传感器等多种传感器。
这些传感器能够感知车辆的速度、转向角度和驾驶员的转向力输入。
2. 控制单元：转向系统的控制单元接收传感器提供的数据，并根据这些数据计算出合适的助力转向力矩。
3. 电机：转向系统中的电机是实现转向助力的关键部件。
电机通常为直流无刷电机，通过控制单元的指令来提供适当的转向助力力矩。
4. 齿轮箱：电机的输出力矩通过齿轮箱传递给转向机构。
齿轮箱根据驾驶员的转向力输入和电动助力力矩的要求，提供相应的转向助力力矩。
5. 助力转向器：助力转向器是将转向力矩传递给车轮的设备。
它通过机械传动将转向力矩转化为足够大的力矩，以方便控制车辆的转向。
整个系统在驾驶员转动方向盘时开始工作。
根据车辆的速度和转向角度，传感器将数据传输给控制单元。
控制单元根据这些数据计算出需要的助力转向力矩，并发送指令给电机。
电机根据指令提供相应的力矩输出，通过齿轮箱传递给助力转向器。
助力转向器将转向力矩传递给车轮，从而帮助驾驶员完成转向操作。
总结而言，电动助力转向系统通过传感器感知车辆的运动状态并计算出合适的助力转向力矩，然后通过电机和齿轮箱将力矩传递给助力转向器，最终帮助驾驶员轻松进行转向操作。
EPS工作原理
EPS工作原理EPS（Electric Power Steering），即电动助力转向系统，是一种通过电机来提供辅助转向力的转向系统。
它取代了传统的液压助力转向系统，具有更高的效率和可靠性。
EPS系统的工作原理如下：1. 动力源：EPS系统的动力源是一台电机，它通常安装在汽车的转向柱上，与转向机构相连。
2. 转向传感器：EPS系统通过转向传感器来检测驾驶员的转向意图。
转向传感器通常位于转向柱上，可以感知驾驶员转动方向盘的力度和方向。
3. 控制单元：EPS系统的控制单元是一个电子控制模块（ECU），它接收来自转向传感器的信号，并根据这些信号来控制电机的工作。
4. 助力调节器：控制单元通过助力调节器来调节电机输出的转向力。
助力调节器通常是一个伺服阀，它根据控制单元的指令来调节电机的转向力大小。
5. 转向力输出：电机通过与转向机构相连的传动装置，将转动力传递给车轮，从而实现转向。
EPS系统的优势：1. 节能环保：与传统的液压助力转向系统相比，EPS系统不需要使用液压泵，减少了能源消耗和液压油的使用，从而降低了对环境的影响。
2. 操控灵活：EPS系统可以根据驾驶员的转向意图，提供适当的转向辅助力，使驾驶更加轻松和灵活。
3. 故障自诊断：EPS系统具有故障自诊断功能，可以检测转向传感器、控制单元和电机等部件的工作状态，一旦发现故障，系统会发出警报并切换到备用模式，确保驾驶的安全。
4. 可调节性：EPS系统可以根据驾驶员的喜好和驾驶条件进行调节，例如调整转向力的大小和灵敏度，以适应不同的驾驶需求。
5. 可靠性高：EPS系统采用了电子控制和电机驱动，相对于传统的液压助力转向系统，具有更高的可靠性和稳定性。
总结：EPS系统通过电机提供辅助转向力，取代了传统的液压助力转向系统。
它具有节能环保、操控灵活、故障自诊断、可调节性和可靠性高等优势。
EPS系统的工作原理包括动力源、转向传感器、控制单元、助力调节器和转向力输出。
新能源汽车电动助力转向系统的工作原理
新能源汽车电动助力转向系统的工作原理大家好，今天我要给大家讲解一下新能源汽车电动助力转向系统的工作原理。
我们要明白什么是电动助力转向系统。
电动助力转向系统，简称EPS,是一种利用电机提供动力辅助的转向系统。
它可以减轻驾驶员的驾驶负担，提高行驶舒适性和安全性。
那么，电动助力转向系统是如何工作的呢？接下来，我将从三个方面来给大家详细介绍。
一、电动助力转向系统的结构电动助力转向系统主要由以下几个部分组成：电机、减速器、传感器、控制器和执行器。
下面，我将逐一给大家讲解这些部分的作用。
1. 电机电机是电动助力转向系统的核心部件，它负责将电能转化为机械能，为转向提供动力。
电机的输出功率大小直接影响到转向的响应速度和力度。
2. 减速器减速器是连接电机和执行器的部件，它的作用是将高速运转的电机转速降低，以便更好地控制转向力度。
减速器的种类有很多，常见的有齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等。
3. 传感器传感器是用来检测车辆行驶状态的装置，它可以将转向角度、车速等信息传递给控制器。
常见的传感器有霍尔传感器、磁电感应传感器等。
4. 控制器控制器是电动助力转向系统的大脑，它根据传感器采集到的信息，对电机进行控制，以实现最佳的转向效果。
控制器的性能直接影响到转向系统的稳定性和可靠性。
5. 执行器执行器是将控制器发出的指令转化为实际动作的部分，它负责驱动车轮转动，从而改变车辆的行驶方向。
执行器的种类有很多，常见的有电子液压助力转向器、电子机械助力转向器等。
二、电动助力转向系统的工作过程电动助力转向系统的工作过程可以分为以下几个阶段：1. 感知阶段当驾驶员转动方向盘时，传感器会感知到这一动作，并将相关信息传递给控制器。
这个阶段的目的是确保传感器能够准确地捕捉到驾驶员的操作意图。
2. 计算阶段控制器根据传感器采集到的信息，结合车辆的实际状态(如车速、发动机转速等),计算出最佳的电机输出功率和转矩。
这个阶段的目的是确保电动助力转向系统能够根据驾驶员的需求和车辆的实际情况，提供合适的转向助力。
【03】4-1-4电动助力转向系统分类
知识点
01 电动助力转向系统概述 02 转向柱助力式转向系统 03 齿轮助力式转向系统 04 齿条助力式转向系统
1.电动助力转向系统概述
根据助力电机在转向系统中 的安装位置可分为三类 1）转向柱助力式 2）齿轮助力式 3）齿条助力式
电动助力转向系统
2.转向柱助力式转向系统
转向柱助力式电动助力转向 系统的助力电机安装在转向 柱附近，转向助力经离合器 和减速机构施加在转向柱上， 适用于一些小的车型。由于 助力电机的安装位置靠近方 向盘，各部件相对独立，所 以安装维修方便，但必须考 虑助力电机震动和噪声对驾 驶人员的影响。谢谢观看来自3.齿轮助力式转向系统
齿轮助力式转向系统电 动助力转向系统的助力 电机、减速器和离合器 集成在一起，助力电机 的助力作用在齿轮上， 助力作用较转向柱式大， 适用于前轴载荷中等的 车辆。
4.齿条助力式转向系统
齿条助力式转向系统的助力电 机和减速机构直接将助力施加 到齿条上,所以其响应快，效率 高，助力效果好；结构紧凑， 安装位置选择性比较大，助力 电机远离驾驶舱，噪声和振动 不会对驾驶员产生影响；系统 刚度好、传动能力大，适用于 一些前轴载荷较大的汽车。但 是齿轮齿条式电动助力转向系 统结构相对复杂，造价高，出 现故障时维修不方便。
EPS
齿轮助力式
助力位置在转向器小齿轮处。该方案的助 力转矩也经过了转向器放大，因此要求电机的 减速机构传动比也相对较小；电机安装在发动 机舱内，工作环境较差，对电机的密封要求较 高；由于电机的安装位置距离驾驶员有一定距 离，对电机的噪声要求不是太高；同时，电机 的力矩波动不太容易传到转向盘上，驾驶员手 感适中；助力转矩不通过转向管柱传递，因此 对转向管柱的刚度和强度要求较低。这种助力 方式比较适合用于前轴负荷中等的轻型轿车。
齿条助力式
助力位置在齿条上。该方案的助力转矩作 用在齿条上，助力转矩没有经过转向器的放大， 因此要求电机的减速机构具有较大的传动比， 减速机构相对较大；电机布置在发动机舱内， 工作环境差，对其密封要求也较高；由于电机 的安装位置距离驾驶员较较远，对电机的噪声 要求不高；同时，电机力矩波动不易传到转向 盘上，驾驶员具有良好的手感；助力转矩不通 过转向管柱传递，因此对转向管柱的刚度和强 度要求较低。这种助力方式比较适合用于前轴 负荷较大的高级轿车和货车上。
（二）电动助力转向技术的发展概况
NSK开发的电动助力转向 开发的电动助力转向
光洋精工开发的电动助力转向
本田公司开发的电动助力转向
装有EPS的铃木轿车 的铃木轿车 装有
（二）电动助力转向技术的发展概况
欧美
开发较晚，但起点高、力度大。 开发较晚，但起点高、力度大。TRW及Delphi、Bosch、ZF都相继 及 、 、 都相继 推出电动助力转向。 Delphi将电动助力转向作为扩大其在全球汽车零 推出电动助力转向。 将电动助力转向作为扩大其在全球汽车零 配件市场销售的重点产品。 配件市场销售的重点产品。Mercedes_Benz和Siemens Automotive共同 和 共同 投资6500万英镑用于电动助力转向的开发。 万英镑用于电动助力转向的开发。 投资 万英镑用于电动助力转向的开发
电动助力转向系统介绍
电动助力转向系统1、功能原理汽车电动助力转向（EPS）系统是在机械式转向系统的基础上加装电动机驱动单元构成的。
其主要的是提供助力、改善汽车转向性能、协助驾驶员完成转向操作。
2、组成具体组成原理详细EPS系统由扭矩传感器、车速传感器、电自控制单元（ECU）、助力电动机及减速机构等。
○1扭矩传感器，又称转向传感器，其作用是测定方向盘与转向器之间的相对扭矩，并转化为电信号传递给ECU。
○电动机，其功能是根据ECU的相关指令，输出适宜的转向助力矩，是EPS系统的动力源。
○减速机构，接收电动机的转矩，经减速增矩后传递给转向轴、小齿轮或齿条。
○ECU，是EPS系统的控制中心，根据扭矩传感器和车速传感器的信号进行逻辑分析与计算并发出指令，控制电动机和离合器。
3、基本工作过程汽车转向时，扭矩传感器和车速传感器将检测到的扭矩、方向信号及车速信号传递给ECU，ECU根据扭矩传感器的信号和车速传感器的信号确定电动机扭矩的大小和方向，电动机再通过离合器、减速机构等把此扭矩传递给扭杆，最终起到为驾驶员提供转向助力的效果，使汽车转向更轻便。
车速越低转向助力越大，车速越高转向助力越小。
当车速大于一定值时，取消助力，将直流电动机反接制动，目的是在汽车高速行驶时增加操作方向盘的手感，保证行驶安全。
4、EPS系统的控制方式○助力控制：助力控制是EPS的基本控制模式，包括汽车原地转向助力控制和动态转向助力控制两个方面。
○回正控制：回正控制的目的是使方向盘能够更快、更准地回到中位，避免方向盘产生不必要的抖动。
○阻尼控制：阻尼控制是为了提高汽车高速行驶时的转向稳定性的一种控制模式。
5、EPS的优点○降低了燃油消耗液压动力转向系统需要发动机带动液压油泵，使液压油不停地流动，浪费了部分能量。
相反电动助力转向系统（EPS）仅在需要转向操作时才需要电机提供的能量，该能量可以来自蓄电池，也可来自发动机。
○增强了转向跟随性在电动助力转向系统中，电动助力机与助力机构直接相连可以使其能量直接用于车轮的转向。
电动助力转向简介
电动助力简介■何谓EPS电动转向系统EPS就是英文Electric Power Steering System的缩写,即电动助力转向系统。
电动助力转向系统是汽车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状况下都能提供转向助力的特点。
正是有了这些优点，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。
驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。
汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。
■技术优势1、节能环保由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。
EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。
2、安装方便EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，元件数目少，装配方便，节约时间。
3、效率高液压动力转向系统效率一般在60%～70%，而EPS的效率较高，可高达90％以上。
4、路感好传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数，工作驱动力大，但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。
而EPS系统的滞后特性可以通过EPS控制器的软件加以补偿，使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。
电动转向助力系的组成与作用
电动转向助力系的组成与作用
电动转向助力系统由电动助力转向机、电动助力转向控制单元、转向角传感器、转向力传感器、转向助力电机、转向助力泵等组成。
1. 电动助力转向机：它是整个系统的核心部件，负责控制转向力的产生和传输。
根据驾驶员的转向需求，通过电动助力转向控制单元控制电动助力转向机输出合适的转向力，提供转向辅助。
2. 电动助力转向控制单元：它是整个系统的控制中心，负责接收和处理来自传感器的信号，根据驾驶员的转向输入，控制电动助力转向机输出合适的转向力。
3. 转向角传感器：用于感知转向角度，将转向角度信息传输给电动助力转向控制单元，以便系统根据转向角度调整转向助力力度。
4. 转向力传感器：用于感知驾驶员的转向力，将转向力信息传输给电动助力转向控制单元，以便系统根据转向力调整转向助力力度。
5. 转向助力电机：负责提供转向助力，根据电动助力转向控制单元的指令，控制转向助力的大小和方向，使驾驶操作更加轻松。
6. 转向助力泵：用于提供液压助力，为转向助力系统提供液压动力。
电动转向助力系统的作用是帮助驾驶员更轻松地操控车辆，减小驾驶员的转向力，并提供更准确、稳定的转向力反馈。
它可以根据驾驶员的转向需求，自动调整转向助力的大小和方向，提高车辆的操
控性和稳定性，提供更好的驾驶体验。
此外，电动转向助力系统还可以根据驾驶环境和驾驶条件的变化，自动调整转向助力的特性，提高安全性和舒适性。
EPS工作原理
EPS工作原理EPS，全称为电子助力转向系统（Electric Power Steering System），是一种通过电子设备来辅助车辆转向的技术。
它取代了传统的液压助力转向系统，具有更高的效率和更好的操控性能。
EPS的工作原理可以简单地分为三个步骤：转向力传感器检测转向力，控制单元计算转向力需求，机电提供相应的转向助力。
首先，EPS系统通过安装在转向柱上的转向力传感器来检测驾驶员施加在方向盘上的转向力。
这个传感器能够感知到驾驶员转动方向盘的力度和方向，并将这些信息传输给控制单元。
接下来，控制单元通过计算转向力的需求来确定机电的输出。
它会根据转向力的大小和方向，以及车辆当前的驾驶状态（例如车速、转向角度等）来决定机电的转向助力大小。
这个计算过程是基于预设的算法和车辆创造商的设定。
最后，控制单元将计算得到的转向助力信号发送给机电，机电根据信号来提供相应的转向助力。
机电通常是通过一个齿轮和齿条机构与转向装置连接在一起，当机电提供助力时，它会改变齿轮和齿条之间的相对位置，从而实现转向的目的。
EPS系统的优势在于它能够根据驾驶员的需求和车辆的状态来实时调整转向助力的大小，从而提供更好的操控性能和驾驶舒适性。
相比传统的液压助力转向系统，EPS系统更加高效，因为它不需要通过液压泵来提供助力，而是通过机电直接提供助力，减少了能量损耗。
此外，EPS系统还可以与其他车辆系统集成，例如车辆稳定性控制系统，进一步提高车辆的安全性能。
需要注意的是，EPS系统需要电源来正常工作。
通常情况下，EPS系统会使用车辆的电池作为电源，但在电池电量不足或者故障时，EPS系统可能会失效，导致转向变得难点。
因此，及时检查和维护车辆的电池是确保EPS系统正常工作的重要步骤。
总结起来，EPS工作原理是通过转向力传感器检测转向力，控制单元计算转向力需求，机电提供相应的转向助力。
EPS系统相比传统的液压助力转向系统具有更高的效率和更好的操控性能，能够根据驾驶员的需求和车辆的状态来实时调整转向助力的大小，提供更好的驾驶体验。
电控转向系统的组成及工作原理 -回复
电控转向系统的组成及工作原理-回复电控转向系统是现代汽车的重要组成部分之一，它通过电子控制单元（ECU）和各种传感器来实现对车辆转向的精确控制。
本文将详细介绍电控转向系统的组成及工作原理，以帮助读者更好地理解该系统的作用和运行方式。
一、电控转向系统的组成1. 电子控制单元（ECU）：作为系统的核心，ECU负责接收和处理来自传感器的输入信号，并通过执行器控制实现对转向的操控。
ECU通常由一个或多个微处理器、存储器和接口电路组成。
2. 电动助力转向系统（EPAS）：电动助力转向系统通过电动机提供操控助力，以降低驾驶人的转向力度。
该系统由电动助力转向机构、传感器和驱动电机组成。
3. 角位传感器：角位传感器用于检测转向轮的转向角度和角速度，并将这些信息传送给ECU。
常用的角位传感器包括电位器传感器和霍尔传感器。
4. 转向力传感器：转向力传感器用于测量驾驶人在转向时所施加的力或扭矩，并将此信息传送给ECU。
这些传感器使系统能够根据驾驶人的操控力度来调整转向助力的大小。
5. 转向角速度传感器：转向角速度传感器用于测量车辆的转向速度和加速度，并将这些信息传送给ECU。
这些传感器对于实现对车辆转向的精确控制至关重要。
6. 车速传感器：车速传感器用于测量车辆的速度，并将此信息传送给ECU。
车速信息对于系统精确控制车辆转向力度和转向助力的大小起着重要作用。
7. 信号输入和输出接口：这些接口用于与其他车辆系统进行数据交换，例如制动系统、稳定控制系统和巡航控制系统等。
二、电控转向系统的工作原理电控转向系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 传感器输入：电子控制单元通过接收并处理来自角位传感器、转向力传感器、转向角速度传感器和车速传感器的输入信号，获取车辆转向相关的信息。
2. 数据处理：ECU通过对传感器输入信号进行处理和分析，计算出驾驶人的转向操控需求和车辆当前的转向状态。
3. 助力电机控制：当ECU确定驾驶人施加了转向作用后，它会控制电动助力转向系统中的电动助力转向机构，通过驱动电机产生相应的转向助力。
(最新整理)第十章汽车电动助力转向系统
生的反电动势形成阻碍电机继续旋转的阻尼转矩，改变占空比，即改变了阻尼转矩的
大小。
2021/7/26
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三、电动助力转向的控制逻辑
图10 助力电动机控制逻辑
2021/7/26
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四、电动助力转向的控制流程
2021/7/26
图11 控制软件流程图
21
10.4电动助力转向系统实例
一、富士重工电动助力转向系统
控制三极管基极电流
信号触发端
a1端得到输入信号时电动机 有电流通过而正转
a2端得到输入信号时电动机 有电流通过而反转
13
4、离合器：离合器采用干式电磁式离合器，其功能是保证EPS在预先设定的车速范围内闭合。
当车速超出设定车速范围时，离合器断开，电动机不再提供助力，转入手动转向状态。另外，当 电动机发生故障时，离合器将自动断开。
3、控制系统的功能
（1）控制助力转矩的功能
车速感应控制型助力转向系统是由车速控制
助力转矩的系统，在每一种车速下都可以获得最优化的转向助力转矩。
2021/7/26
图13 全电子控制的助力转向系统助力转矩特性曲线
23
系统还可根据转向转矩变化率、转向角速度和转向角进行控制，以 改善瞬态转向灵敏度.
图14 控制功能框图
的变化，把主副两个系统的脉冲信号传送给ECU，由于是两个系统，因此信号的可靠性提高 了。
3、电动机: EPS的动力源是电动机，通常采用无刷永磁式直流电动机，其功能是根据ECU
的指令产生相应的输出转矩。转向助力用的电动机需要正反转控制。一种比较简单适用的转
向助力电动机正反转控制电路如图4所示。
图420电21/动7/2机6 正反转控制电路
图10-3 电动助力转向系统 结构示意图
EPS电机简介演示
考虑电机容量和功率
根据实际应用需求，选择容量和功率合适的EPS电机，确保电机能 够满足负载要求并留有一定余量。
考虑电机尺寸和安装方式
根据实际安装环境和空间限制，选择适合的电机尺寸和安装方式， 确保电机的正常运行和使用寿命。
EPS电机应用领域
EPS电机广泛应用于汽车领域，特别 是电动助力转向系统。
随着新能源汽车的发展，EPS电机在电 动汽车上的应用也越来越广泛，成为 电动汽车不可或缺的零部件之一。
02
EPS电机特点
机特点
• EPS电机，全称为电动助力转向电机，是一种重要的汽车零部 件。它利用电机产生的助力来辅助驾驶员进行转向操作，从而 提高了驾驶的便捷性和安全性。
02
它通过接收来自汽车ECU的信号 ，输出相应的辅助扭矩，帮助驾 驶员轻松转动方向盘。
EPS电机工作原理
当驾驶员转动方向盘时，扭矩传感器 检测到转向扭矩，并将信号发送给汽 车ECU。
EPS电机接收电流信号后，产生相应 的辅助扭矩，通过减速机构传递到转 向轴上，从而减轻驾驶员的转向负担 。
ECU根据转向扭矩的大小和车速等参 数计算出辅助扭矩，并输出相应的电 流信号。
EPS电机简介演示
汇报人： 2024-01-08
目录
• EPS电机概述 • EPS电机特点 • EPS电机分类 • EPS电机选型与使用 • EPS电机发展趋势与未来展望
01
EPS电机概述
EPS电机定义
01
EPS电机，全称为电动助力转向 系统电机，是一种利用电能驱动 转向系统助力装置的电动机。
EPS电机常见故障及排除方法
电机无法启动
eps工作原理
eps工作原理
EPS（Electric Power Steering）即电动助力转向系统，是一种
利用电机代替液压助力泵提供转向力的技术。
与传统的液压助力转向系统相比，EPS具有更高的效率、更快的响应速度和更低的能耗。
EPS的工作原理如下：
1. 助力电机：EPS系统中的核心是助力电机，它安装在转向柱上。
当驾驶员转动方向盘时，助力电机会接收到信号并开始工作。
2. 助力控制器：助力控制器是控制EPS系统工作的主要设备，它通过感知方向盘的转动力度和车辆行驶速度来计算出所需的转向力。
3. 助力转向柱：助力转向柱连接了驾驶员操作的方向盘和车轮，它将驾驶员的转动力转化为电信号，传递给助力电机。
4. 助力输出：当驾驶员转动方向盘时，助力电机会根据助力控制器的指令输出相应的转向力。
这种转向力可以减小驾驶员需要施加的力量，提高操控的轻便性和舒适性。
5. 车速传感器：EPS系统通常还配备了车速传感器，它能够感知车辆行驶的速度。
通过监测车速，助力控制器可以根据实际情况调整转向力和响应速度，提供更适应不同驾驶条件的助力效果。
综上所述，EPS通过利用助力电机来提供转向力，以取代传统液压助力转向系统中的液压助力泵。
其工作原理是通过感知方向盘的转动信号和车速，计算出所需的转向力，并由助力电机输出。
这种电动助力转向系统具有高效、快速响应和低能耗的特点，提升了驾驶操控的舒适性和便利性。
汽车电动助力转向系统工作原理
汽车电动助力转向系统工作原理1. 前言嘿，朋友们！今天咱们聊聊汽车里那个神秘又重要的小家伙——电动助力转向系统。
可能你在开车的时候，不自觉地就觉得方向盘轻松得像在转个大圈，或者在窄路上灵活得像在舞蹈。
这可都是电动助力转向系统在背后默默发力的结果哦！它可不是个普通的系统，而是个“聪明”的小帮手，让我们在驾驶的时候不至于像拿着沉重大石头一样费劲。
2. 电动助力转向系统的基本原理2.1 什么是电动助力转向？首先，咱们得搞清楚，什么叫电动助力转向系统。
简单来说，它就是用电动机来帮我们转动方向盘的一种技术。
比起传统的液压助力转向，它就像是打了一剂“强心针”，不仅省油，还能提高驾驶的舒适感。
你想想，开车的时候，方向盘轻轻一转，车子就跟着你的意图乖乖走，这多舒服啊！2.2 工作原理揭秘那么，它到底是怎么做到的呢？好吧，咱们就来揭开这个“魔法”的神秘面纱。
电动助力转向系统里面，有个重要的部件叫做转向传感器。
它像个小侦探，实时监测你转动方向盘的力度和角度。
然后，这些信息就会传递给控制单元，控制单元就像个聪明的指挥官，负责计算出需要多大的电动机助力。
于是，电动机就会根据这些指令，轻松帮你把方向盘转动得更顺畅、更轻松。
3. 电动助力转向的优势3.1 省油又环保说到电动助力转向，首先想到的就是省油！因为它不需要像液压系统那样持续消耗动力，这样一来，车辆的油耗自然就下降了。
而且，减少了对油液的依赖，听起来是不是很环保？这不仅对钱包好，对地球也是一份贡献哦！3.2 驾驶体验升级再来，咱们得聊聊驾驶体验。
电动助力转向系统能够根据车速自动调节助力，这意味着在低速行驶时，转向会特别轻松，像是在玩游戏一样；而在高速行驶时，方向盘会变得稳重、扎实，让你有一种“稳如老狗”的感觉。
这样的设计，真是为各位驾驶者量身定制，行驶在路上的每一刻都充满乐趣。
4. 小结总而言之，电动助力转向系统就像是你开车路上的小助手，默默地在你身边，确保每一次转弯都轻松自如。
汽车电动助力转向系统
汽车电动助力转向系统引言汽车电动助力转向系统是一种先进的技术，旨在提供更轻松的驾驶体验和更高的驾驶平安性。
本文将对汽车电动助力转向系统进行综合介绍，包括其原理、功能、优势以及开展前景。
1. 原理汽车电动助力转向系统通过电动机的力量来辅助转向操作。
传统的液压助力转向系统将液体通过泵送到助力转向器以增加转向轮的转向力量，而电动助力转向系统那么通过电动机转动转向轮来到达同样的效果。
2. 功能汽车电动助力转向系统具有多种功能，以下是其主要功能：2.1 转向助力最根本的功能是提供转向助力，通过电动助力转向系统，驾驶员无需用力过多就能完成转向动作。
这使得操控汽车更加轻松和灵巧，特别是在低速行驶和停车时。
2.2 主动回正电动助力转向系统还具有主动回正功能，即在转向操作完成后，系统会自动将方向盘调整到中性位置。
这种功能提高了汽车的稳定性和驾驶平安性。
2.3 转向感知电动助力转向系统能够感知驾驶员的转向意图，并根据驾驶环境和车辆状态进行相应的调整。
例如，当驾驶员在高速公路上进行快速转向时，系统可以提供更多的助力，以增加操控的稳定性。
3. 优势相比传统的液压助力转向系统，汽车电动助力转向系统具有以下优势：3.1 能量效率电动助力转向系统采用电动机作为动力来源，相比液压系统的泵，其能量损失更小，能够提供更高的能量效率和更低的油耗。
3.2 精确性和可调性由于电动助力转向系统采用电子控制，具有更高的精确性和可调性。
驾驶员可以根据个人喜好和驾驶条件对助力的大小进行调整。
3.3 故障检测和自诊断功能电动助力转向系统具有自动故障检测和自诊断功能。
当系统出现问题时，它能够及时发出警告并提供相应的故障代码，方便修复和维护。
4. 开展前景随着汽车科技的不断开展，汽车电动助力转向系统将会越来越普及。
它能够提高驾驶平安性，减少驾驶负担，提升驾驶体验，是未来汽车开展的趋势。
结论汽车电动助力转向系统是一项重要的汽车技术创新。
它通过电动助力的方式提供更加轻松和精确的驾驶操控体验，并具有更高的能量效率和可调性。
电动助力转向系统的部件结构
电动助力转向系统的部件结构概述在汽车领域，电动助力转向系统（El ec tr i cP ow er St ee ri ng,E PS）是一种利用电动机和传感器来辅助驾驶员转向操作的系统。
它取代了传统的液压助力转向系统，具有更高的效率、更快的反应速度和更低的能耗。
本文将介绍电动助力转向系统的主要部件结构，帮助读者加深对这一技术的理解。
主要部件1.齿轮传感器（G ea r S e n s o r）齿轮传感器是电动助力转向系统中的关键部件之一，它用于检测转向齿轮的位置和转向角度。
通过实时监测转向齿轮的运动状态，齿轮传感器能够向电控单元提供准确的转向信号，以便系统能够根据驾驶员的转向意图进行相应的助力输出。
2.扭矩传感器（T or q u e S e n s o r）扭矩传感器用于测量驾驶员施加在方向盘上的转向扭矩。
它通过感知方向盘的转动力矩，并将其转换为电信号，以便电控单元能够根据驾驶员的转向扭矩来调整助力输出。
扭矩传感器的准确性和灵敏度对于系统的性能至关重要。
3.电机（M o t o r）电动助力转向系统中的电机负责提供助力输出。
根据转向齿轮的位置和转向角度以及驾驶员施加的转向扭矩，电控单元会控制电机输出适当的助力力矩。
电机通常采用直流无刷电机（B L DC），它具有快速响应、高效率和较长的使用寿命。
4.电控单元（E l e ct r o n i c C o n t r o l Un i t,E C U）电控单元是电动助力转向系统的核心控制部件，它接收来自齿轮传感器和扭矩传感器的信号，并根据预设的算法进行数据处理和控制输出。
电控单元负责计算出适当的助力输出，并通过控制电机来实现转向助力。
同时，电控单元还能根据不同的驾驶模式或驾驶场景进行相应的调整，以提供更加个性化和适应性的转向助力。
5.助力转向装置（P o w e r A s s i s t U n i t）助力转向装置是电动助力转向系统中的核心部件之一，它由电机、减速器和转向齿轮组成。
电动助力转向系统 试题
电动助力转向系统试题全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电动助力转向系统是一种现代化的汽车驾驶辅助设备，它通过应用电力技术来增强汽车在转向时的操作效果，减轻驾驶员的驾驶压力，提高驾驶的舒适性和安全性。
在汽车行驶时，驾驶员通过转动方向盘来控制车辆的行驶方向，而电动助力转向系统可以通过电力向车轮施加一个辅助力，使得驾驶员在转向时更轻松和精准。
一、选择题1. 电动助力转向系统是一种什么样的汽车驾驶辅助设备？A. 机械驾驶辅助设备B. 电动驾驶辅助设备C. 液压驾驶辅助设备D. 空气驾驶辅助设备2. 电动助力转向系统通过什么方式来增强汽车在转向时的操作效果？A. 机械技术B. 电力技术C. 液压技术D. 空气技术3. 电动助力转向系统的作用是什么？A. 减轻驾驶员的驾驶压力B. 增加驾驶员的驾驶压力C. 提高驾驶员的驾驶难度D. 降低驾驶员的驾驶舒适性4. 车辆转向时，驾驶员通过什么来控制车辆的行驶方向？A. 油门踏板B. 刹车踏板C. 方向盘D. 油门和刹车踏板二、判断题1. 电动助力转向系统可以提高驾驶的舒适性和安全性。
( )2. 电动助力转向系统是通过油压技术来增强汽车转向效果的。
( )3. 驾驶员在车辆转向时通过转动方向盘来控制车辆的行驶方向。
( )4. 电动助力转向系统的作用是减轻驾驶员的驾驶压力。
( )三、简答题1. 请简要介绍一下电动助力转向系统的原理和工作原理。
2. 电动助力转向系统与传统的机械转向系统相比，有什么优势和不同点？3. 电动助力转向系统在汽车行驶中的作用是什么？它如何帮助驾驶员在转向时更加轻松和精准？4. 驾驶员在驾驶汽车时，应该如何正确使用电动助力转向系统？通过以上试题的考核，可以对学员对电动助力转向系统的原理、作用和使用方法进行测试，帮助他们更深入地了解和掌握这一汽车驾驶辅助设备的知识。
希望通过学习和训练，驾驶员们能够提高自己的驾驶技术和安全意识，保障行车安全，提升驾驶体验。
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非接触传感器技术：系统中的转矩传感器要求结构简单，工作可靠、 价格便宜、精度适中，目前国外EPS系统中的转矩传感器多为非接触 式、电磁感应式、光电式等，而接触式转矩传感器应用较少，国内非 接触式传感器价格较高，丌适合用亍系统中必须开发出一种符合以上 要求的转矩传感器。
2.2、EPS系统的关键技术
转向控制技术：系统在原有的机械式，转向系统中增加了电机和 减速器使转向操纵机构的惯性增大，为此必须引入惯性控制和阻尼控 制避免在电机开始助力和结束助力时对转向操纵产生影响同时为了更 好的路感必须根据汽车的行驶速度和转向状态确定合理的助力。
车辆系统动力学
EPS系统概述及EPS系统模型的建立
电动助力转向系统(Electric Power Assisted Steering，EPAS戒EPS)
内容简介
1、 2、 3、 4、
动力转向系统的发展历程 EPS系统的国内外研究状况及关键技术 EPS系统的发展趋势 EPS系统组成及模型的建立（重点）
2.1、EPS系统的国内外研究状况
EPS技术研究经过二十多年的发展，已经日趋完善，研究方法和 研究手段丌断迚步，控制方法和控制策略更加完善。
目前国外的研究主要集中在细节上对助力特性、操纵性能等的迚 一步优化，而且设计出了操作模拟器来对EPS系统的控制策略迚行评 估。在对控制策略的研究上，国外侧重亍选择基亍PID的补偿和回正 控制策略，对亍模糊控制、H∞控制也有研究。
1、动力转向系统的发展历程
图1．3电动助力转向系统
1、动力转向系统的发展历程
(2)增强了转向跟随性； (3)改善了转向回正特性； (4)提供可变的转向助力； (5)提高了车辆的操纵稳定性； (6)能源“绿色”、环保，符合现代汽车的发展要求； (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。 近几年来，随着电子技术和传感器技术的发展和硬件成本的大幅 度下降，加之电动助力转向系统本身的诸多优点，电动助力转向系统 及其相配套部件的研究和开发愈来愈备受到各主要汽车生产企业的重 视。
3、EPS系统的发展趋势
(1)改迚控制系统性能及降低控制系统制造成本。 (2)将迸一步提高系统的可靠性。 (3)EPS系统的控制信号将丌再仅仅局限亍车速、转矩，而是根 据转向角、转向速度、横向加速度、前轴重力等多种信号迚行不汽车 特性相吻合的综合控制，以此获得更好的转向路感。 (4)将实现EPS系统控制单元不汽车上其它控制单元的通讯联系， 以实现整车电子控制系统的一体化。 (5)将迚一步提高汽车的安全性。采用电动助力转向系统后，驾 驶室将会有更大的空间用亍布置被动安全装置，减少了危险发生时对 乘员的伤害。 放眼未来，电动助力转向系统将朝着更纯粹的电子化不智能化的 方向发展。
系统不整车性能相匘配：汽车是由各系统组成的既相互联系又相 互制约的有机整体，汽车某个子系统改变时整车性能也产生了相应变 化，因此必须对系统不其它子系统迚行配合，使整车性能达到最优。
3、EPS系统的发展趋势
EPS系统的发展趋势:
经过多年的发展，电动助力转向系统在降低自重、降低生产成本、 减少电流消耗不内部摩擦、获得合理的助力特性以及保证路感方面都 取得了重大的迚步。电动助力转向系统在操纵稳定性、行驶安全性、 节能环保等方面都充分显示了其优越性，其性能也得到用户的普遍认 可。随着直流电动机性能的改迚不提升，EPS系统得助力能力将得到 迚一步提高，其应用范围也将继续拓宽。EPS系统代表着未来动力转 向技术的发展方向，其将有可能作为标准件装备到汽车上，幵将在动 力转向技术领域占据重要的地位。 就目前电动助力转向系统的发展情况来看，其未来的发展趋势主 要在以下方面：
1、动力转向系统的发展历程
动力转向系统的发展大致经历了常规液压动力转向系统、电子控 制液压动力转向系统、电动助力转向系统三个发展阶段，幵且有继续 向电子化和智能化方向发展的趋势。 (1)常规液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS) HPS一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、 储油罐等部件组成。它依靠转向盘转动时带动扭杄直接改变液压系统 油路的通道面积来提供可变助力，助力的大小不车速的高低没有关系， 只不转向盘角度有关。转向盘转过的角度越大，液压系统提供的助力 也就越大。 这类动力转向系统无论汽车是否有转向操作，系统总要处亍工作 状态，所以能耗较高，而且在转向盘大转向、低车速时，需要液压泵 输出更大的功率以获得较大的助力。而由亍液压泵的压力较大，这样 就比较容易损害助力系统。另外，这类动力转向系统结构复杂、容易 产生泄露，而且丌易安装不维护，转向力也丌易有效控制。
国内汽车厂商起步较晚，但开发速度很快，在轿车EPS系统开发上 已有成果。2002年北斗星汽车在国内首次安装迚口的EPS带动了电动 助力转向系统的研究和开发，国内学者才开始研制开发汽车EPS产品， 我国的EPS控制系统的研究不开发工作尚处在起步阶段，少数高校和 研究机构从事该课题的研究，主要处亍实验室研发阶段。1、动Fra bibliotek转向系统的发展历程
图1．2电子控制式液压动力转向系统
1、动力转向系统的发展历程
(3)电动助力转向系统(Electric Power Assisted Steering， EPAS戒EPS) 电动助力转向系统是在传统机械转向机构的基础上增加了信号传 感器装置、电子控制装置及转向助力机构等装置。电动助力转向系统 的主要功能是使用电力驱动执行机构，在丌同的驾驶条件下为驾驶员 提供适宜的辅助转向力。 经过多年的探索，电动助力转向系统作为一种全新的动力转向技 术迚入了业界的视野，幵且很快便成为动力转向系统研究和开发的热 点。电动助力转向系统将最新的电力电子技术不高性能的电机控制等 技术应用亍汽车转向系统，该系统能显著改善汽车动态性能不静态性 能、提高驾驶员的舒适性和安全性，而且能减少环境污染。因此，该 系统必将成为未来转向系统的主流，不其他转向系统相比，该系统具 有如下优势： (1)降低了燃油消耗；
4、EPS系统组成及模型的建立
4．1 4．2 4．3
EPS系统组成及其工作原理 EPS系统的结构类型 EPS系统模型的建立
4．3.1 4．3.2 汽车动力学模型的简化 EPS系统物理模型的建立
4．1、EPS系统组成及其工作原理
4．1 EPS系统组成及其工作原理
电动助力转向系统是在传统机械转向机构的基础上增加了信号传感 器装置、电子控制装置及转向助力机构等构成的。电动助力转向系统 的主要原理是使用电力驱动执行机构，实现在丌同驾驶条件下为驾驶 员提供适宜的辅助力。系统主要由以下几个部分组成：电子控制单元 (ECU)、车速传感器不转矩传感器、助力电动机、减速机构等。其工 作原理如图4.1所示。
2.1、EPS系统的国内外研究状况
国内对亍EPS系统的研究主要集中亍控制算法上，常见的有常规 PID控制、基亍PID的补偿和回正控制、基亍PID的智能控制(即PID控 制结合智能控制如模糊控制、神经网络技术等)、单一的智能控制方 法、H∞控制等。清华大学、吉林大学、天津大学、合肥工业大学、 华南理工大学、华中科技大学、河南科技大学等高校也开展了EPS系 统结构方案设计、系统建模、控制策略以及动力学分析等研究。国内 在对EPS系统动力学分析不仿真研究方面，虽然已经建立起了理论体 系，但是在一些细节方面如对转向阻力的模拟、路面谱及轮胎特性等 方面还有待迚一步的研究。 总体来说，国内近年来对EPS系统的研究发展很快，特别是在控 制策略方面，然而在对具体细节的优化上，不国外还是有相当大的差 距。虽然目前国内已有一些具有自主知识产权的EPS产品出现，但是 距离EPS系统的批量生产、装备还有很长的路要走。
4．2、EPS系统的结构类型
图4．2 三种EPS系统结构类型
4．3
EPS系统模型的建立
4．3.1汽车动力学模型的简化
引入汽车动力学模型的目的是为了通过模型中表征车辆运动特征 的参量，来分析EPS丌同控制策略对亍车辆操纵稳定性影响。 为了研究的方便，把所要建立的汽车模型缩减为只有沿Y轴的侧 向运动不绕Z轴的横摆运动这样两个自由度的简化模型，对汽车模型 做如下假设： ①忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入；②忽略悬挂 的作用，汽车仅作平行亍地面的平面运动；③认为汽车沿X轴的前迚 速度视为丌变，汽车只有沿Y轴的侧向运动和绕z轴的横摆运动两个自 由度；④认为驱动力丌大，丌考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响， 没有空气动力的作用；⑤忽略左右车轮由亍载荷的变化而引起轮胎特 性的变化。
2.2、EPS系统的关键技术
2.2、EPS系统的关键技术
EPS系统研究开发涉及电动机的驱动技术、非接触式传感器技术、 转向控制技术(包括助力控制，回正控制，阻尼控制)以及系统不整车 性能等多方面的难题。 电动机驱动技术：系统中电机要求端电压低而功率相对较高所以电 动机电流较大这给驱动单元的电子器件选择和电路设计带来一定的困 难，这是EPS开发的关键技术之一。
2、EPS系统的国内外研究状况及关键技术
2.1、EPS系统的国内外研究状况 2.2、EPS系统的关键技术
2.1、EPS系统的国内外研究状况
2.1、EPS系统的国内外研究状况
在国外，EPS系统首先是在小排量轿车上发展起来的。上世纨80 年代初期，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统，随 后还应用在其Alto车上。此后，EPS在日本得到迅速发展。出亍节能 环保的考虑，欧、美等国的汽车公司也相继对EPS迚行了开发和研究。 虽然比日本晚了10年时间，但是欧美国家的开发力度比较大，所选择 的产品类型也有所丌同。 在此之后，电动助力转向系统得到迅猛发展。日本的大发汽车公 司、三菱汽车公司、本田汽车公司、NSK和Koyo公司、美国的 Delphi汽车系统公司、TRW公司，德国的ZF公司、英国的Lucas公司 都相继研制出各自的EPS。在世界汽车行业中，EPS的年增长量达到 130万~150万套。目前，国外中型以上的货车和中级以上的轿车上几 乎都广泛采用这一技术装置。