汽车底盘故障综合检修项目16
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EPS根据电动机对转向系统产生助力的部位不同，电动式电控动力转向系统有三种类型： （1）转向管柱助力式； （2）转向器小齿轮助力式； （3）齿条助力式。
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16.3.2 转向管柱助力式电动助力转向系统的结构和 工作原理
转向管柱助力式电动助力转向系统被缩写为CEPS。其核心部件由扭矩传感器、 电机助力系统和控制系统三大部分组成，如图16-8所示。 （1）扭矩传感系统由输入轴、输出轴、扭力杆、滑块、电位器等零部件组成； （2）助力系统由电机、离合器、蜗杆和蜗轮等零部件组成； （3）控制系统由微处理器、扭矩传感器信号处理模块、电源及电源控制模块、 电磁离合器驱动模块、发动机转速信号处理模块、扭矩传感器信号处理模块等组 成。
项目16 汽车电子助力转向系统的 诊断及检修
16.1 概述
汽车电控动力转向系统就是根据各传感器的信号判断驾驶意愿和车辆状态信息，借助于 液压系统的液体压力或电动机驱动力来对车轮的转向实现不同程度的助力。 按照动力源不同，电控动力转向系统可以分为液压式和电动式两种。 液压式电控动力转向系统是在普通动力转向系统中增设了控制液体流量的电控系统，包 括电磁阀、车速传感器以及电控单元（ECU）等。ECU通过传感器的信号控制电磁阀的 开、闭，使得动力转向的助力程度连续可调，从而满足车辆在高、低速时的不同转向力 要求。 电动式电控动力转向系统是采用电动机作为动力源，电控单元依据转向参数和车速传感 器信号控制加在转向机构上的电动机转矩的大小和方向，得到一个相应的转向助力。
1-流量主孔；2-主滑阀；3-电磁线圈柱塞；4-调节螺钉；5-电磁线圈；6-节流阀；7-稳压滑 阀 图16-3 旁通流量控制阀结构
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在实际的转向操作中，驾驶员可以通过转换开关选择不同的转向模式：“H-高”、“N中”、“L-低”，得到三种适应不同行驶条件的转向力特性曲线，如图16-4所示。另外，ECU 还可以根据转向角度传感器输出信号的大小，在汽车急转弯时按照特殊的转向力特性实施 最优控制，如图16-5所示。
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16.2 液压式电控助力转向系统的结构和工作原理
液压式电控动力转向系统EHPS（Electronically Hydraulic Power Steering）是在普 通动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、检测车辆信息的各种传感器、以 及电控单元（ECU）。 根据控制方式不同，液压式电控动力转向系统分为流量控制式、反力控制式和阀灵 敏度控制式三种形式。 流量控制式电控转向系统的工作原理如图16-1所示，在动力转向泵与转向控制阀之 间设有旁通管路，在旁通管路中又设有旁通流量控制阀。系统工作时，ECU根据车速传感 器、转向角速度传感器和控制开关等信号，给旁通流量控制阀通入如图16-2所示的不同占 空比的信号，以控制其开启程度，进而控制供油和回油管路之间的旁通油量，从而调整供 给转向器内部的转向液的流量。当车辆高速行驶时，流过旁通流量控制阀电磁线圈上的平 均电流大，阀的开度大，旁路液压油量大，油泵向转向器供油量减少，动力转向控制阀灵 敏度下降（传力介质减少了），转向助力作用降低，操纵转向盘的转向力增加；反之，阀 开度变小，旁路液压油量小，油泵向转向器供油量增多，转向助力作用提高，操纵转向盘 的转向力减小。
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1-转向盘；2-输入轴；3-扭力杆；4-控制模块；5-输出轴；6-离合器；7-电机；8-传动轴；9转向轴；10-车轮；11-横拉杆；12-转向齿条 图16-8 EPS转向系统模型示意图
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当转动方向盘，扭矩通过输入轴被传递到扭力杆，由于扭力杆为弹性轴，相对输出 轴产生角向位移，输入轴和输出轴之间产生角向位移差，使滑块在输出轴轴向方向移动， 而扭矩传感器与滑块相连，扭矩传感器将滑块位移量转换为电压信号。将扭矩大小变化转 变为电压大小变化,并传送到ECU控制模块。ECU控制模块根据车速信号和扭矩信号的大小, 按照一定的算法，控制电机电流大小,从而控制电机传给输出轴的扭矩大小,实现在不同扭矩 和不同车速下的智能助力，获得最佳转向特性，协助驾驶员进行转向操纵。
图16-4wk.baidu.com三种不同的转向力特性曲线
16-5 汽车急转弯时的转向力特性
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16.3 电动助力转向系统的结构和工作原理
16.3.1 概述
电动助力转向系统EPS（Electronic Power Steering）是在EHPS的基础上发展起来 的新型电子控制动力转向系统。EPS是将最新的电子技术和高性能的电机控制技术应用于 汽车转向系统，其特点是显著改善汽车行驶性能、提高驾驶员的安全性和舒适性，减少油 耗，减少对环境的污染，比EHPS结构更简单，更节能。 随着电子技术的进一步发展，目前越来越多的轿车上采用了电动式电控动力转向系 统，它是一种直接依靠 EPS的主要优点有： （1）采用电力作为转向动力，省去了油压系统，所以不需要给转向油泵补充油， 也不必担心漏油。 （2）没有液压式动力转向系统所必须的常运转转向油泵，电动机只是在需要转向 时才接通电源，所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。 （3）将各部件装配成一个整体，既无管道也无控制阀，其结构紧凑、质量减轻。 一般电动式EPS的质量比液压式EPS质量轻25%左右。 （4）电动机工作可用ECU进行控制，可以比较容易地按照汽车性能的需要设置、 修改转向助力特性，具有较好的兼容性。电动机提供辅助转矩的电控动力式转向系统。
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如图16-3所示为该系统旁通流量控制阀的结构示意图。在阀体内装有主滑阀2和稳 压滑阀7，在主滑阀的右端与电磁线圈柱塞3连接，主滑阀与电磁线圈的推力成正比移动， 从而改变主滑阀左端流量主孔1的开口面积。调整调节螺钉4可以调节旁通流量的大小。稳 压滑阀7的作用是保持流量主孔前后压差的稳定，以使旁通流量与流量主孔的开口面积成正 比。当因转向负荷变化而使流量主孔前后压差偏离设定值时，稳压滑阀阀芯将在其左侧弹 簧张力和右侧高压油压力的作用下发生滑移。如果压差大于设定值，则阀芯左移，使节流 孔开口面积减小，流入到阀内的液压油量减少，前后压差减小；如果压差小于设定值，则 阀芯右移，使节流孔开口面积增大，流入到阀内的液压油量增多，前后压差增大。流量主 孔前后压差的稳定，保证了旁通流量的大小只与主滑阀控制的流量主孔的开口面积有关。
EPS根据电动机对转向系统产生助力的部位不同，电动式电控动力转向系统有三种类型： （1）转向管柱助力式； （2）转向器小齿轮助力式； （3）齿条助力式。
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16.3.2 转向管柱助力式电动助力转向系统的结构和 工作原理
转向管柱助力式电动助力转向系统被缩写为CEPS。其核心部件由扭矩传感器、 电机助力系统和控制系统三大部分组成，如图16-8所示。 （1）扭矩传感系统由输入轴、输出轴、扭力杆、滑块、电位器等零部件组成； （2）助力系统由电机、离合器、蜗杆和蜗轮等零部件组成； （3）控制系统由微处理器、扭矩传感器信号处理模块、电源及电源控制模块、 电磁离合器驱动模块、发动机转速信号处理模块、扭矩传感器信号处理模块等组 成。
项目16 汽车电子助力转向系统的 诊断及检修
16.1 概述
汽车电控动力转向系统就是根据各传感器的信号判断驾驶意愿和车辆状态信息，借助于 液压系统的液体压力或电动机驱动力来对车轮的转向实现不同程度的助力。 按照动力源不同，电控动力转向系统可以分为液压式和电动式两种。 液压式电控动力转向系统是在普通动力转向系统中增设了控制液体流量的电控系统，包 括电磁阀、车速传感器以及电控单元（ECU）等。ECU通过传感器的信号控制电磁阀的 开、闭，使得动力转向的助力程度连续可调，从而满足车辆在高、低速时的不同转向力 要求。 电动式电控动力转向系统是采用电动机作为动力源，电控单元依据转向参数和车速传感 器信号控制加在转向机构上的电动机转矩的大小和方向，得到一个相应的转向助力。
1-流量主孔；2-主滑阀；3-电磁线圈柱塞；4-调节螺钉；5-电磁线圈；6-节流阀；7-稳压滑 阀 图16-3 旁通流量控制阀结构
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在实际的转向操作中，驾驶员可以通过转换开关选择不同的转向模式：“H-高”、“N中”、“L-低”，得到三种适应不同行驶条件的转向力特性曲线，如图16-4所示。另外，ECU 还可以根据转向角度传感器输出信号的大小，在汽车急转弯时按照特殊的转向力特性实施 最优控制，如图16-5所示。
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16.2 液压式电控助力转向系统的结构和工作原理
液压式电控动力转向系统EHPS（Electronically Hydraulic Power Steering）是在普 通动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、检测车辆信息的各种传感器、以 及电控单元（ECU）。 根据控制方式不同，液压式电控动力转向系统分为流量控制式、反力控制式和阀灵 敏度控制式三种形式。 流量控制式电控转向系统的工作原理如图16-1所示，在动力转向泵与转向控制阀之 间设有旁通管路，在旁通管路中又设有旁通流量控制阀。系统工作时，ECU根据车速传感 器、转向角速度传感器和控制开关等信号，给旁通流量控制阀通入如图16-2所示的不同占 空比的信号，以控制其开启程度，进而控制供油和回油管路之间的旁通油量，从而调整供 给转向器内部的转向液的流量。当车辆高速行驶时，流过旁通流量控制阀电磁线圈上的平 均电流大，阀的开度大，旁路液压油量大，油泵向转向器供油量减少，动力转向控制阀灵 敏度下降（传力介质减少了），转向助力作用降低，操纵转向盘的转向力增加；反之，阀 开度变小，旁路液压油量小，油泵向转向器供油量增多，转向助力作用提高，操纵转向盘 的转向力减小。
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1-转向盘；2-输入轴；3-扭力杆；4-控制模块；5-输出轴；6-离合器；7-电机；8-传动轴；9转向轴；10-车轮；11-横拉杆；12-转向齿条 图16-8 EPS转向系统模型示意图
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当转动方向盘，扭矩通过输入轴被传递到扭力杆，由于扭力杆为弹性轴，相对输出 轴产生角向位移，输入轴和输出轴之间产生角向位移差，使滑块在输出轴轴向方向移动， 而扭矩传感器与滑块相连，扭矩传感器将滑块位移量转换为电压信号。将扭矩大小变化转 变为电压大小变化,并传送到ECU控制模块。ECU控制模块根据车速信号和扭矩信号的大小, 按照一定的算法，控制电机电流大小,从而控制电机传给输出轴的扭矩大小,实现在不同扭矩 和不同车速下的智能助力，获得最佳转向特性，协助驾驶员进行转向操纵。
图16-4wk.baidu.com三种不同的转向力特性曲线
16-5 汽车急转弯时的转向力特性
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16.3 电动助力转向系统的结构和工作原理
16.3.1 概述
电动助力转向系统EPS（Electronic Power Steering）是在EHPS的基础上发展起来 的新型电子控制动力转向系统。EPS是将最新的电子技术和高性能的电机控制技术应用于 汽车转向系统，其特点是显著改善汽车行驶性能、提高驾驶员的安全性和舒适性，减少油 耗，减少对环境的污染，比EHPS结构更简单，更节能。 随着电子技术的进一步发展，目前越来越多的轿车上采用了电动式电控动力转向系 统，它是一种直接依靠 EPS的主要优点有： （1）采用电力作为转向动力，省去了油压系统，所以不需要给转向油泵补充油， 也不必担心漏油。 （2）没有液压式动力转向系统所必须的常运转转向油泵，电动机只是在需要转向 时才接通电源，所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。 （3）将各部件装配成一个整体，既无管道也无控制阀，其结构紧凑、质量减轻。 一般电动式EPS的质量比液压式EPS质量轻25%左右。 （4）电动机工作可用ECU进行控制，可以比较容易地按照汽车性能的需要设置、 修改转向助力特性，具有较好的兼容性。电动机提供辅助转矩的电控动力式转向系统。
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如图16-3所示为该系统旁通流量控制阀的结构示意图。在阀体内装有主滑阀2和稳 压滑阀7，在主滑阀的右端与电磁线圈柱塞3连接，主滑阀与电磁线圈的推力成正比移动， 从而改变主滑阀左端流量主孔1的开口面积。调整调节螺钉4可以调节旁通流量的大小。稳 压滑阀7的作用是保持流量主孔前后压差的稳定，以使旁通流量与流量主孔的开口面积成正 比。当因转向负荷变化而使流量主孔前后压差偏离设定值时，稳压滑阀阀芯将在其左侧弹 簧张力和右侧高压油压力的作用下发生滑移。如果压差大于设定值，则阀芯左移，使节流 孔开口面积减小，流入到阀内的液压油量减少，前后压差减小；如果压差小于设定值，则 阀芯右移，使节流孔开口面积增大，流入到阀内的液压油量增多，前后压差增大。流量主 孔前后压差的稳定，保证了旁通流量的大小只与主滑阀控制的流量主孔的开口面积有关。