电动助力转向系统

电动助力转向系统(简称EPS)利用直流电动机提供转向动力，辅助驾驶员进行转向操作。根据助力机构的不同，电动助力转向系统可以分为电动液压式和电动机直接助力式两种。

11.6.1 电动液压式助力转向系统

电动液压助力转向系统(图11-42)的液压泵(齿轮泵)通过电动机驱动，与发动机在机械上毫无关系，助力效果只与转向盘角速度和行驶速度有关，是典型的可变助力转向系统。其特点是由ECU提供供油特性，汽车低速行驶时助力作用大，驾驶员操纵轻便灵活;在高速行驶时转向系统的助力作用减弱，驾驶员的操纵力增大，具有明显的“路感”，既保证了转向操纵的舒适性和灵活性，又提高了高速行驶中转向的稳定性和安全感。

图11-42 POLO轿车电动液压助力转向系统示意图

11.6.2 直接助力式电动转向系统

直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。

1.直接助力式电动转向系统的结构和工作原理

当转向轴转动时，直接助力式电动转向系统(图11-43)的转矩传感器开始工作，把两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单元(ECU)，ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统(转向轴)中，从而完成实时控制的助力转向。

图11-43 直接助力式电动转向系统示意图

2.直接助力式电动转向系统的类型

根据电动机布置位置的不同，直接助力式电动转向系统可以分为转向轴助力式和齿轮助力式、齿条助力式三种类型，如图11-44所示。

图11-44 直接助力式电动转向系统的类型

(a)转向轴助力式;(b)齿轮助力式;(c)齿条助力式

3.直接助力式电动转向系统的优缺点

1)优点

(1)效率高、能量消耗少。

(2)系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好。

(3)结构简单，质量小。

(4)系统便于集成，整体尺寸减小，省去了油泵和辅助管路，总布置更加方便。

(5)无液压元件，对环境污染少。

2)缺点

(1)提供的辅助动力较小，难以用于大型车辆。

(2)减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性，正确匹配整车性能至关重要。

(3)使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件，增加了系统的成本。

11.6.3 四轮转向系统

汽车的四轮转向(简称4WS)是指汽车在转向时，四个车轮都可相对车身主动偏转，使之起到转向作用，以改善汽车的转向机动性能。电动四轮转向系统布置如图11-45所示。

按照后轮转向机构控制和驱动方式的不同，四轮转向可分为机械式、液压式、电控机械式、电控液压式和电控电动式等几种类型。目前使用最广泛的4WS系统为电控液压式，主要用于前轮采用液压助力转向系统的汽车中。

图11-45 电动四轮转向系统布置示意图

11.6.4 线控转向系统

线控转向系统(图11-46)用传感器记录驾驶员的转向意图和车辆的行驶状况，通过数据线将信号传递给车载电脑，电脑据此作出判断并控制液压激励器提供相应的转向力，使转向轮偏转相应角度实现转向。

图11-46 线控转向系统的组成框图