前言

汽車的轉向系統(tǒng)經(jīng)歷了機械轉向系統(tǒng)、液壓助力轉向系統(tǒng)、電控液壓助力轉向系統(tǒng)、電動助力轉向系統(tǒng)的發(fā)展過程，隨著線控技術的發(fā)展，線控轉向技術也逐漸出現(xiàn)在汽車的轉向系統(tǒng)中。

一、汽車轉向系統(tǒng)發(fā)展情況

1.助力轉向分類

?機械轉向

?液壓助力轉向

?電控液壓助力轉向

?電動助力轉向

2. 液壓助力轉向系統(tǒng)（HPS）

液壓助力轉向系統(tǒng)采用液壓伺服控制方式構成的液壓控制系統(tǒng)，主要由V型傳動皮帶、壓力流量控制閥體、油管、動力缸、轉向助力泵、轉向柱、轉向傳動軸、儲油罐等部件構成

優(yōu)點：

?采用機械部件連接，路感直接，信息反饋豐富

?液壓泵由發(fā)動機驅(qū)動，轉向動力充沛，技術成熟，可靠性高，平均制造成本低

缺點：

?低速大轉向轉彎時比較沉

?依靠發(fā)動機動力來驅(qū)動油泵，能耗比較高

?液壓系統(tǒng)的管路結構非常復雜，油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài)，使用壽命受到影響。

3. 電控液壓助力轉向系統(tǒng)（EHPS）

電控液壓助力系統(tǒng)（EHPS）的主要由儲油罐、控制單元、電動泵、轉向機構、助力轉向傳感器等構成

優(yōu)點：

?采用電動液壓泵,低速輸出大扭矩，高速輸出小扭矩

缺點：

?結構復雜、不便于安裝維修及檢測、造價較高，無法克服液壓系統(tǒng)的缺點，如滲油問題、低溫工作性能

4. 電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）

電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）是一種直接依靠電動機提供輔助轉矩的動力轉向系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的使用工況控制電動機提供不同的動力，實現(xiàn)轉向助力隨車速的變化而變化，且*在需要轉向的時候提供轉向動力，降低燃油消耗率，且轉向更加輕便

優(yōu)點：

?結構簡單

?降低油耗

?噪聲小

?助力效果好

?實現(xiàn)轉向系統(tǒng)主動回正

?環(huán)保性好

二、電動轉向系統(tǒng)結構及工作原理

1. 電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）的分類

電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）根據(jù)電機驅(qū)動部位和機械結構的不同，可將電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）分為轉向軸助力式、齒輪助力式和齒條助力式

2. 電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）的結構

電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）直接依靠電動機提供輔助轉向動力。

EPS主要由轉矩傳感器、轉角傳感器、車速傳感器、電動機、電磁離合器、減速機構、電子控制單元（ECU）等組成

（1）轉矩傳感器

轉矩傳感器用于檢測作用于轉向盤上扭矩信號的大小與方向

接觸式扭桿電位計傳感器是在轉向軸位置加一根扭桿，通過扭桿檢測輸入軸與輸出軸的相對扭轉位移，并將這種扭轉變化輸入給ECU。

（2） 電動機

EPS一般常采用直流無刷永磁電動機,無刷永磁電動機具有無激磁

損耗、效率較高、體積較小等特點。

（3）電磁離合器

電磁離合器可以保證電動助力只在預定的范圍內(nèi)起作用。

當車速、電流超過限定值或轉向系統(tǒng)發(fā)生故障時，離合器

便自動切斷電動機動力，恢復手動控制轉向。

（4）減速機構

減速機構用來增大電動機傳遞給轉向器的轉矩

電動式EPS以直流電動機作為助力源，電子控制單元根據(jù)車速和轉

向參數(shù)控制電動機通電電流強度，調(diào)節(jié)加力電動機工作力矩，進

而控制轉向助力強度。

電動式EPS的助力作用受電腦控制，在低速轉向時的助力作用*強，

隨著車速的升高助力作用逐漸減弱

三、線控轉向結構及原理

1. 線控轉向系統(tǒng)（SBW）

汽車線控轉向系統(tǒng)（SBW）取消了轉向盤與轉向輪之間的機械連接，完全由電能實現(xiàn)轉向，擺脫了傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)的各種限制，不但可以自由設計汽車轉向的力傳遞特性，設計汽車轉向的角傳遞特性，通過控制算法實現(xiàn)智能化車輛轉向，而且比傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)更加節(jié)省安裝空間，重量更輕

1. 線控轉向系統(tǒng)結構組成

（1）轉向盤傳感器：轉向盤轉動時帶動轉角傳感器的大齒輪轉動，大齒輪帶動裝有磁體的兩個小齒輪轉動，產(chǎn)生變化的磁場，通過敏感電路檢測這種變化產(chǎn)生的轉角信號，通過CAN總線將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

（2）路感電機：將主控制器傳來的回正信號轉化為回正力矩，向駕駛員提供路感。

轉向執(zhí)行總成：快速響應主控制器傳來的轉角信號，完成車輛的轉向。

（3）主控制器：采集包括轉向盤轉角、轉向盤扭矩、車速等傳感器的信息，根據(jù)內(nèi)部的程序，計算出合適的前輪轉角發(fā)送到轉向執(zhí)行電機，實現(xiàn)車輛轉向，計算出合適的回正力矩傳遞給路感電機，向駕駛員提供路感。

線控轉向系統(tǒng)與傳統(tǒng)電動助力轉向區(qū)別

EPS 與線控轉向之間的主要差異就是線控轉向取消了方向盤與車輪之間的機械連接，用傳感器獲得方向盤的轉角數(shù)據(jù)，然后ECU 將其折算為具體的驅(qū)動力數(shù)據(jù)，用電機推動轉向機轉動車輪。

而EPS 則根據(jù)駕駛員的轉角來增加轉向力。線控轉向的缺點是需要模擬一個方向盤的力回饋，因為方向盤沒有和機械部分連接，駕駛者感覺不到路面?zhèn)鲗淼淖枇?，會失去路感，不過在無人車上，就無需考慮這個了。

在Q50L 上線控轉向還保留機械裝置，保證即使電子系統(tǒng)全部失效，依然可以正常轉向。

四、線控轉向系統(tǒng)典型應用

日產(chǎn)旗下的英菲尼迪Q50 DAS系統(tǒng)

三個ECU屬于并聯(lián)關系，負責的內(nèi)容各不相同（從左至右分別為左前輪、方向盤、右前輪），并同時彼此互相監(jiān)測其它兩個ECU的工作情況。

當任意一個ECU被監(jiān)測到出現(xiàn)了問題時，備用模式將立刻通過一個離合器被**，恢復至傳統(tǒng)的機械傳動轉向模式，確保萬無一失。

但在正常情況下，轉向方向盤靠備用離合器保持與轉向齒條和前輪分離。

而轉向力電機對方向盤/駕駛員產(chǎn)生適當?shù)霓D向力反饋。

Q50的線控主動轉向（DAS）與傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)區(qū)別**的是正常狀態(tài)下，方向盤和車輪沒有機械連接，而是依靠電路傳送信號

線控轉向系統(tǒng)在保證與傳統(tǒng)轉向系統(tǒng)一樣精確和快速的同時，還可以過濾多余路面信息，降低駕駛者的疲勞程度

操控性：由于采用電子信號控制從而消除了轉向力在傳遞過程中產(chǎn)生的遲滯，DAS明顯比傳統(tǒng)轉向更加靈敏和**，使普通駕駛者無論在激烈駕駛或是日常駕駛中都能夠以前所未有的時時掌控車輛的轉向狀況，享受更多駕駛樂趣。

本章小節(jié)

1、汽車轉向系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

2、電動助力轉向結構及工作原理

3、線控轉向系統(tǒng)結構及工作原理