前言

汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程，隨著線控技術(shù)的發(fā)展，線控轉(zhuǎn)向技術(shù)也逐漸出現(xiàn)在汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。

一、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展情況

1.助力轉(zhuǎn)向分類

?機(jī)械轉(zhuǎn)向

?液壓助力轉(zhuǎn)向

?電控液壓助力轉(zhuǎn)向

?電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向

2. 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用液壓伺服控制方式構(gòu)成的液壓控制系統(tǒng)，主要由V型傳動(dòng)皮帶、壓力流量控制閥體、油管、動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向助力泵、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸、儲(chǔ)油罐等部件構(gòu)成

優(yōu)點(diǎn)：

?采用機(jī)械部件連接，路感直接，信息反饋豐富

?液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力充沛，技術(shù)成熟，可靠性高，平均制造成本低

缺點(diǎn)：

?低速大轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)彎時(shí)比較沉

?依靠發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)油泵，能耗比較高

?液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)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(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）

電控液壓助力系統(tǒng)（EHPS）的主要由儲(chǔ)油罐、控制單元、電動(dòng)泵、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、助力轉(zhuǎn)向傳感器等構(gòu)成

優(yōu)點(diǎn)：

?采用電動(dòng)液壓泵,低速輸出大扭矩，高速輸出小扭矩

缺點(diǎn)：

?結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于安裝維修及檢測(cè)、造價(jià)較高，無(wú)法克服液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)，如滲油問(wèn)題、低溫工作性能

4. 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）

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

優(yōu)點(diǎn)：

?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

?降低油耗

?噪聲小

?助力效果好

?實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主動(dòng)回正

?環(huán)保性好

二、電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

1. 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的分類

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部位和機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，可將電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式和齒條助力式

2. 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的結(jié)構(gòu)

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)向動(dòng)力。

EPS主要由轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)、電子控制單元（ECU）等組成

（1）轉(zhuǎn)矩傳感器

轉(zhuǎn)矩傳感器用于檢測(cè)作用于轉(zhuǎn)向盤上扭矩信號(hào)的大小與方向

接觸式扭桿電位計(jì)傳感器是在轉(zhuǎn)向軸位置加一根扭桿，通過(guò)扭桿檢測(cè)輸入軸與輸出軸的相對(duì)扭轉(zhuǎn)位移，并將這種扭轉(zhuǎn)變化輸入給ECU。

（2） 電動(dòng)機(jī)

EPS一般常采用直流無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī),無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)具有無(wú)激磁

損耗、效率較高、體積較小等特點(diǎn)。

（3）電磁離合器

電磁離合器可以保證電動(dòng)助力只在預(yù)定的范圍內(nèi)起作用。

當(dāng)車速、電流超過(guò)限定值或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離合器

便自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)動(dòng)力，恢復(fù)手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向。

（4）減速機(jī)構(gòu)

減速機(jī)構(gòu)用來(lái)增大電動(dòng)機(jī)傳遞給轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)矩

電動(dòng)式EPS以直流電動(dòng)機(jī)作為助力源，電子控制單元根據(jù)車速和轉(zhuǎn)

向參數(shù)控制電動(dòng)機(jī)通電電流強(qiáng)度，調(diào)節(jié)加力電動(dòng)機(jī)工作力矩，進(jìn)

而控制轉(zhuǎn)向助力強(qiáng)度。

電動(dòng)式EPS的助力作用受電腦控制，在低速轉(zhuǎn)向時(shí)的助力作用*強(qiáng)，

隨著車速的升高助力作用逐漸減弱

三、線控轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)及原理

1. 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）

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

1. 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

（1）轉(zhuǎn)向盤傳感器：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)角傳感器的大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪帶動(dòng)裝有磁體的兩個(gè)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，通過(guò)敏感電路檢測(cè)這種變化產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角信號(hào)，通過(guò)CAN總線將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

（2）路感電機(jī)：將主控制器傳來(lái)的回正信號(hào)轉(zhuǎn)化為回正力矩，向駕駛員提供路感。

轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成：快速響應(yīng)主控制器傳來(lái)的轉(zhuǎn)角信號(hào)，完成車輛的轉(zhuǎn)向。

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

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與傳統(tǒng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向區(qū)別

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

而EPS 則根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)角來(lái)增加轉(zhuǎn)向力。線控轉(zhuǎn)向的缺點(diǎn)是需要模擬一個(gè)方向盤的力回饋，因?yàn)榉较虮P沒(méi)有和機(jī)械部分連接，駕駛者感覺(jué)不到路面?zhèn)鲗?dǎo)來(lái)的阻力，會(huì)失去路感，不過(guò)在無(wú)人車上，就無(wú)需考慮這個(gè)了。

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

四、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)典型應(yīng)用

日產(chǎn)旗下的英菲尼迪Q50 DAS系統(tǒng)

三個(gè)ECU屬于并聯(lián)關(guān)系，負(fù)責(zé)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(shí)彼此互相監(jiān)測(cè)其它兩個(gè)ECU的工作情況。

當(dāng)任意一個(gè)ECU被監(jiān)測(cè)到出現(xiàn)了問(wèn)題時(shí)，備用模式將立刻通過(guò)一個(gè)離合器被**，恢復(fù)至傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)向模式，確保萬(wàn)無(wú)一失。

但在正常情況下，轉(zhuǎn)向方向盤靠備用離合器保持與轉(zhuǎn)向齒條和前輪分離。

而轉(zhuǎn)向力電機(jī)對(duì)方向盤/駕駛員產(chǎn)生適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向力反饋。

Q50的線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向（DAS）與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)區(qū)別**的是正常狀態(tài)下，方向盤和車輪沒(méi)有機(jī)械連接，而是依靠電路傳送信號(hào)

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在保證與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一樣精確和快速的同時(shí)，還可以過(guò)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(hào)控制從而消除了轉(zhuǎn)向力在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的遲滯，DAS明顯比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向更加靈敏和**，使普通駕駛者無(wú)論在激烈駕駛或是日常駕駛中都能夠以前所未有的時(shí)時(shí)掌控車輛的轉(zhuǎn)向狀況，享受更多駕駛樂(lè)趣。

本章小節(jié)

1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

2、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)及工作原理

3、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理