电控动力转向系统(EHPS)介绍
电控液压助力转向系统(EHPS)研究概述
简述电动式电控动力转向系统的组成与工作原理
简述电动式电控动力转向系统的组成与工作原理一、引言电动式电控动力转向系统是一种新型的转向系统，它采用了电机作为动力源，通过电控器对电机进行控制，实现车辆的转向。
与传统的液压式转向系统相比，它具有响应速度快、能耗低、噪音小等优点，因此在现代汽车中得到了广泛应用。
本文将详细介绍电动式电控动力转向系统的组成和工作原理。
二、组成1. 电机电机是整个系统的核心部件，它提供了转向所需的动力。
目前市场上常见的电机有直流无刷电机和交流异步电机两种。
直流无刷电机具有高效率、高功率密度和长寿命等优点，在小型汽车中得到了广泛应用；交流异步电机则具有低成本和可靠性好等优点，在大型汽车中得到了广泛应用。
2. 传感器传感器主要负责检测车辆当前的行驶状态，并将这些信息反馈给控制器。
目前市场上常见的传感器包括角度传感器、扭矩传感器和速度传感器等。
3. 控制器控制器是整个系统的大脑，它根据传感器反馈的信息对电机进行控制，实现车辆的转向。
控制器通常由微处理器、电源电路、驱动电路和通讯接口等组成。
4. 电源电源为整个系统提供所需的电能。
目前市场上常见的电源有蓄电池和超级电容器两种。
蓄电池具有存储能量大、成本低等优点，在小型汽车中得到了广泛应用；超级电容器则具有充放电速度快、寿命长等优点，在大型汽车中得到了广泛应用。
三、工作原理1. 转向力矩计算在行驶中，车辆需要受到一定的转向力矩才能完成转弯操作。
转向力矩大小与车速、转弯半径和路面摩擦系数等因素有关。
为了保证车辆安全稳定地行驶，系统需要根据当前行驶状态计算出所需的转向力矩。
2. 传感器检测系统通过角度传感器检测方向盘旋转角度，并通过扭矩传感器检测方向盘所施加的扭矩大小，同时通过速度传感器检测车速大小。
3. 控制器控制控制器根据传感器反馈的信息计算出所需的转向力矩，并将这个信息转换成电机控制信号。
电机根据控制信号输出相应的扭矩，实现车辆的转向。
4. 能量回收在车辆行驶过程中，由于转向力矩大小不同，系统需要不断地调整电机输出扭矩大小。
动力转向系统的分类
动力转向系统的分类动力转向系统主要分为以下几种类型：1. 液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering, HPS）：这是最常见的动力转向类型，它通过一个液压泵产生的压力来辅助驾驶员转动方向盘。
当驾驶员转动方向盘时，泵会增加转向系统中的压力，从而减轻驾驶员所需施加的力量。
液压助力转向系统需要一个液压泵，通常由发动机驱动，并且依赖于转向液来传递压力。
2. 电动助力转向系统（Electric Power Steering, EPS）：这种系统使用电动机来提供转向助力，而不是液压泵。
EPS 系统可以根据车速调整助力水平，通常更加高效且对环境友好，因为它们减少了能量消耗和液体泄漏的可能性。
电动助力转向系统也允许更精确的控制，并且可以集成到车辆的其他电子系统中。
3. 电动液压助力转向系统（Electro-Hydraulic Power Steering, EHPS）：这种系统结合了液压和电动助力的特点。
它使用电动机来驱动液压泵，从而减少了对发动机的依赖并提高了能效。
EHPS系统可以在不同的驾驶条件下提供优化的助力。
4. 电动助力随速转向系统（Speed-Sensitive Electric Power Steering, S-EPS）：这是电动助力转向系统的一种，它能够根据车速自动调整助力的大小。
在低速行驶时提供更多的助力，以减轻驾驶员在倒车或停车时的负担；在高速行驶时减少助力，以确保稳定的操控性能。
每种系统都有其独特的优点和应用场景，选择哪一种系统取决于车辆设计、成本考量、性能需求以及对环境影响的关注程度。
随着技术的发展，电动助力转向系统因其高效、节能和易于集成的特点而越来越受到青睐。
汽车转向控制系统
液压式电子控制动力转向系统EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增 设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等形成的。 电动式电子控制动力转向系统EPS是在传统的机械式转向系统的基础上，利用 直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动 机转矩的大小和转动方向。电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩 后，加在汽车的转向器构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
电动式电控动力转向系统
电动式电控动力转向系统EPS是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的电动 助力式转向系统。该系统仅需要控制电动机电流的方向和幅值，不需要复 杂的控制机构。另外，该系统由于利用微机控制，因此为转向特性的设置 提供了较高的自由度，同时还降低了成本和重量。
EPS系统主要特点如下：
电动机、减速机、转向柱和转向齿轮箱可以制成一个整体，管道、液压泵等不 需单独占据空间，易于装车。 增加了电动机和减速机，而取消了液压管道等部件，使整个系统趋于小型轻量 化。 液压泵仅在必要时用来使电动机运转，故可以节能。 因为零件的数目少，不需要加油和抽空气，所以在生产线上的装配性好。由此， 从发展的角度看，电动式动力转向系统将成为标准件装备在汽车上。
偏置轴与转向枢轴构造及原理
1－从动杆回转中心 2－偏置轴运动轨迹 3－偏置轴 4－连接座 5－扇形齿轮 6－转向枢轴 7－从动杆
8－转向枢轴左右回转中心 9－外套 10－内套
1－转向枢轴 2－从动杆 3－扇形齿轮 4－偏置轴
ehps工作原理
ehps工作原理EHPS（Electric Hydraulic Power Steering）是一种电液助力转向系统，它通过电动泵驱动液压泵并实现转向力的辅助。
本文将从EHPS的工作原理、组成部分和优势等方面进行详细介绍。
一、EHPS的工作原理EHPS系统的工作原理可以概括为三个步骤：感应转向、信号处理和液压助力。
1. 感应转向EHPS系统通过感应转向操作，即通过感应转向轴的转动来判断驾驶员的转向意图。
感应转向通常采用角位移传感器或扭矩传感器，它们能够实时监测转向轮的转动情况，并将转向角度或转矩信号传递给控制器。
2. 信号处理EHPS系统的控制器接收到转向角度或转矩信号后，会进行信号的处理和计算，从而确定所需的转向助力。
控制器根据预设的转向助力曲线和车辆当前的工况，计算出所需的液压助力信号。
3. 液压助力EHPS系统通过电动泵驱动液压泵，将液压助力信号转换为液压助力输出。
液压助力输出通过液压管路传递给转向系统，使转向系统产生助力效果。
液压泵的工作原理是通过电动泵驱动电动机，电动机带动液压泵产生液压压力，然后将液压压力传递给转向系统，从而实现转向助力。
二、EHPS的组成部分EHPS系统主要由转向轴、角位移传感器（或扭矩传感器）、控制器、电动泵、液压泵和液压管路等组成。
1. 转向轴转向轴是EHPS系统的输入部分，驾驶员通过转动转向轮来产生转向信号，从而引起EHPS系统的工作。
2. 角位移传感器（或扭矩传感器）角位移传感器或扭矩传感器能够感知转向轴的转动情况，并将转动信号转换为电信号，传递给控制器。
3. 控制器控制器是EHPS系统的核心部分，它接收到传感器的信号后，进行信号处理和计算，从而确定所需的转向助力，并将助力信号输出给电动泵。
4. 电动泵电动泵是EHPS系统的动力源，它通过电动机驱动液压泵工作，产生液压助力。
5. 液压泵和液压管路液压泵通过电动泵产生液压压力，并通过液压管路将液压助力传递给转向系统。
电液助力转向系统介绍
电液助力转向系统鉴于电液助力转向系统（Electro-Hydraulic Power Steering ，简称EHPS ）技术较为成熟，考虑到EHPS 是在HPS 系统上发展起来的，布置更改较小。
建议首先配置EHPS 系统。
在此基础上，为进一步简化结构、方便安装维修并克服渗油问题，再装配自主研发的EPAS 系统。
EHPS 系统结构示意图见图1所示，主要包括电动机、控制器、装配在小齿轮轴上的转角传感器、齿轮泵、储油罐和转向机等，其中储油罐、齿轮泵、电机、电子控制单元集成一体,通过CAN 与整车中央控制单元总线交换必要信息数据（如车速），转向机结构与HPS 转向机相同，高效齿轮泵为EHPS 提供液压助力，齿轮泵由小惯量、内转子、三相无刷直流电机驱动，电源来自汽车12伏蓄电池。
EHPS 系统与传统HPS 系统相比具备良好的转向感并且节约能源。
图1 EHPS 系统结构示意图齿轮泵储油罐车速传感器方向盘转角传感器发动机转速传感器蓄电池交流发电机无刷电机齿条控制器数据线电源线高压进油管低压回油管图2 EHPS 系统工作原理图选用Polo轿车所配备的一体化电液泵（6Q0423 156M）和方向盘速度传感器（6Q1423291D），电液泵在车上的布置见图4所示。
一体化电液泵电气插头管脚定义示意图见图5所示。
图4 一体化电液泵在车上的布置图5 一体化电液泵电气插头管脚定义示意图在上电状态下，电液泵控制器实时采集方向盘转速信号，并通过CAN与整车中央控制单元通讯从而获取车速信号及发动机点火开关信号，实现车速感应型助力。
电液泵控制器CAN通讯协议初步解析结果如下：已知有效报文为两帧，其ID格式为11位标识符，传输速率为500Kbit/s。
两个报文的标识符分别为：280（其发送周期为10ms）；320（其发送周期为50ms）。
报文数据场长度均为8，报文数据内容有待进一步研究。
油路最高压力为10.5Mpa，电机电流为60A，电液泵消耗电功率为720W。
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。
电控液压助力转向系统组成和工作原理
电控液压助力转向系统组成和工作原理简介电控液压助力转向系统（EHPS）是现代汽车转向系统的重要部分，它结合了电子控制和液压动力，以提供更精确、更稳定的转向助力。
以下是电控液压助力转向系统的组成和工作原理的详细介绍。
一、组成电控液压助力转向系统主要由以下几个部分组成：1.转向柱：这是驾驶员操作转向的主要设备，转向柱上装有转向盘。
2.电动助力泵：该设备由电动机驱动，将油从储油罐中泵出，增加液压压力。
3.储油罐：储存液压油，同时保持液压系统的压力。
4.动力转向器：这是一个将液压能转化为机械能的装置，它利用阀控制液压油的流动，从而产生转向助力。
5.电子控制单元（ECU）：根据车速、方向盘转角等信息，控制电动助力泵的运转和提供转向助力的大小。
二、工作原理电控液压助力转向系统的工作原理可以概括为以下几点：1.电动助力泵：电动助力泵由电动机驱动，根据ECU的指令调整输出压力。
在低速时，电动机产生的助力较大，以增强转向性能；在高速时，电动机产生的助力较小，以保证稳定性。
2.液压回路：当驾驶员转动方向盘时，动力转向器中的阀会开启，使液压油流入助力缸中。
液压缸中的活塞受到液压力，推动转向柱和转向轮转动。
同时，液压回路中的单向阀确保液压油只能流向一个方向，防止回流。
3.电子控制单元：ECU根据车速、方向盘转角等信息，计算出合适的助力大小和方向。
它通过调节电动机的电流或电压，控制电动助力泵的输出压力，从而提供合适的助力。
此外，ECU还可以监控系统的运行状态，如有异常会立即采取措施。
4.反馈系统：在电控液压助力转向系统中，还设有反馈系统。
反馈系统通过传感器监测方向盘的转角和速度、车速等信息，将这些信息反馈给ECU。
ECU根据这些信息调整助力泵的工作状态，确保系统始终处于最佳工作状态。
5.液压油的循环：在系统中，液压油不断地在回油管路和助力缸之间循环流动。
回油管路中的温度传感器可以监测液压油的温度，防止过高或过低。
如果液压油的温度过高，系统会自动减少助力泵的工作时间，或者开启冷却系统降低温度。
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电控动力转向系统（EHPS）介绍
汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。
机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向；动力转向系统则是在驾驶员的控制下，借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向，所以动力转向系统也称为转向动力放大装置。
随着道路条件的不断改善，汽车速度的不断提高，对转向系统操纵的安全性与舒适性提出了更高的要求。
动力转向系统由于具有使转向操纵灵活、轻便，设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性大，能吸收路面对前轮产生的冲击等优点，因此已在各国的汽车制造中普遍采用。
但是，从易于驾驶和安全性方面考虑，理想的操纵状态是低速时转向始终应当轻快，而在高速时要有适当的手感并且运行平稳，因此，对于传统的液压动力转向器，其固定的放大倍率成为动力转向系统的主要缺点，往往是满足了低速转向轻便的要求便无法满足高速转向时要求的手感，或者满足了高速转向时有良好的手感但低速时又不免转向沉重。
人满意的程度。
向系统（液压式EPS
式电子控制动力转向系统（电动式EPS）。
EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等装置构成的，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀的开度，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。
电动式EPS则是利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速信号，控制电机输出扭矩。
电动机的输出扭矩经由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
EHPS从控制方式可以分为以下几种类型：
其中，第（1）种和第（2）种类型是EHPS发展初期的控制方式，主要的控制目标都是将系统中的动力泄荷掉一部分以实现高速时减小助力，但这样做的弊病就是浪费了动力，不利于车辆省油，而且，还有急转弯反应迟钝的缺点，需要安装特别装置才能解决，现在已很少采用。
第（3）种油压反馈控制式现在使用的比较普遍，其根据车速传感器，控制反力室油压，改变压力油的输入、输出的增益幅度以控制操舵力。
操舵力的变化量，按照控制的反馈压力，在油压反馈机构的容量范围内可任意给出，急转弯也没问题，但是其结构复杂，各部分的加工精度要求较高，价格也较高。
第（4）种阀特性控制式是近几年开发的类型，是根据车速控制电磁阀，直接改变动力转向控
制阀的油压增益（阀灵敏度）以控制油压的新方法。
这种控制方式使来自油泵的供给流量没有浪费，结构简单，部件少、价格便宜，有较大的选择操舵力的自由度，可获得自然的操舵感和最佳的操舵特性。
又因其阀结构简单，在传统的液力转向系统上不须做太多的改动就可实现，所以成为EHPS今后发展的主流。
车速感应式电子控制动力转向
①系统概要简介
该系统在传统的液压动力转向器的转阀上做了局部改进，并增加了比例电磁阀、电子控制单元、车速传感器等实现。
转阀的可变油口分为低速油口和高速油口两种，高速油口的前后设有低速油口。
在高速油口之后设有旁通回路，在旁通回路中又设置了比例电磁阀，根据车速开启电磁阀，改变电磁阀的灵敏度以控制操纵力。
系统备有故障安全保险功能，当电气系统发生故障时，具有确保高速工况的操作特性。
典型的系统如图2所示。
图2 EHPS系统图
1—发动机2—前轮3、17—动力转向泵4—齿轮齿条机构5、19—油箱
6、18—比例电磁阀
7、20—电控单元（ECU）8—车速传感器9—车灯开关
10—空挡开关11—离合器开关12—保险丝13—蓄电池14—动力缸
15—外体16—内体
②主要部件的结构及工作过程
转阀转阀一般在圆周上形成6条或8条沟槽。
图3示出了用于可变特性的具有12条沟槽的系统，各沟槽利用阀体，与泵、动力缸、电磁阀及油箱连接。
图3示出实际的转阀结构剖面图。
阀部的等效电桥电路如图4所示。
压回路。
可变油口
2L
低速油口；3R、3L
如图5。
当车辆处于低速行驶或停车时，电磁阀完全关闭，由于旁通回路截止，高灵敏度低
速油口1R及2R以较小的转向扭矩关闭，所以具有轻便的转向特性（图5）。
车辆高速行驶时，电磁阀完全开启，液压油经过旁通回路，流回油箱，灵敏度低的高速油口3R控制通向动力缸的油压，所以具有重工况的转向特性（图6）。
从低速到高速的过渡区间，由于电磁阀的作
7）。
ECU
油箱
油泵
1R
P2
2R
完全关闭
比例电磁阀
P=P2+P3
动力缸
3R
P
3油箱
ECU
油泵
完全开启
2R
P2
=0
比例电磁阀
动力缸
P=P3
1R
3R
P
3图5 低速或停车时
图6 高速时
电磁阀图3示出了电磁阀的一种结构。
该阀设有控制流量的旁通油路，是可变节流阀。
在低速时电磁线圈通过最大的电流，可变油口关闭，随着车速的提高，顺次减小通电电流，可变油口开启，在高速时开启面积达到最大值。
该阀在左右转向时，液压油的流动方向可以逆转，所以在上下流动方向中，可变油口必须具有相同的特性。
为确保高压时流体力作用于阀，必须提供稳定的油压控制。
电子控制单元（ECU）
ECU接受来自车速传
感器的信号，换算后向电
磁阀的电磁线圈中输出
相应的电流，同时，ECU
还监测自身及附件的工
作情况，一旦出现异常会
立刻作出反应。
图8示出
了控制力特性图。
图8 车速—电流特性
③电子控制动力转向系统的发展前景
理论上来讲，液压式EPS是在优化车速所对应的操纵性和稳定性处于均衡状态下，控制助力大小而获得最佳手感的系统，同常规的液压动力转向系统相比，它有以下优点：
（1）阀特性可变，手感好。
电子控制单元接受速度传感器传递来的脉冲信号，按照预先设定的转换规则输出相对应的电磁阀控制信号，
控制电磁阀口的开度，进而得到此时刻的最佳助力。
实际使用时，
可根据路面状况、车辆性能及个人习惯设置不同的阀特性曲线系
数，使转向系统适应范围更加广泛；
（2）结构简单、部件少、成本低，在原有转向器的基础上不需太大的改动；
（3）能够把油泵提供的流量尽可能的变成作用在动力缸中的压力，耗能少，效率高；
（4）系统具有失效自动保护装置。
因为电子控制系统只是附加在原来的转向机上，所以当电子控制系统失效而使电子信号消失时，系
统会自动恢复到普通液压动力转向状态。
目前，国外的许多高档轿车上已经开始装配电控动力转向器，采用的样式也不外乎前面介绍的几种，如日产蓝鸟轿车采用的是流量控制式EHPS，圣迪亚轿车采用的是反力控制式EHPS，’89型地平线轿车采用的是阀特性控制式EHPS。
国内在此项目上尚且是一个空白，作为国内生产转向器的专业厂，荆州恒隆公司本着增加产品的种类，提高市场竞争力量的原则，积极进行此项目的开发。
首批样件以捷达王轿车为原型，采用阀特性控制式结构的EHPS系统，从国外购买电磁阀，使用自行设计开发的电子控制板。
待装车试验结束后，将很快投放市场。