电动助力转向系统
4-1新能源汽车电动助力转向系统认知
2.扭矩传感器
扭矩传感器由二个带孔圆环，线圈，线圈盒及电路板组成。它获得转向盘上 操作力大小和方向信号，并把它们转换为电信号，传递到EPS控制盒。二个 带孔圆环一个安装在输出轴上，一个安装在输入轴上。当输入轴相对输出轴 转动时，电路板计算出输入轴相对于输出轴的旋转方向和旋转量。当转动转 向盘时，扭矩被传递到扭力杆，输入轴和输出轴之间出现角度偏差，电路板 检测出角度偏差及方向，通过计算得到扭矩大小和方向并转换为电压信号传 递到EPS控制器中。如图所示。
1.电动助力转向系统的优点
2）助力效果相对更好。EPS可根据汽车运行的不同工况，通过优化设 计助力特性曲线，获得准确的助力，助力效果十分理想。同时还可以 通过控制阻尼系数减小因为路面的干扰对转向系统产生的影响，保障 车辆低速行驶时的轻便性，提高汽车高速行驶时的稳定性，进而提高 汽车的转向性能。 3）质量大大减轻。与液压转向比较，电动助力转向系统的结构更加 简单，零件数目显著减少，因而带来质量的轻便，于此同时使布置更 加简单，而且降低了工作时产生的噪声污染。
2.电缆的分类
新能源汽车充电有交流充电和直流充电两种方式，对应的，有交流新 能源汽车充电电缆和直流新能源汽车充电电缆两种类型的电缆。交流 充电大多是普通充电，时间较慢，而直流充电大多属于快速充电，充 电时间短，方便快捷。对电缆结构来说，直流充电电缆比交流充电电 缆多了一对充电通信线芯，属于综合电缆。
充电连接装置概述
知识点
01 充电连接装置的术语与定义 02 充电连接装置的一般要求
1.充电连接装置的术语与定义
1）充电连接装置 充电连接装置是指新能源汽车 充电时，连接新能源汽车和新 能源汽车供电设备的组件，主 要包括电缆、供电接口、车辆 接口、缆上控制保护装置、盖 帽等部件。
EPS工作原理
EPS工作原理EPS（Electric Power Steering）是指电动助力转向系统，它是一种现代化的汽车转向系统，通过电机来提供转向助力，取代了传统的液压助力转向系统。
EPS工作原理是通过电动助力转向系统的电机和传感器的配合，实现对车辆转向的控制和辅助。
EPS工作原理的核心是电机和传感器的协同工作。
电机主要负责提供转向助力，而传感器则用于感知驾驶员的转向意图和车辆的运动状态，从而根据这些信息来调整电机的输出力矩。
具体来说，EPS系统由以下几个主要组成部分构成：1. 电机：EPS系统中的电机通常是一种直流无刷电机，它通过电能转化为机械能，提供转向助力。
电机的输出力矩可以根据驾驶员的转向意图和车辆的运动状态进行调整。
2. 传感器：EPS系统中的传感器主要包括转向角度传感器、转向助力传感器和车速传感器。
转向角度传感器用于感知驾驶员的转向意图，转向助力传感器用于感知车辆的转向助力需求，而车速传感器则用于感知车辆的运动状态。
3. 控制单元：EPS系统的控制单元是整个系统的大脑，它接收传感器的信号，并根据这些信号来计算出电机的输出力矩。
控制单元还可以根据驾驶员的转向意图和车辆的运动状态进行实时调整，以提供最佳的转向助力。
4. 电源：EPS系统通常使用车辆的电池作为电源，通过电池向电机供电。
电源还可以通过发电机和整流器来充电，以保证EPS系统的正常工作。
EPS系统的工作过程如下：当驾驶员转动方向盘时，转向角度传感器会感知到方向盘的转动，并将这个信号传送给控制单元。
控制单元根据转向角度传感器的信号来判断驾驶员的转向意图，并计算出相应的电机输出力矩。
同时，转向助力传感器会感知车辆的转向助力需求，并将这个信号传送给控制单元。
控制单元根据转向助力传感器的信号来调整电机的输出力矩，以提供适当的转向助力。
此外，车速传感器会感知车辆的运动状态，并将这个信号传送给控制单元。
控制单元根据车速传感器的信号来调整电机的输出力矩，以提供与车速相适应的转向助力。
电动助力转向系统设计论述
提 供 辅 助 动 力 ，并 通 过 电 子 控 制 单 元 等 相 关 硬 件 电路 ，进 行 数 字 信 号 采 集 、脉 宽 调 制 输 出等 ，然 后 根 据 单 片机 相 关 指 令 对 电
动 机 进 行 实时 控 制 ，并 最 终 由机 械 传 动 装 置 实现 助 力 转 向 。 阐述 了电 动 助 力 转 向 系统 的 工 作 原 理 和 结 构 特 点 ，使 用 ＡＲＭ７
已 经 充 分 体 现 了 它 的 优 势 ，这 是 模 拟 系 统 无 法 达 到 的 。 目 在 检 测 到 汽 车 点 火 信 号 有 效 后 ，当转 向轴 转 动 时 ，扭 矩 传 感
前 ，以 ３２位 处 理 器 作 为 高 性 能 嵌 入 式 系 统 开 发 的 核 心 是 嵌 器 将 检 测 到 的 转 矩 和 转 角 信 号 输 出 至 电 子 控 制 单 元 ＥＣＵ，
稀 溶 液 补 充 。在 运 行 初 期 ，一 直 采 用 按 周 期 定 时 补 充 的 方 式 。 在 该 方 式 下 运 行 时 ，系 统 的 碱 液 浓 度 按 运 行 时 间 呈 下 降 趋 势 且 在 碱 液 浓 度 急 剧 下 降 时 ，判 断 为 汽 油 带 水 以 及 空
升 反 应 的 环 境 温 度 有 利 于 脱 硫 反 应 。 （３）催 化 剂 的 浓 度 要 每 日不 断 补 充 ，若 发 现 其 浓 度 急 剧 下 降 应 从 多 方 面 分 析 解 决 。 （４）空 气 的 注 入 量 过 高 会 对 烃 与 碱 液 接 触 产 生 影 响 还 可 能 对 罐 区造 成 爆 炸 危 险 ；过 低 会 影 响 碱 液 的 再 生 ，从 而 影 响 脱 硫 效 果 ，所 以 要 根 据 其 空 气 量 与 硫 醇 的 关 系 进 行 计 算 分 析 得 出 其 最 佳 操 作 范 围 。
汽车电动助力转向系统的发展
汽车电动助力转向系统的发展随着汽车技术的不断进步，现代汽车已经不再是简单的机械设备，而是一个复杂的电子系统。
在这个系统中，电动助力转向系统是一个非常重要的组成部分。
它的作用是通过增加转向系统的运动力，在转向时提供额外的帮助，以提高车辆的操控和舒适性。
本文将介绍汽车电动助力转向系统的发展历程。
1951年，美国波音航空公司的工程师Ralph R. Teetor发明了第一个自适应巡航控制系统，该系统基于转速表和制动器来维持车辆在一定速度范围内安全行驶。
该系统获得了广泛的关注和应用，特别是在高速公路上行驶的汽车上。
20世纪60年代，汽车生产商开始研发液压助力转向系统。
汽车液压助力转向系统使用油压力来提供转向助力。
该系统具有可靠性高、运行平稳、响应迅速等优点，很快被广泛应用于各种类型的汽车中。
在20世纪80年代，电子技术开始被广泛应用于汽车行业。
为了提高汽车的操控和驾驶舒适性，汽车制造商开始研发电动助力转向系统。
与液压助力转向系统相比，电动转向助力系统具有更高的精度和响应速度。
这是因为它使用高速电机和传感器来控制转向系统，从而可以更准确地控制转向角度，提高操控性。
现代汽车电动转向助力系统通常由三部分组成：电机、传感器、电控制器。
电机是电动转向助力系统的核心部件，它通过操控传感器信号来提供转向助力。
该系统的传感器可以检测车辆的速度、转向角度和方向盘转角等参数，并将这些数据传输到电控制器中。
电控制器可以根据传感器检测到的数据来调整电机的运行状态，从而提供适当的转向助力。
总的来说，汽车电动转向助力系统是一个比传统液压助力转向系统更为先进的技术。
它具有更高的精度、更高的响应速度和更好的操控性能。
随着电子技术的不断进步，汽车电动转向助力系统将不断地迎来新的发展。
汽车电动助力转向系统研究现状及趋势
ｌ 汽车电动助力转向系统研究现状及趋势
汽车电动助力转向系统研究现状及趋势
Ａ ｕ ｏｍ ｏｔ ｅ ｔ ｉ ｗ ｅｒＳｔ ｔ ｉ ｖｅ Ｅｌ ｃ ｒ Ｐｏ ｃ ｅｅｒ ｙ ｔ ｄ Ｉ Ｕｒｅｎ ｉ ｎｇ Ｓ ｓ ｅｍ ａｎ ｔ Ｃ ｓ ｒ ｔ Ｒｅｓｅ ｃｈ Ｓｔ ｔ ａｒ ａ ｕｓ
感器） ，转 向助 力 机构 （ 电机 、 离合 的液压 助 力转 向系统 无法 做到 这一 器 、减 速 传动 机 构 ） 电子 控 制 装 点。 及 置 。 电动 机仅 在需 要助 力时工 作 ，
（ ） 高 了 操 纵 稳 定 性 。 当驾 ５提
驾驶 员在操 纵转 向盘 时 ，扭 矩转 角 驶 员转动转 向盘 一 角度 ，然后松 开 传 感器根 据输入 扭矩 和转 向角 的大 时 ，Ｅ Ｓ Ｐ 系统 能够 自动 调 整使车 轮 小产 生相应 的 电压 信 号 ，车 速传 感 回正 。同 时还可 利用软 件在 最大 限 器检 测到车 速信 号 ，控制单 元根 据 度 内调 整设 计参数 以获 得最 佳 的回 电压 和车速 的信 号 ，给 出指 令控 制 正 特 性。而 在传统 的液 压控 制系统 电动机 运转 ，从 而产 生所需 要 的转 中 ，要 改善 这种特 性必 须 改造底盘 向助力。其结构示意 图如 图１ 示。 所 与传 统 的液 压助 力转 向相 比 ， ＥＳ Ｐ 系统具有一 系列 的优 点 。 的机械 结构 ，实现起来 很 困难 。
技术 与 应 用 Ａ Ａ（ｏ１ ０Ｏ １ Ｐ Ｎ ）２１一
Ａｔ ｏｖ ｌｔ ｏ ｅＳ ｅｎ ｙｔ ｄｔＣｒｎＲｓａ ｈ ｔｕｌ ｕ ｍ ｔｅ ｅ ｒ Ｐｗ ｒｔ ｒｇ ｓ ｍａ ｓ ｕｅｔ ｅｅｒ ａ ｓ同团田 ｏ ｉ Ｅ ｃｉ ｃ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｎ Ｉ ｒ ｃ Ｓ ｔ
汽车电动助力转向系统的设计(DOC41页)
汽车电动助力转向系统的设计第1章绪论1.1汽车转向系统简介汽车转向系是用来维持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。
转向系统作为汽车的一个重要组成局部，其性能的好坏将直截了当碍事到汽车的转向特性、稳定性、和行驶平安性。
目前汽车转向技术要紧有七大类：手动转向技术〔MS〕、液压助力转向技术〔HPS〕、电控液压助力转向技术〔ECHPS〕、电动助力转向技术〔EPS〕、四轮转向技术〔4WS〕、主动前轮转向技术〔AFS〕和线控转向技术〔SBW〕。
转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。
电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点，是一项紧扣当今汽车开展主题的新技术，他是目前国内转向技术的研究热点。
转向系的设计要求(1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。
不满足这项要求会加速轮胎磨损，并落低汽车的行驶稳定性。
(2)汽车转型行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
(3)汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生共振，转向盘没有摆动。
(4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。
(5)保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。
(6)操纵轻便。
(7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。
(8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
(9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻损害的防伤装置。
(10)进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。
1.2EPS的特点及开展现状EPS与其他系统比立关于电动助力转向机构(EPS)，电动机仅在汽车转向时才工作并消耗蓄电池能量；而关于常流式液压动力转向机构，因液压泵处于长期工作状态和内泄漏等缘故要消耗较多的能量。
电动助力转向系统中齿轮齿条传动设计与计算_刘庚寅
收稿日期：2012－09－14作者简介：刘庚寅（1970—），男，汉，湖南邵东人，硕士研究生，研究方向：汽车电动助力转向系统。
E-mail ：lgy960@ 。
电动助力转向系统中齿轮齿条传动设计与计算刘庚寅，刘晟昱，彭微君，葛阳清，康永升（株洲易力达机电有限公司，湖南株洲412002）摘要：介绍了P-EPS 电动助力转向系统的传动原理及其主要零部件。
特别是就某一车型的P-EPS 齿轮齿条的设计计算进行了详细的分析。
对不同载荷车型的齿轮齿条模数和齿数的匹配分别进行了计算，为新产品的开发提供了参考和指导。
关键词：电动助力转向系统；P-EPS ；齿轮轴；齿条轴Design and Calculation on Transmission between Pinion andRack in Electric Power Steering SystemLIU Gengyin ，LIU Shengyu ，PENG Weijun ，GE Yangqing ，KANG Yongsheng （Zhuzhou Elite Electro Mechanical Co．，Ltd．，Zhuzhu Hunan 412002，China ）Abstract ：The theory and main components of P-EPS electric power steering system were introduced here．Especially ，the design and calculation for rack and pinion of P-EPS about one car were analyzed in detail．Also ，matching relation between modulus and teeth number of rack and pinion were separately calculated for different car types with different weight ，so the reference and guides were provided for the devel-opment of new products．Keywords ：Electric power steering system ；P-EPS ；Pinion ；Rack0前言国产电动助力转向系统（EPS ）经过十几年的探索与研究，技术日趋成熟，并以其相对传统液压转向系统的突出优点而得到众多汽车厂家的认可，并在中小排量汽车上得到了广泛应用。
电动助力转向系统用扭矩传感器综述
电动助力转向系统用扭矩传感器综述摘要：扭矩传感器是汽车电动助力转向系统（EPS）的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到EPS系统性能的优劣。
本文介绍了目前具有代表性的几种扭矩传感器，同时预测了电动助力转向系统用扭矩传感器的发展趋势。
关键词：电动助力转向系统；扭矩传感器；电位计式；霍尔式；电感耦合式；光电式1 概述随着人们对环保问题的日益重视以及汽车电子的迅猛发展，电动助力转向系统（Electric Power Steering，EPS）这个集环保、节能、安全、舒适为一体的产品正越来越受到汽车厂商的重视。
EPS与技术成熟的HPS 相比，市场份额已初具规模。
目前全球汽车工业发展势头良好，尤其是在中国市场。
汽车电子能够极大提升汽车性能，多数汽车部件已经实现了电子化。
转向系统作为汽车的重要组成部件，电子化也必将成为今后的必然趋势。
目前，在全世界汽车行业中，EPS系统每年正以9%-10%的增长速度发展。
国家发展改革委新修订的《产业结构调整指导目录（2011年本）》于2011年6月1日起开始实施。
与上一版（2005年本）相比，新目录在汽车产业相关部分做了较大调整。
其中，汽车业的政策优待程度“鼓励类”中新增加了电动转向系统，这表明未来EPS将得到国家相关政策的大力扶持。
[1]电动助力转向系统中，通过扭矩传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元，再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩，最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。
因此扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一。
2 电动助力转向系统用扭矩传感器分类按传感器的敏感元件来分类，扭矩传感器主要有接触式和非接触式两大类。
其中接触式扭矩传感器应用较广泛的主要有两种，一种是新跃仪表厂生产的悬臂梁式传感器，一种是美国BI公司生产的双圆盘式传感器。
非接触式传感器主要有基于MMT公司技术的霍尔式传感器，代表性的公司有BOSCH公司、LG公司、BI公司、Valeo公司，另外还有Hella公司设计的电感耦合式传感器，Methode electronics公司设计的电容式传感器，Lucas公司设计的光电式传感器。
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5.4.3 电动式电子控制动力转向系统
5.4.3.1 电动式EPS的组成与工作原理
电动式EPS通常是在机械式转向系统的基础上加装转向转矩传感器、车速传感器、电子控制单元(ECU)、直流电机等装置构成.其组成如图5-72所示。
图5-72 电动式EPS系统组成
电动式EPS以直流电动机作为助力源,电子控制单元根据车速和转向参数控制电动机通电电流强度,调节加力电动机工作力矩,进而控制转向助力强度。
电动式EPS的助力作用受电脑控制,在低速转向时的助力作用最强,随着车速的升高助力作用逐渐减弱;当车速达到42~52KM/H时电脑停止向电动机供电,并
使电磁离合器分离,转向变为完全由驾驶员人力操纵。
由此看出,电动式EPS在低速转向时,可获得比较轻便的转向特性;而在高速转向时,则可获得完全的转向“路感”,具有优越的控制特性。
5.4.3.2 电动式EPS的主要元件布置与作用
（1）转向柱在转向柱上装有1个直流电机和转矩传感器，如图5-73所示，其结构如图5-74所示。
图5-73 直流电机和转矩传感器
图5-74 结构图
转矩传感器的作用用于检测扭力杆的扭转，计算出施加于扭力杆上的转矩并转化成电信号，输出到 EMPS ECU。
结构如图5-75所示。
图5-75 转矩传感器
由三个检测环，一个扭力杆和检测线圈、修正线圈组成，检测线圈和修正线圈与检测环不接触。
其结构如图5-76、5-77所示。
图5-76转矩传感器结构A
图5-77转矩传感器结构B
其工作原理如图5-78、5-79所示
图5-78 工作原理A
图5-79 工作原理B
当驾驶员向右或向左打方向盘时，转向柱扭力杆上的转矩使检测环2和检测环3之间产生相对位移。
把转向的信号送给ECU。
（2）电动机其作用是根据EMPS ECU 信号产生转向助力，其工作控制电路如图5-80所示。
课件
图5-80 电动机控制电路
EMPS ECU根据车速信号、发动机转速信号、方向盘扭转信号、温度信号分析判断后，通过控制电路控制电动机来实现转向助力。
（3）电磁离合器电动EPS多采用单片干式电磁离合器，其结构与工作原理与空调电磁离合器相似，如图5-81所示。
图5-81 电磁离合器结构
当电流经滑环境去主动轮电磁线圈时，产生电磁力吸动从动轴上的压板压紧在主动轮上，靠摩擦力传递扭矩。
电动式EPS电磁离合器线圈的电流和电动机电流同时受电脑控制，当车速达到45KM/H左右时即不需要转向助力。
这时，电脑就停止电动机工作，并断开电磁离合器线圈电流，使离合器处于分离状态，以免电动机较大的转动惯性影响系统工作。
另外当系统发生故障致使电动机不能工作时，离合器也将自动分离，以利于进行人力转向。
（4）电子控制单元及其功能根据车速信号和发动机转速信号等不同传感器信号，驱动转向柱上的直流电机，提供转向助力。
4.3.3 三菱微型汽车电子控制电动动力转向系统的分析
三菱微型汽车电子控制电动动力转向系统简称ECPS，其组成如图5-82所示。
图5-82 三菱微型汽车电子控制电动动力转向系组成
它主要由ECPS控制装置（ECU）、直流电动机及离合器、车速传感器、转向转矩传感器和转向机总成等组成。
系统工作时，ECU根据车速变化控制电动机的工作电流，使其随车速的升高而减小，从而达到控制助力强度，改善转向“路感”的目的。
当车速达到设定车速以上时，系统自动切断转向助力变为常规转向系统；当系统发生故障时，保险功能将自动切断电动机及电磁离合器电流，使系统变为常规转向系统，同时点亮位于速度表内的ECPS警告灯。
（1）直流电动机和电磁离合器如图5-83所示。
图5-83 电动机组成
该系统的直流电动机和离合器为一体式结构，其工作电流由电脑根据车速的高低控制。
电动机的最大工作电流为30A，在发动机不工作时由蓄电池供电，发动机怠速时由发电机供电；交流发电机L端子信号的作用是向ECU提供判断发动机是否启动的信号。
当ECPS工作时，发动机处于高怠速状态。
系统的动力传递为行星齿轮式减速机构，用小齿轮驱动条式转向器。
（2）转矩传感器系统转矩传感器为无刷滑动电阻式，作用是把驾驶员施加在转向盘的转向力矩转变为线性变化的电压信号，电脑依此作为控制电动机和电磁离合器工作电流的依据之一。
（3）车速传感器系统车速传感器型式为电磁感应式，安装在变速器上。
车速传感器采用双信号线圈结构，见图5-84，工作可靠性较高。
当发生故障造成无车速信号时，ECU会使系统处于保险状态，系统变为常规转向。
图5-84 车速传感器结构
（4）ECPS控制装置（ECU） ECPS电脑是系统的控制中心，其工作情况为：
①点火开关接通为ON时，给ECU加电，电动转向装置处于待机状态。
②发动机启动后，L端子使ECU感知发动机已处于工作状态。
③汽车行驶转向时，ECPS根据车速和转矩传感器信号，经对比运算后，向电动机和电磁离合器发出控制指令（电信号），使电动机产生相应方向的转矩，经传动机构减速增扭后用于转向助力。
根据车速的不同，电脑对电动机电流的控制如图5-85所示。
图5-85 电脑对电动机电流的控制
当车速达到30km/h以上时，ECU切断电动机和电磁离合器信号，系统变为常规转向装置；当车速下降到27km/h以下时，ECU接通电动机和电磁离合器控制电流，系统变为电动式转向助力状态工作。
（5）ECPS导线插接器该系统导线插接器如图5-86所示，其中c为3针、a为11针、和b为13针3组。
图5-86 导线插接器。