汽车电子转向系统
2024年汽车线控转向系统(SBW)市场前景分析
汽车线控转向系统（SBW）市场前景分析1. 引言随着科技的发展和社会进步，汽车行业也在不断演进。
传统的机械式转向系统已经不能满足人们对于汽车驾驶的需求，因此，汽车线控转向系统（Steer-by-Wire, SBW）应运而生。
本文将对汽车线控转向系统的市场前景进行深入分析。
2. 汽车线控转向系统简介汽车线控转向系统是一种采用电子控制技术实现转向操作的系统。
它通过传感器和电控单元将驾驶者的转向指令转化为电信号，并通过电机控制前轮的转向角度。
与传统的机械转向系统相比，汽车线控转向系统具有更加精确、灵敏的操控性能，可以提高驾驶的安全性和舒适性。
3. 汽车线控转向系统的市场前景3.1 技术发展趋势随着汽车电子技术的不断进步，汽车线控转向系统也在不断演进。
新一代的汽车线控转向系统采用更先进的传感器和控制算法，能够实现更加精确的转向控制，并具备智能化的功能，例如自动驾驶、自动泊车等。
这些创新技术将推动汽车线控转向系统市场的发展。
3.2 市场规模与增长趋势根据市场研究数据，汽车线控转向系统市场在过去几年取得了持续增长。
预计未来几年内，全球汽车线控转向系统市场规模将继续扩大。
主要驱动因素包括：汽车安全性的提升、驾驶者对于驾驶舒适性的需求增加、智能化驾驶技术的普及等。
3.3 市场竞争格局与主要厂商目前，汽车线控转向系统市场竞争激烈，主要的厂商包括：奥托立夫（ZFLS）、日立（HITACHI）、积时利（JTEKT）等。
这些厂商拥有先进的技术和丰富的经验，在市场上具有一定的竞争优势。
4. 汽车线控转向系统市场的挑战与机遇在汽车线控转向系统市场发展的过程中，也面临一些挑战与机遇。
### 4.1 挑战 - 技术成熟度：新技术的应用需要经过严格的性能测试和认证，以确保其可靠性和安全性。
- 成本压力：由于汽车线控转向系统的制造成本较高，市场竞争激烈，如何降低成本是一个重要的挑战。
- 安全性风险：对于汽车线控转向系统而言，安全性是一个重要的考虑因素。
整车电子助力转向系统试验方法
8AUTO TIMEFRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨整车电子助力转向系统试验方法郑祖林东南（福建）汽车工业有限公司 福建省福州市 350100摘 要： 本文简要的阐述了整车匹配电子助力转向系统后，在满足相应的法规性要求的基础上，需进行的相关验证，确保车辆的操控性能及客户使用的安全性，减少客户使用过程中的抱怨。
关键词：电子助力转向（EPS） 驾驶操安 中位电压1 引言只有性能良好、工作可靠的转向系统才能保证汽车的操控性能及安全性能。
传统的液压助力转向系统在节能减排的强大压力下，将慢慢淡出历史舞台。
电子助力转向（EPS）将占据主导地位。
需确保EPS 的操控性、实用性及可靠性等各方面性能，方可使EPS 在汽车工业中站稳脚步。
2 概述为使EPS 除了改善车辆节能减排，并于能满足客户各种使用工况，需要确认EPS 系统开发是否满足目标要求，见表1。
3 试验方法3.1 油耗及排放试验依国标《GB/T 19233-2008》实施油耗试验，依国标《GB 18352.3-2005》实施排放试验。
3.2 驾驶操安评价及EPS ECU 实车标定依下表评价项目实施EPS驾驶操安评价，并根据评价结果进行EPS ECU 实车标定，见表2。
3.3 方向盘操舵力量测操安评价及ECU 标定OK 后进行方向盘操舵力量测，包括静态及动态。
3.3.1 静态方向盘操舵力量测量测静态方向盘操舵力，确认EPS 中位电压处于设计值时，左右方向盘操舵力差是否处于判定基准内，静态方向盘操舵力读数方法如下：根据量测数据，做出操舵力与角度的关系曲线。
（1）在数据源上取角度区间为200°～-200°的连续角度数据和与之相对应的操舵力数据，作成操舵力与角度的关系曲线，即为方向盘向左打时的操舵力曲线，并为曲线添加线性趋势线。
（2）趋势线与O 角度刻线的交点所对应的力值即为方向盘左切力F 左(0)，（可将A 点附近的角度线刻度最大值、最小值进行调整，以便清楚的看到趋势线与0角度刻线的交点所对应的力值大小。
电子方向机工作原理
电子方向机工作原理
电子方向机（Electronic Power Steering，EPS）是一种使用电子控制系统来辅助驾驶员操控方向盘的设备。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1.方向盘转动：当驾驶员转动方向盘时，操作传感器（如转角传感器）会检测到转动的角度与方向。
2.传感器信号输出：传感器将检测到的方向盘角度和方向的信号转化为电信号，并将其发送到控制单元。
3.控制单元计算：控制单元接收到传感器信号后，根据车辆的行驶状态、速度以及驾驶员的操作意图进行计算，确定所需的转向力。
4.电机输出：控制单元通过输出信号驱动电机，产生对应的转向力。
根据车辆的情况，电机可以是直流电机（DC）或者是无刷直流电机（BLDC）。
5.转向力传递：电机输出的转向力通过机械齿轮或者电子装置传递给悬挂系统或汽车转向系统。
转向系统通过转向拉杆或者齿轮将转向力传递给车轮，从而改变车辆的行驶方向。
6.反馈与调节：EPS系统还可以通过传感器监测车辆的行驶状态和驾驶员的操作行为，并根据需要调整输出的转向力，以提供更加精准和舒适的驾驶操控体验。
通过这些步骤，电子方向机能够辅助驾驶员进行方向操控，提供更轻便、精准和舒适的转向操作。
汽车转向电动机工作原理及转向系统概述
汽车转向电动机工作原理及转向系统概述汽车上配置的转向系统;大致可以分为三类：1一种是机械式液压动力转向系统；2一种是电子液压助力转向系统；3另外一种电动助力转向系统..一、电动助力转向系统EPS1、英文全称是Electronic Power Steering;简称EPS;它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向..EPS的构成;不同的车尽管结构部件不一样;但大体是雷同..一般是由转矩转向传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成..2、主要工作原理：汽车在转向时;转矩转向传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向;这些信号会通过数据总线发给电子控制单元;电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号;向电动机控制器发出动作指令;从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩;从而产生了助力转向..如果不转向;则本套系统就不工作;处于standby休眠状态等待调用..由于电动电动助力转向的工作特性;你会感觉到开这样的车;方向感更好;高速时更稳;俗话说方向不发飘..又由于它不转向时不工作;所以;也多少程度上节省了能源..一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多..由于电动助力转向系统只需电力不用液压;与机械式液压动力转向系统相比较省略了许多元件..没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等;零件数目少;布置方便;重量轻..而且无“寄生损失”和液体泄漏损失..因此电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右;提高了汽车的运行性能..因此在近年得到迅速的推广;也是今后助力转向系统的发展方向..有一些汽车冠以电动助力转向;其实不是真正意义上的纯电动的助力转向;它还需要液压系统;只不过由电动机供油..传统的液压动力转向系统的油泵由发动机驱动..为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性;油泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的..而汽车行驶中大部分时间处于高于怠速的速度和直线行驶状态;只能将油泵输出的油液大部分经控制阀回流到储油罐;造成很大的“寄生损失”..为了减少此类损失采用了电动机驱动油泵;当汽车直线行驶时电动机低速运转;汽车转向时电动机高速运转;通过控制电动机的转速调节油泵的流量和压力;减少“寄生损失”..二、机械式液压动力转向系统1、机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成..2、无论车是否转向;这套系统都要工作;而且在大转向车速较低时;需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力..所以;也在一定程度上浪费了资源..可以回忆一下：开这样的车;尤其时低速转弯的时候;觉得方向比较沉;发动机也比较费力气..又由于液压泵的压力很大;也比较容易损害助力系统.. 还有;机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成;为保持压力;不论是否需要转向助力;系统总要处于工作状态;能耗较高;这也是耗资源的一个原因所在.. 一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多..三、电子液压助力转向系统1、主要构件：储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等;其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构..2、工作原理：电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点..它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动;而是采用一个电动泵;它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态..简单地说;在低速大转向时;电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率;使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时;液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转;在不至于影响高速打转向的需要同时;节省一部分发动机功率..。
EPS电子助力转向系统技术详解与发展
EPS电子助力转向系统技术详解与发展在网上经常看到有人分不清楚什么是ESP？什么是EPS？简单的说，ESP是电子稳定系统，而EPS是电子助力转向系统。
ESP电子稳定系统目前还没有广泛普及，只有在少数中高档车上才能看到。
因此，成为某些车型上的一大亮点。
人们在选车的时候开始注重起车型是否安装了ESP电子稳定系统。
其实，EPS电子助力转向系统也不简单。
EPS的简单介绍：EPS就是英文Electrical Power Steering的缩写，也就是“电子助力转向系统”的意思，EPS系统一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电动机等组成，它在传统机械转向系统的基础上，根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向操作。
长期以来，汽车的动力转向系统普遍采用的是液压助力转向系统，可以说，经过了十几年的发展，液压转向技术相对要成熟许多，但是，从整个转向系统的发展趋势看，随着人们对汽车环保、节能和安全性要求的进一步提高，EPS电子助力转向以其诸多绝对的技术优势取代液压助力转向是早晚的事情。
基于目前的技术发展水平，有关专家乐观估计，EPS要完全取代液压助力转向系统大约需要3～5年。
EPS的工作原理：驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。
汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。
EPS的技术特点：1.EPS节能环保。
由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。
汽车电动助力转向系统的故障诊断与维修
《装备维修技术》2021年第10期—135—汽车电动助力转向系统的故障诊断与维修覃文周（北海职业学院机电工程系，广西壮族自治区 北海 536000）汽车电动助力转向系统，也叫EPS，它是利用电动机所产生的动力来帮助驾驶员对汽车进行转向的一种装置。
与传统的转向系统相比它具有质量轻、节约能源、装配灵活、结构简单、易于维护保养，易与不同车型相匹配等优点。
转向系统的优劣，直接关系到汽车行驶过程中的安全性。
一、汽车电动助力转向系统的组成及工作原理汽车电动助力转向系统一般是由电动机、扭矩传感器、车速传感器、电控单元(ECU)、减速机构等组成如图1所示。
汽车电动助力转向系统的工作原理是按照“传感器→控制器→执行器”的基本原理对汽车转向系统进行控制，当汽车要转向时，扭矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小变成电信号传给电子控制单元，车速传感器把检测到的车速信号也传给电子控制单元，电子控制单元根据车速传感器和扭矩传感器所给的信号计算、确定电动机旋转的方向与电流的大小，电动机得到了电子控制单元发来的指令后按照指令工作，从而完成了对汽车转向系统的电动助力。
图1 汽车电动助力转向系统的组成 二、汽车电动助力转向系统的常见故障 汽车电动助力转向系统常见的故障一般有两类，一类是无助力，另一类是误助力。
汽车电动助力转向系统无助力是指当驾驶员想要转向需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统没有提供助力。
根据汽车电动助力转向系统的结构与工作原理，无助力现象只可能由下列几个原因造成:一，电动机驱动电路失效；二，离合器失效断开；三，蜗轮蜗杆疲劳失效；四，直流电机故障；五，ECU 控制系统产生故障。
汽车电动助力转向系统误助力是指当驾驶员不想转向，不需要提供助力的时候汽车电动助力转向系统却主动提供助力。
出现误助力的原因主要有以下几种情况：一，传感器失效，信号输出错误；二，故障离合器不能正确断开；三，ECU 内部控制策略软件出错或者硬件失效。
线控转向的工作过程
线控转向，也称为电子控制转向或线传转向，是一种先进的汽车转向技术。
与传统的机械转向系统相比，线控转向通过电子信号来控制和执行车辆的转向操作，提高了驾驶的安全性、舒适性和灵活性。
线控转向的工作过程可以分为以下几个步骤：
驾驶员输入：当驾驶员转动方向盘时，方向盘上的传感器会检测到驾驶员的输入信号，包括转动的角度和速度。
信号处理：转向控制系统接收到驾驶员的输入信号后，会进行信号处理和计算，确定车辆的目标转向角度和速度。
电子控制单元（ECU）决策：ECU根据车辆的当前状态、行驶环境等因素，对目标转向角度和速度进行修正和优化，以保证车辆的安全和稳定。
电机驱动：ECU将修正后的目标转向角度和速度发送给电机驱动系统。
电机驱动系统通过控制电机的电流和电压，来驱动转向机构的运动。
转向执行：电机驱动系统通过传动机构将电机的旋转运动转化为车轮的转向运动，从而实现车辆的转向。
在这个过程中，线控转向系统还需要通过传感器实时监测车轮的转向角度和速度，以确保转向的准确性和稳定性。
反馈控制：线控转向系统还具有反馈控制功能。
当车轮的实际转向角度与目标转向角度存在偏差时，系统会通过反馈控制算法来调整电机的输出，使车轮的转向角度逐渐逼近目标值。
这种反馈控制机制可以提高转向的精度和响应速度。
总的来说，线控转向系统通过电子控制技术来实现车辆的转向操作，具有更高的安全性、舒适性和灵活性。
EPS电子助力转向系统结构与维修
EPS电子助力转向系统结构一、产品简介制作要求：1、体现产品的自主研发，技术在国内处于领先2、拍摄时要声音、画面、字幕同步3、在整车上的安装位置EPS电动助力转向系统是机电一体化的产品，它由转向管柱、扭矩传感器、伺服电机、控制模块等组成。
目前在国内拥有完全的知识产权，并且产业化，它的面世和技术上的突破填补了国内汽车业的空白,做到了让技术进步真正服务到广大消费者。
二、工作原理介绍制作要求：1、体现产品的节能环保、安全性和舒适性2、声音、画面、字幕同步，最好能配上三维画面该系统的工作原理是：车辆启动后系统开始工作,当车速小于80km/h这些信号输送到控制模块，控制模块依据方向盘的转动力矩、转动方向和车速等数据向伺服电机发出控制指令，使伺服电机输出相应大小及方向的转动力矩以产生助动力，当不转向时，电控单元不向伺服电机发送扭矩信号，伺服电机的电流趋向于零。
因此，在直行驾驶而无需操作方向盘时，将不会消耗任何发动机的动力降低了燃油消耗。
本系统提供的转向助力与车速成成反比，当车速80km /h或以上时伺服电机的电流亦趋向于零,所以车速越高助力越小，因此无论在高速、低速行驶操作过程中汽车具有更高的稳定性，驾驶员自身保持均衡不变的转向力度。
三、各分总成的讲解a伺服电机（要求：同步指出各线的功能、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）b扭矩传感器：（要求：同步指出各线的功能、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）c控制模块：（要求：同步指出各插口处插针的功能、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）d管柱部分：（要求：指出总成件上各部分的名称、以及在本系统工作时的作用，声音、画面、字幕要同步）四、故障分析、判断与维修案例案例1 CK-1方向跑偏、故障描述:车辆在行驶过程中方向跑偏或者启动车后方向原地往一边跑检查步骤①首先检查两前轮轮胎气压是否标准,如果不一样先调整轮胎气压，试一试方向是否仍然跑偏，若仍然跑偏检查前束,如果异常,调整前束,再试一试方向是否仍然跑偏,如果仍然跑偏则进入步骤②②调整接触扭矩传感器，调整方法如下：让车辆保持正前方停在原地，把电源开关打到ON的位置这时用万用表分别测出扭矩传感器上的绿色线和白色线、绿色线和黑色线之间的电压是否分别均为2.5V,如果两组数值相差较大, 拆下扭矩传感器的防尘罩,松动固定扭矩传感器螺丝转动扭矩传感器,这时会看到万用表上的电压值在变化，进而调整电压使两组电压值均为2.5V,然后再试车若仍然跑偏此时再更换一个新的总成则此故障排除.注：此调整方法适用于所有装有电动助力装置的吉利系列车型！案例2.方向盘发抖、故障描述:车启动后打方向时感觉方向盘发抖；处理方法；①更换一个电机、检查是否是由于电机与蜗杆配合不当引起。
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反力控制式EPS
图5所示为反力控制式动力转向系统的工作原理图。 转向控制阀是在传统的整体转阀式动力转向控制阀的基础上增设了
在液压动力转向系统中，转向动力的 大小取决于作用在转向动力缸活塞上的压 力大小，如果转向操作力较大，液压就会 较高。转向动力缸中液压的变化是由连接 在主转轴上的转向控制阀来调节的。如图 a所示，转向油泵将液压油输送至转向控 制阀。如果转向控制阀处于中间位置，所 有的液压油便会流过转向控制阀，进入出 油口，流回至转向油泵。由于这时几乎不 能产生压力，转向动力缸活塞两端的压力 又相等，活塞便不会朝任何一个方向运动， 从而使车辆无法转向。当驾驶员控制方向 朝任何一个方向转动时，转向控制阀也随 之移动，从而关闭其中一条油路如图b， 这时另一条油路开得大些，使液压油流量 发生变化，同时产生压力。这样，便会在 转向动力缸活塞两端产生压力差，动力缸 活塞朝低压方向运动，从而将动力缸中的 液压油，通过转向控制阀压回转向油泵。
油压反力室而构成。扭力杆的上端通过销子与转阀阀杆相连，下端 与小齿轮轴用销子连接。小齿轮轴的上端部通过销子与控制阀阀体 相连。转向时，转向盘上的转向力通过扭力杆传递给小齿轮轴。当 转向力增大，扭力杆发生扭转变形时，控制阀体和转阀阀杆之间将 发生相对转动，于是就改变了阀体和阀杆之间油道的通、断关系和 工作油液的流动方向，从而实现转向助力作用。 分流阀是把来自转向油泵的机油向控制阀一侧和电磁阀一侧进行分 流的阀。按照车速和转向要求，改变控制阀一侧与电磁阀一侧的油 压，确保电磁阀一侧具有稳定的机油流量。
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电动式电子控制动力转向系统原理示意图
电动式EPS通常由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元 （ECU）、电动机和电磁离合器等组成（如图所示）。电动式EPS 是利用电动机作为助力源，根据车速和转向参数等，由电子控制 单元完成助力控制。
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电动式EPS主要部件的结构
扭矩传感器 电动机 电磁离合器 减速机构
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扭矩传感器
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汽车转向系统的类型
转 机械式转向系统
向
液压式动力转向系
系
统
流量式控制EPS
统 动力转向系统
液压式电子控制动 力转向系统
反力式控制EPS
电动式电子控制动
力转向系统
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液压式动力转向系统工作原理
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流量控制式EPS
下图1所示为凌志牌轿车采用的流量控制式动力转向系统。由 图可见，该系统主要由车速传感器、电磁阀、整体式动力转向控 制阀、动力转向油泵和电子控制单元等组成。电磁阀安装在通向 转向动力缸活塞两侧油室的油道之间，当电磁阀的阀针完全开启 时，两油道就被电磁阀旁路。流量控制式动力转向系统就是根据 车速传感器的信号，制电磁阀阀针的开启程度，从而控制转向动 力缸活塞两侧油室的旁路液压油流14
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电动机
转向助力用直流电动机需要正反转控制，图11所示为一种比较简 单适用的控制电路。a1、a2为触发信号端。当a1端得到输入信号 时，晶体管T3导通，T2得到基极电流而导通，电流经T2、电动机M、 T3、搭铁而构成回路，于是电机正转；当a2端得到输入信号时， 电流则经T1、M、T4、搭铁而构成回路，电机则因电流方向相反而 反转。控制触发信号端电流的大小，就可以控制通过电动机电流 的大小。
原理:当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的扭矩传感器不断地测出 转向轴上的扭矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子控制单 元。电控单元根据这些输入信号，确定助力扭矩的大小和方向， 即选定电动机的电流和转向，调整转向辅助动力的大小。电动机 的扭矩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，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。
电子转向控制
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汽车转向技术发展概述
传统汽车转向系统是机械系统，汽车的转向运动是由驾驶员操纵转向盘，通 过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。
20世纪40年代起，为减轻驾驶员的体力负担，在机械转向系统的基础上增加 了液压助力系统(HPS)由于其工作可靠，技术成熟 ，至今仍被广泛应用。
近年来，由于电子技术的发展，传统转向系统中越来越多地采用电子部件。 电液助力转向系（EHPS)是在液压助力转向系统基础上发展起来的，其特点是液 压助力泵由电机驱动，取代了传统液压泵由发动机驱动的方式。电动助力转向系 统（EPS ）是在机械转向系统基础上加入电机作为动力源，电动助力代替了液压 助力。
汽车电子转向系统（Steering-By-Wire System）(SBW)由于取消了转向盘和 转向轮之间的机械连接，完全摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设 计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特 性的设计带来无限的空间，是汽车转向系统的重大革新。
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液压式电子控制动力转向系统
液压式电子控制动力转向系统是在传统的液压动力转向系统 的基础上增设电子控制装置而构成的。根据控制方式的不同，液 压式电子控制动力转向系统又可分为流量控制式和反力控制式。
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