汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。转向系统作为整车的一个重要总成，是影响汽车操纵稳定性、舒适性和行驶安全性的关键系统之一。在转向系统的设计中，为缓和汽车转向轻便性和转向灵敏性之间的矛盾，大多数商用汽车及50%的轿车都采用动力转向系统[1]。20世纪50年代以来，动力转向系统经过了常规液压动力转向系统 (hydraulic power steering,简称HPS)、电液动力转向系统 (electro-hydraulic power steering,简称EHPS)、电动助力转向系统(Electrical Power Assisted Steering,简称EPS或EPAS)三个发展阶段，并有继续向电子化和智能化发展的趋势。EPAS由于其技术先进，性能优越，未来将取代其它动力转向技术，成为动力转向技术的主流。

　　的工作原理

　　EPAS主要由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元（ECU）、电动机、减速机构及离合器等组成，如下图所示。其转向的基本原理为：当驾驶员转动方向盘时，与转向柱连接在一起的扭矩传感器把输入扭矩作用下扭杆的相对转动角位移变成电信号传给ECU。 ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号，通过助力特性曲线，控制电动机的旋转方向和助力电流的大小，完成转向助力。因此它可以很容易地实现在不同车速时提供给电动机不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时具有足够的路感，且稳定可靠。

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　　l.方向盘 2.扭矩传感器 3.减速机构 4.齿轮齿条式转向器 5.离合器

　　6.直流电动机 7.车速信号 8.控制电流 9.转矩信号 10.车轮

　　的分类

　　EPS按照辅助电机的布置方式可分为四种：转向柱助力式(Column-assist type EPS)、小齿轮助力式(Pinion-assist type EPS)、齿条助力式(Rack-assist type EPS)、直接助力式(Direct-drive type EPS)。

　　(1) 转向柱助力式(C-EPS )

　　转向轴助力式转向系统其转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构组成一体，安装在转向柱上。其特点是结构紧凑，电动机助力的响应性较好。但由于助力电机安装在驾驶舱内，受到空间布置和噪音的限制，电机的体积较小，输出扭矩不大，一般只用在小型及紧凑型车辆上。

　　(2) 小齿轮助力式(P-EPS)

　　小齿轮助力式转向系统的转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构仍为一体，只是整体安装在转向小齿轮处，直接给小齿轮助力，能够获得较大的转向力。可用于中型车辆，提供较大的助力值。该形式可使各部件布置更方便，但当转向盘与转向器之间装有万向传动装置时，转矩信号的取得与助力车轮部分不在同一直线上，助力控制特性难以保证准确。

　　(3) 齿条助力式(R-EPS)

　　齿条助力式转向系统的转矩传感器单独地安装在小齿轮处，电动机与转向助力机构一起安装在小齿轮另一端的齿条处，用以给齿条助力。齿条助力式EPAS系统的动力辅助单元安装在齿条上，具体安装位置比较自由，因此在汽车的底盘布置时非常方便。此外，同小齿轮助力式相比，能提供更大的助力值，可用于较大的车辆上，主要用于重型汽车。

　　(4) 直接助力式(D-EPS)

　　直接助力式EPAS系统的动力辅助机构和转向器的齿条组成一个独立的单元，很容易布置在发动机舱内。如图5所示为丹纳赫传动(Danaher Motion )公司设计的直接驱动式EPAS系统，该系统采用IP67密封标准，降低了系统的复杂性，可为车辆设计单位、制造商和用户带来显著优势。电动系统的灵活性可实现转向轮、多转轮、操纵杆和有线制导组件等输入装置的零更换。系统中的可组态交流驱动装置实现了参数性能的便捷调节，在与电气牵引系统配套使用时，用户可根据载荷和转向角度对牵引速度进行控制，改善电动车辆的驾驶性能、稳定性以及总体安全性。

　　的特点

　　与传统的机械转向系统以及目前广泛采用的HPS和EHPS相比较而言，EPAS具有以下特点：

　　在各种行驶工况下提供最佳助力,减小由路面不平所引起的对转向系统的扰动,改善汽车的转向特性,减轻汽车低速行驶时的转向操纵力,提高汽车高速行驶时的转向稳定性,进而提高汽车的主动安全性。并且可通过设置不同的转向助力特性来满足不同使用对象的需要。

　　节能环保。EPAS系统只有在转向时电动机才提供助力，减少了燃料消耗，相比液压动力转向系统可节约燃油3%~5%，在各种行驶工况下均可节能80%-90%。EPAS消除了液压助力中液压油泄漏问题，降低了噪声、减少了废气排放，改善了环保性。

　　转向系统由电动机提供助力， 电动机由蓄电池供电，因此EPAS能否助力与发动机是否起动无关，即使在发动机熄火或出现故障时也能提供助力。

　　生产线装配性好，开发周期短。EPAS系统没有液压回路,零件数量大大减少，比HPS更容易调整和检测，装配自动化程度更高。并且可以通过设置不同的程序能快速地与不同车型相匹配，因而能缩短开发和生产周期。

　　低温工作性能好。液压动力转向系统在低温下起动发动机后，由于低温下油的粘度较大，转向时作用力较高。而EPAS系统在低温下不会增加转向作用力和发动机负荷，比HPS和EHPS具有更好的低温工作性能。

　　提供可变转向力矩。机械转向和液压助力转向时，转向机构所获得的转向力矩与转向盘提供的力矩成正比，与汽车的状态无关。EPAS提供的转向助力不仅与转向盘提供的力矩大小有关，而且与汽车的状态有关系，能在不同的车速时提供不同的转向助力。

　　提高了操纵稳定性，改善了转向路感。EPAS由于采用了微电脑控制，使得汽车具有更高的稳定性，驾驶员有更舒适的感觉。

　　增强了转向跟随性，改善了转向回正特性。EPAS电动机与助力机构直接相连可使其能量直接用于车轮的转向，利用惯性减振器的作用，使车轮的反转和转向前轮摆振大大减小，转向系统的抗扰动能力大大增强。由于旋转力矩产生于电机，没有HPS的转向迟滞效应，增强了转向车轮对转向盘的跟随性能。当驾驶员使方向盘转动一角度然后松开时，EPAS系统能够自动调整使车轮回到正中。通过软件编程，可以得到电机在不同车况下的转矩特性，提供与车辆动态性能相匹配的转向回正特性，显著地提高转向能力。同时还可让工程师们利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。