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汽车电动助力转向系统EPS原理详解
1、综述
电动助力转向系统EPSelectricPowersteeri
g是一种直接依靠电机提供
辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统
HPShydraulicpowersteeri
g相比EPS系统具有很多优点：仅在需要转向时才
启动电机产生助力，能减少发动机燃油消耗；能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小
由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动，改善汽车
的转向特性，提高汽车的主动安全性；没有液压回路，调整和检测更容易装配自动化程
度更高，且可通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配
，缩
短生产和开发周期；不存在漏油问题，减小对环境的污染。
EPS系统是未来动力转向系统的一个发展趋势。
i输入轴2扭拒传感器M电杭4循环球杆子齿案
图1EPS结构图
专业专注
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如图1所示，EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制
单元（ECU）等组成。通过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。扭矩传感器的种类有很多，主要有电位计式扭矩传感器、
金属电阻应变片的扭矩传感器、非接触式扭矩传感器等，随技术的进步将会有精度更
高、成本更低的传感器出现。
2、电位计式扭矩传感器
电位计式扭矩传感器主要可以分为旋臂式、双级行星齿轮式、扭杆式。其中扭杆式测量结构简单、可靠性能相对比较高，在早期应用比较多。
21EPS中扭杆式扭矩传感器的结构、原理
扭杆式扭矩传感器主要由扭杆弹簧、转角位移变换器、电位计组成。扭杆弹簧主要作用是检测司机作用在方向盘上的扭矩，并将其转化成相应的转角值。转角位移变换器是一对螺旋机构，将扭杆弹簧两端的相对转角转化为滑动套的轴向位移，由刚球、螺旋槽和滑块组成。滑块相对于输入轴可以在螺旋方向上移动，同时滑块通过一个销安装到输出轴上，可以相对于输出轴在垂直方向上移动。因此，当输入轴相对于输出轴转动时，滑块按照输入轴的旋转方向和相对于输出轴的旋转量，垂直移动。当转动方向盘的时候，钮矩被传递到扭力杆，输入轴相对于输出轴方向出现偏差。该偏差是滑块出现移动，这些轴方向的移动转化为电位计的杠杆旋转角度，滑动触r