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1、
5.4.3.1 電動式EPS的組成與工作原理
電動式EPS通常是在機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎上加裝轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器、 車速傳
感器、電子控制單元(ECU)、直流電機等裝置構(gòu)成.其組成如圖5-72所示。
圖5-72 電動式EPS系統(tǒng)組成
電動式EPS以直流電動機作為助力源，電子控制單元根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)控 制電動機通電電流強度，調(diào)節(jié)加力電動機工作力矩，進而控制轉(zhuǎn)向助力強度。
電動式EPS的助力作用受電腦控制，在低速轉(zhuǎn)向時的助力作用最強，隨著車速 的升高助力作用逐漸減弱；當車速達到42~52KM/H時電腦停止向電動機供電，并 使電磁離合器分離，轉(zhuǎn)向變?yōu)橥耆神{駛員人力操縱。
由此看
2、出，電動式EPS在低速轉(zhuǎn)向時，可獲得比較輕便的轉(zhuǎn)向特性；而在高速 轉(zhuǎn)向時,則可獲得完全的轉(zhuǎn)向“路感”，具有優(yōu)越的控制特性。
5.4.3.2 電動式EPS的主要元件布置與作用
(1) 轉(zhuǎn)向柱 在轉(zhuǎn)向柱上裝有1個直流電機和轉(zhuǎn)矩傳感器，如圖5-73所示, 其結(jié)構(gòu)如圖5-74所示。
圖5-73直流電機和轉(zhuǎn)矩傳感器
圖5-74 結(jié)構(gòu)圖
轉(zhuǎn)矩傳感器的作用用于檢測扭力桿的扭轉(zhuǎn)， 計算出施加于扭力桿上的轉(zhuǎn)矩并
轉(zhuǎn)化成電信號，輸出到EMPS ECU結(jié)構(gòu)如圖5-75所示。
檢測環(huán)3檢測環(huán)2檢測環(huán)1
圖5-75轉(zhuǎn)矩傳感器
由三個檢測環(huán)，一個扭力桿和檢測線圈、
修正線圈組
3、成，檢測線圈和修正線圈與檢測環(huán)
不接觸。其結(jié)構(gòu)如圖 5-76、5-77所示。
檢測線圈：嚴
飛
檢測環(huán)1
圖5-76轉(zhuǎn)矩傳感器結(jié)構(gòu)A
圖5-77轉(zhuǎn)矩傳感器結(jié)構(gòu)B
其工作原理如圖 5-78、5-79所示
圖5-78 工作原理A
電壓
N.K
左界
圖5-79 工作原理B
當駕駛員向右或向左打方向盤時， 轉(zhuǎn)向柱扭力桿上的轉(zhuǎn)矩使檢測環(huán) 2和檢測 環(huán)3之間產(chǎn)生相對位移。把轉(zhuǎn)向的信號送給 ECU
(2) 電動機 其作用是根據(jù)EMPS ECU信號產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力， 其工作控制電 路如圖5-80所示。
4、
J 課件
圖5-80 電動機控制電路
EMPSECI根據(jù)車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、方向盤扭轉(zhuǎn)信號、溫度信號分析 判斷后，通過控制電路控制電動機來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。
(3) 電磁離合器 電動EPS多采用單片干式電磁離合器，其結(jié)構(gòu)與工作原 理與空調(diào)電磁離合器相似，如圖 5-81所示。
m 逛 壓板
櫥軸承 主動輪
圖5-81電磁離合器結(jié)構(gòu)
當電流經(jīng)滑環(huán)境去主動輪電磁線圈時， 產(chǎn)生電磁力吸動從動軸上的壓板壓緊
在主動輪上，靠摩擦力傳遞扭矩。
電動式EPS電磁離合器線圈的電流和電動機電流同時受電腦控制， 當車速達
到45KM/H左右時即不需要轉(zhuǎn)向助力。這時，電腦就停止
5、電動機工作，并斷開電 磁離合器線圈電流，使離合器處于分離狀態(tài)，以免電動機較大的轉(zhuǎn)動慣性影響系 統(tǒng)工作。
另外當系統(tǒng)發(fā)生故障致使電動機不能工作時，離合器也將自動分離，以利于 進行人力轉(zhuǎn)向。
（4）電子控制單元及其功能 根據(jù)車速信號和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號等不同傳感 器信號，驅(qū)動轉(zhuǎn)向柱上的直流電機，提供轉(zhuǎn)向助力。
4.3.3三菱微型汽車電子控制電動動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分析
三菱微型汽車電子控制電動動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡稱 ECPS其組成如圖5-82所示。
車速信號（±） 1
r發(fā)屯機信號
（L 端）■
車速信號（副）
ECFS
警告｛［電源-
斡佶號燈（±
6、） 轉(zhuǎn)拒信號燈（副亍
快怠速電流.
1 -
快怠速電磁閥
發(fā)動機控制裝置
舷電源、｛熔斷絲
電池電源
直流電動機電流 離舍器電流
直流電動機和離合器
圖5-82三菱微型汽車電子控制電動動力轉(zhuǎn)向系組成
它主要由ECPS空制裝置（ECU、直流電動機及離合器、車速傳感器、轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向機總成等組成。
系統(tǒng)工作時，ECU根據(jù)車速變化控制電動機的工作電流，使其隨車速的升高 而減小，從而達到控制助力強度，改善轉(zhuǎn)向“路感”的目的。當車速達到設定車 速以上時，系統(tǒng)自動切斷轉(zhuǎn)向助力變?yōu)槌Ｒ?guī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)； 當系統(tǒng)發(fā)生故障時，保險 功能將自動切斷電動機及電磁
7、離合器電流， 使系統(tǒng)變?yōu)槌Ｒ?guī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，同時點亮
位于速度表內(nèi)的ECPS警告燈。
(1) 直流電動機和電磁離合器 如圖5-83所示。
圖5-83 電動機組成
該系統(tǒng)的直流電動機和離合器為一體式結(jié)構(gòu)， 其工作電流由電腦根據(jù)車速的
高低控制。電動機的最大工作電流為 30A在發(fā)動機不工作時由蓄電池供電，發(fā) 動機怠速時由發(fā)電機供電；交流發(fā)電機L端子信號的作用是向ECUS供判斷發(fā)動 機是否啟動的信號。當ECPST作時，發(fā)動機處于高怠速狀態(tài)。
系統(tǒng)的動力傳遞為行星齒輪式減速機構(gòu)，用小齒輪驅(qū)動條式轉(zhuǎn)向器。
(2) 轉(zhuǎn)矩傳感器 系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩傳感器為無刷滑動電阻式，作用是把駕駛員施
加在轉(zhuǎn)向盤
8、的轉(zhuǎn)向力矩轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性變化的電壓信號， 電腦依此作為控制電動機和
電磁離合器工作電流的依據(jù)之一。
(3) 車速傳感器 系統(tǒng)車速傳感器型式為電磁感應式，安裝在變速器上。 車速傳感器采用雙信號線圈結(jié)構(gòu)，見圖 5-84，工作可靠性較高。當發(fā)生故障造 成無車速信號時，ECU會使系統(tǒng)處于保險狀態(tài)，系統(tǒng)變?yōu)槌Ｒ?guī)轉(zhuǎn)向。
佗速傳感器的結(jié)構(gòu)
圖5-84 車速傳感器結(jié)構(gòu)
（4） ECPS空制裝置（ECU ECPS電腦是系統(tǒng)的控制中心，其工作情況為：
① 點火開關接通為ON時，給ECU加電，電動轉(zhuǎn)向裝置處于待機狀態(tài)。
② 發(fā)動機啟動后，L端子使ECU感知發(fā)動機已處于工作狀態(tài)。
③ 汽車行駛轉(zhuǎn)向時
9、，ECPS艮據(jù)車速和轉(zhuǎn)矩傳感器信號，經(jīng)對比運算后，向 電動機和電磁離合器發(fā)出控制指令（電信號），使電動機產(chǎn)生相應方向的轉(zhuǎn)矩， 經(jīng)傳動機構(gòu)減速增扭后用于轉(zhuǎn)向助力。 根據(jù)車速的不同，電腦對電動機電流的控 制如圖5-85所示。
3020
一 i 1
車速:0 - 2. 5km/h
2.5 - 10km/h
pO - 15km/h !10 - 20km/h ；20 _鬻影?
52 60 時間(s)
圖5-85電腦對電動機電流的控制
當車速達到30km/h以上時，ECU切斷電動機和電磁離合器信號，系統(tǒng)變?yōu)槌?規(guī)轉(zhuǎn)向裝置；當車速下降到27km/h以下時，ECU接通電動機和電磁離合器控制 電流，系統(tǒng)變?yōu)殡妱邮睫D(zhuǎn)向助力狀態(tài)工作。
(5) ECPS導線插接器 該系統(tǒng)導線插接器如圖5-86所示，其中c為3針、 a為11針、和b為13針3組。
b)
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圖5-86導線插接器
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
