摘要：汽车电动式EPS（电子控制动力转向系统）是指利用直流电动机产生的转矩，经过转向系统减速及传递机构转化后协助驾驶者进行动力转向。文章详细介绍了目前小型轿车上装备的转向柱助力式EPS的控制原理。
关键词：电动助力转向 扭矩传感器 电磁离合器 诊断接口
中图分类号：U46文献标识码：A文章编号：1007-9416(2011)10-0106-01
电动式EPS（Electronic Control Power Steering）通常由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元、电动机和电磁离合器等组成，如图1所示。
电动式EPS根据转向比不同分为可变转向比和固定转向比；根据减速机构的结构形式不同分为：循环球螺母式、蜗轮蜗杆式、齿轮齿条式；根据电动机的布置位置不同分为：转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式。例如本田飞度采用转向柱助力式，其转向助力机构安装在转向轴上，电动机输出的动力经离合器传给转向轴上的蜗轮蜗杆机构，经减速和改变运动方向后，再由万向节及中间轴传给转向器。转向柱助力式EPS系统各部件相对独立，维修方便，设计时也有很大的灵活性。且工作环境好、电机输出力矩较小，是目前常见的一种结构形式。
电动式EPS控制系统原理如图2所示。主要由电源监视电路、电源电路、CAN总线接口、信号输入处理电路、报警灯与失效保护继电器电路、功率驱动与H桥电路、电流控制与反馈电路、离合器驱动电路和监视电路等组成。
主扭矩传感器和辅助扭矩传感器经过信号处理电路和模数转换输入到微机中；车速信号和发动机转速信号来自控制器局域网总线经过CAN总线接口输入微机。微机根据扭矩传感器检测出的扭矩信号和来自总线的车速信号，计算出电动机电流变换值，确定出电动机的电流指令值，即目标电流。再把电流指令值输入到D/A转换器转换成模拟信号后输入到电流控制电路中；同时微机把电动机的旋转方向指示信号输入到电动机的功率驱动与H桥电路，确定了电动机的旋转方向。电动机工作时电流反馈电路监测实际工作电流，并把实际工作电流送到电流控制电路中与已成为模拟信号的电流指令进行比较后，产生二者幅度相同的斩波信号。即电动机的实际电流与目标电流接近一致。功率驱动与H桥电路收到斩波信号与旋转方向指令信号后，再输入功率驱动与H桥电路控制电动机的电流使其按规定方向旋转。
监视电路是检测电动式EPS各器件的信息，这些信息通过CAN总线送入微机处理，如果发现有异常情况ECU通过报警灯驱动电路，使仪表板故障指示灯发亮报警，并断开继电器并保护电路，电动机和离合器停止工作，由电动转向转换为手动转向操作。
电动转向系统中汽车速度信号、发动机转速信号、电源的电压信号等都可以由已有的电控系统中的传感器检测到后送到CAN总线上，通过总线送到电动式EPS的控制器进行处理。同时EPS也可以将采集到的方向盘扭矩信号发送到CAN总线上，实现与其他车内电子系统的信息共享。将控制器局域网络（Controller Area Net，简称CAN）作为各个功能控制系统交换信号的通道应用于汽车中，不仅能够很好的解决众多电子信号采集、传输与共享的问题，而且还能使这些控制系统有效、有序、协调工作。
参考文献
[1]李春明.《汽车底盘电控技术》.机械工业出版社.
[2]姚换新.《汽车底盘电控系统检修》.人民邮电出版社.
[3]张云安,马瑞卿,符向荣,杨平.《工业控制》电动助力转向系统的设计与开发.
作者简介
祁先来，硕士，工作单位：湖北职业技术学院，研究方向：汽车电子控制系统检修。