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电动助力转向系统（EPS）构造与原理（图解）

电动机械式助力转向系统（EPS）没有了液压助力系统的液压泵、

液压管路、转向管柱阀体等结构，结构非常简单，通过减速器以纯机

械方式将电机产生的助力传递到转向系统上。

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。

电动助力转向系统原理▼

车辆启动后系统开始工作，当车速小于一定速度（如80km/h），

这些信号输送到控制模块，控制模块依据转向盘的扭矩、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

向的扭矩以产生助动力，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转向盘时，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反比，当车速在一定速度（如

80km/h）或以上时，伺服电机的电流也趋向于零，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。

电动助力转向系统（EPS）结构图解▼

◎双小齿轮

双小齿轮电控机械助力转向系统中，由转向小齿轮和传动小齿轮

将必需的转向力传递给齿条。驾驶员施加的扭矩通过转向小齿轮来传

递，而传动小齿轮则通过蜗杆传动装置传递电控机械助力转向系统电

机的支持扭矩。

◎转向器

转向器由转向扭矩传感器、扭转杆、转向小齿轮、传动小齿轮、

蜗杆传动装置以及带控制单元的电机构成。

◎电机及控制单元

用于转向支持的电机带有控制单元和传感单元，它安装在第二个

小齿轮上。这样就建立了转向盘和齿条之间的机械连接。因此，当伺

服电机失灵时，车辆仍可以通过机械传动进行转向。

◎转向角度传感器

转向角度传感器位于复位环后侧，复位环上带有一个安全气囊滑

环。转向角度传感器通过CAN数据总线将信号传递到转向管柱电子控

制单元J527，由此控制单元获悉了转向角度

的大小。转向管柱电子控制单元中的电子装置分析这个信号。

◎转向扭矩传感器

转向扭矩传感器将转向盘扭矩直接传递给转向小齿轮。传感器根

据磁阻原理进行工作。为了确保最高的安全性，它采用了双重结构

（冗余结构）。

转向管柱连接在扭矩传感器上，转向器通过扭转杆连接在扭矩传

感器上。连接转向管柱的元件上有一个磁极转子，在这个转子中不同

磁极的24个区域轮流交替。每次使用两个磁极来进行扭矩分析。

◎转子转速传感器

转子转速传感器是电控机械助力转向系统电机的组成部分。无法

从外部接触到转子转速传感器。

一般情况下电动助力转向系统的转向过程如下图所示：

1—驾驶员转动转向盘时，转向支持开始；

2—由于转向盘上扭矩的作用，转向器中的扭矩杆转动。转向扭矩

传感器J269探测扭矩杆的转动，并将探测到的转向扭矩传递给控制单

元；

3—转向角度传感器通知当前转向角度，而转子转速传感器通知当

前转向速度；

4—控制单元根据转向扭矩、车速、发动机转速、转向角度、转向

速度和控制单元中的特性曲线计算出必需的支持扭矩，并启动电机；

5—由第二个平行作用于齿条的小齿轮来进行转向支持，小齿轮的

传动由电机来进行，电机通过一个蜗杆传动装置和一个传动小齿轮将

转向支持力传递到齿条上；

6—转向盘上的扭矩和支持扭矩的总和就是转向器上的有效扭矩，

由该扭矩来传动齿条。

电动助力转向系统高速公路行驶时的转向过程如下图所示：

1—换车道时，驾驶员轻打转向盘；

2—扭转杆因此转动，转向扭矩传感器获悉扭转杆转动并通知控制

单元，转向盘上有一个小的扭矩；

3—转向角度传感器通知小转向角度，而转子转速传感器通知当前

转向速度；

4—根据一个小的转向扭矩、100km/h的车速、发动机转速、小

的转向角度、转向速度及控制单元中的特性曲线（100km/h车速的特

性曲线），控制单元获悉必须有一个小的支持扭矩或无需