力矩传感器 ：转向系统的类型
车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统、线控转向系统4个基本发展阶段。
1. 纯机械式转向系统∶机械式的转向系统，由于采用纯粹的机械解决方案，为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘，这样一来，占用驾驶室的空间很大，整个机构显得比较笨拙，驾驶员负担较重，特别是重型汽车由于转向阻力较大，单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向，这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉，目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。
2. 液压助力转向系统∶80年代后期，力矩传感器 又出现了变减速比的液压动力转向系统。在接下来的数年内，动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统，比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统(Variable Displacement Power Steering Pump)和电动液压助力转向(Electric Hydraulic Power Steering，简称EHPS)系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下，泵的流量会相应地减少，从而有利于减少不必要的功耗。力矩传感器 电动液压转向系统采用电动机驱动转向泵，由于电机的转速可调，可以即时关闭，所以也能够起到降低功耗的功效。液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞，布置更方便，降低了转向操纵力，也使转向系统更为灵敏。由于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力，目前在部分乘用车、大部分商用车特别是重型车辆上广泛应用。
3. 汽车电动助力矩传感器 (EPS) ∶ EPS在日本最先获得实际应用，1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的Cervo车上，随后又配备在Alto上。此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。EPS的助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展，并且其控制形式与功能也进一步加强。日本早期开发的EPS仅低速和停车时提供助力，高速时EPS将停止工作。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。
4.线控转向系统：线控转向系统(Steering by Wire-SBW)是更新一代的汽车电子转向系统，线控转向系统与上述各类转向系统的根本区别就是取消了转向盘和转向轮之间的机械连接。
转向系统的结构原理和工作过程
1 纯机械式转向系统
(1)转向操纵机构 主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。
(2)转向器 将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。
(3)转向传动机构 将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。
工作原理：电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节省一部分发动机功率。油泵为叶片泵，在液压泵上装有限压阀和溢流阀，确保系统安全。其分配阀、转向器和动力缸置于一个整体，分配阀和主动齿轮轴装在一起（阀芯与齿轮轴垂直布置），阀芯上有控制槽，力矩传感器 阀芯通过转向轴上的拨叉拨动。转向轴用销钉与阀中的弹性扭杆相接，该扭杆决定于阀的特性，并起到阀的中心定位作用。在齿条的一端装有活塞，并位于动力缸之中，齿条左端与转向横拉杆相接。汽车处在直行状态时，转向盘在居中位置，阀芯和隔套也在中间位置。所有液流控制口均打开，液压油很通畅地从油泵经控制阀流回油罐。
转向盘转动时，转向轴(连主动齿轮轴)带动阀芯相对滑套运动，使油液通道发生变化，液压油从油泵排出，经控制阀流向动力缸的一侧，推动活塞带动齿条运动，通过横拉杆使车轮偏转而转。
3 汽车电动助力转向系统(EPS)
3．1电动助力转向系统的结构
电动助力转向系统是在传统机械转向机构的基础上发展起来的。系统通常由转矩传感器、车速传感器、电子控制器、电动机、电磁离合器和减速机构等组成，其结构示意如图1。
3．2电动助力转向系统的控制框架
控制部分主要是通过车速和转矩传感器来采集汽车车速和转向盘转向力信号，进行必要的运算处理后发出控制指令给电动机，由电动机为转向提供辅助力。电动助力转向系统的控制框架如图2。
3．3电动助力转向系统的工作原理
汽车处于起动或者低速行驶状态时，操纵转向盘转向，装在转向柱上的转矩传感器不断检测作用于转向柱扭杆上的扭矩，并将此信号与车速信号同时输入电子控制器，处理器对输入信号进行运算处理，确定助力扭矩的大小和方向，从而控制电动机的电流和转向，电动机经离合器及减速机构将转矩传递给牵引前轮转向的横拉杆，最终起到为驾驶人员提供辅助转向力的功效；当车速超过一定的临界值或者出现故障时，为保持汽车高速时的操控稳定性，EPS系统退出助力工作模式，转向系统转入手动转向模式。不转向的情况下，电动机不工作。工作流程图见图3。
电动助力转向系统很容易实现在不同的车速下实时的为汽车转向提供不同的助力效果，保证汽车在低速行驶时轻便灵活，高速行驶时稳定可靠。
3．4电动助力转向系统的主要部件
1．转矩传感器：用于检测作用于转向盘上的扭矩信号的大小与方向，由力矩传感器和旋转速度传感器组成。力矩传感器感知转向盘的转向力矩大小，旋转传感器感知转向盘的旋转速度，并把感知的这两个信号传递到电子控制单元。目前采用较多的转矩传感器是扭杆式电位计传感器。
2．车速传感器：用于检测汽车的行驶速度，并进行自诊断，把检测到的信号送入电子控制单元。常采用电磁感应式传感器，安装在汽车变速器输出轴上。
3．电动机：电动助力转向系统的动力源，通常采用无刷永磁式直流电动机，其功能是根据电子控制单元(ECU)的指令产生相应的输出扭矩。电动机是影响EPS性能的主要因素之一，不仅要求低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻，而且要求可靠性高、控制性能好。
4．电子控制单元：是整个控制系统的核心，完成对各个传感器输入信号的处理，依据控制规则计算出所需的参数值，通过驱动电路，实现对电机的控制。
5．电磁离合器：对于动力的工作范围限定在某一速度区域内。如果超过规定速度，电动机停转，且离合器分离，不再起传递动力的作用。在不加助力的情况下，离合器可以清除电动机惯性的影响。同时，在系统发生故障时，因离合器分离，又可以恢复手动控制转向。
6．减速机构：用来增大电动机的输出扭矩。主要有两种形式：蜗轮蜗杆减速机构和双行星齿轮减速机构。前者主要用于转向轴助力式转向系统，后者主要用于齿轮助力式和齿条助力式转向系统。
4．线控转向系统：图4所示为ZF公司开发的线控转向系统。路感电机安装在转向柱上，控制器根据汽车转向工况控制路感电机产生合适的转矩，向驾驶员提供模拟路面信息。驱动电机安装在齿条上，汽车的转向阻力完全由驱动电机来克服，转向盘只是作为转向系统的一个转角信号输入装置。
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