5.3电子动力转向系统
    1．电子动力转向系统的特点
    普锐斯混合动力汽车的电子动力转向系统（EPS）是通过安装在转向柱上的直流电动机和减速机构产生转矩来给转向助力的。EPS ECU（电子动力转向系统电控单元）采用一块32位CPU，有效地提高了处理信号的速度。EPS ECU可根据传感器和ECU的信号来计算转向助力的大小，并通过CAN总线和制动防滑控制ECU. HV ECU和网关ECU保持通信；另外，EPS ECU还经由BEAN，通过网关ECU和仪表ECU保持通信。
    前面章节讲过的VSC＋系统是和EPS系统配合工作的。EPS系统可在VSC系统工作时控制转向助力转矩，基本工作过程为：VSC系统工作时，EPS ECU收到制动防滑ECU的助力转矩请求信号后，立刻控制直流电动机的助力转矩。
    由于转向助力由安装在转向柱上的直流电动机提供，且电动机只在需要动力转向时才消耗能量，因此EPS能够在很大地程度上提高燃油经济性。与传统的液压助力转向系统不同，EPS在可维修性方面有很大优势，它不需要管路、叶片泵、滑阀和动力转向液。

    2．电子动力转向系统的组成
    电子动力转向系统的组成如图163所示，组件位置如图164所示。



   （1）转矩传感器：用于检测扭力杆的扭曲程度，并把它转换为电信号来计算出施加到扭力杆上的实际转矩，并将此信号输出到EPS ECU。
   （2） EPS电动机：为小型直流电动机，它可以根据EPS ECU的信号产生转向助力。
   （3）减速机械：通过蜗杆和蜗轮降低EPS电动机的转速并将它传送到转向柱轴。
   （4） EPS ECU：根据各传感器（包括车速传感器）发出的信号，启动转向柱上的EPS电动机来提供转向助力。
   （5） HV ECU：发送READY信号到EPS ECU，通过EPS系统准备发电。
   （6）制动防滑控制ECU：将速度传感器的信号输出给EPS ECU。
   （7） VSC ECU：车辆稳定性控制系统工作时，制动防滑控制ECU向EPS ECU发送助力转矩信号（根据联合控制传感器的信号计算得出）。
   （8）仪表ECU：一但收到EPS ECU发出的系统故障信号，仪表ECU就点亮主警告灯，同时发送PS警告显示请求信号到复式显示器，如图165所示。

（9）复式显示器：系统发生故障时，PS（动力转向）灯显示警告。

    3．电子动力转向系统结构和工作原理
   （1）转向柱如图166所示。DC电动机、减速机构和转矩传感器都安装在转向柱上，转矩传感器为感应式电阻传感器。

   （2） DC电动机如图167所示。DC电动机包括转子、定子和电动机轴，电动机产生的转矩通过联轴器传到蜗杆，转矩又通过蜗轮传送到转向柱轴。

   （3）减速机构如图167所示。减速机构通过蜗杆和蜗轮降低DC电动机的转速并将之传送到转向柱轴，蜗杆由滚珠轴承支承以减小噪声和摩擦。
   （4）转矩传感器。转矩传感器检测扭力杆的扭曲程度，并把它转换为电信号来计算扭力杆上的转矩，并将信号输出给EPS ECU。
在输入轴上安装有检测环1和检测环2，而检测环3安装在输出轴上，输入轴和输出轴通过扭力杆连接在一起，检测线圈和校正线圈位于各检测环外侧，不经接触即可形成励磁电路，如图168所示。

    检测误差1和检测误差2的功能是校正温度误差，它们可以检测校正线圈中的温度变化并校正温度变化引起的误差。
    检测线圈通过对偶电路可以输出2个信号VT1（转矩传感器信号1）和VT2（转矩传感器信号两）。ECU根据这两个信号控制助力的大小，同时检测传感器故障。
    ①直线行驶时，如果车辆直线行驶且驾驶员没有转动方向盘，则ECU会检测输出的规定电压，指示转向的自由位置，因此，它不向EPS电动机供电。
    ②转向时。驾驶员向左或向右转动方向盘时，扭力杆的扭曲就会在检测环2和检测环3之间产生相对位移，检测环可以把这个变化转换为两个电信号VT1和VT2，并发送到EPSECU。方向盘左转时，输出一个比自由位置输出电压与助车转矩关系如图169所示。输出电压低的电压，这样，就可以根据转向助力检测到转向方向，转向助力由输出值的量级决定。

    4. EPS ECU
   （1） EPS控制。EPS ECU接收各传感器的信号，判断车辆当前状况，并测定施加到EPS电动机上相应的助力电流。
    对于装有VSC+（车辆稳定性控制）系统的车型，EPS ECU根据制动防滑控制ECU的信息，和制动防滑控制ECU一起联合控制转向助力转矩，使驾驶员的转向操作灵便，可有效地提高转向稳定性。
   （2） EPS ECU温度传感器。EPS ECU中的温度传感器用于检测ECU是否过热，如果温度传感器检测到ECU过热，则通过减小EPS电动机上的助力电流以降低温度。
   （3）诊断。当EPS ECU检测到EPS系统故障时，与出现故障的功能相关的主警告灯就会点亮，提示驾驶员故障出现，同时，DTC（诊断故障代码）存储到存储器中，DTC可以用丰田专用智能测试仪II来读取。
   （4）安全保护。当EPS ECU检测到EPS系统的故障，组合仪表上的主警告灯就会点亮，并且蜂鸣器发出声响，同时，EPS ECU使PS警告出现在复式显示器上以提示驾驶员，并进入安全保护模式。因此，EPS系统和手动转向以相同方式工作。
    出现故障时，安全保护功能会被激活，ECU会影响各种控制。

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