5、电子控制系统基本构成
一般来说，车辆控制系统主要由车辆数据采集系统 (传感器部分)、电子控制单元、执行机构三大部分组成。
5.1 车辆数据采集系统(传感器部分)的组成
在整个控制系统中，传感器部分的作用等于人工操作换档车辆情况下的驾驶员的视觉、听觉和触觉系统，将各种换档所需的参数信号采集并传送到电子控制单元。车辆是按照驾驶员的意图行使和工作的，车辆控制系统必须能够正确识别和实现驾驶员的操纵，不能改变驾驶员对车辆原有的操纵意图。驾驶员意图的识别是通过传感器对车辆控制机构的变化的测试，经过分析获得的。
传感器就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。
汽车用传感器与市场常见的、通用的传感器不同，他们是按照汽车电子系统的特殊要求而量体定做的。对传感器有5个严格的要求，在研发时必须满足，并符合最重要的发展趋势。高可靠性、低生产成本、体积小、高精度等。
在汽车上使用的传感器主要有以下几种:磁电式传感器，磁阻式传感器，光电式传感器，霍尔式传感器，热敏式传感器，变阻式传感器，压电晶体式传感器等等。在转向系统中使用的传感器主要有:发动机转速传感器、车速传感器、转矩传感器等。其中发动机转速传感器、车速传感器使用磁电式传感器和霍尔传感器等利用磁电信号原理的传感器。
除传感器以外，其他信号通过开关或其他方式和控制器进行信号传递。常用的开 关有多功能开关、强制低档开关等等。开关也是很重要的信号输入手段。 5.2 电子控制单元介绍
电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)是整个控制系统的核心。其功能依据驾驶员意图和车辆的运动状态参数检测与提供的信号，作出工作状改变的决策。电子控制单元的主要功能有:信号采集和预处理、驾驶员操纵意图识别、故障诊断功能、输出和显示等功能。 6、电子控制的电动助力转向的基本构成及其特点 6.1 电子控制式电动助力转向系统分类及特点
根据电动机驱动部位的不同。将电动助力转向系统分为三类：转向轴助力式、转向器小齿轮助力式和齿条助力式。转向轴助力式转向系统，其转矩传感器，电动机、离合器和转向助力机构组成一体。安装在转向柱上（如下图1）。其特点是结构紧凑、所测取的转矩信号与控制直流电机助力的响应性较好，这种类型一般在轿车上使用。小齿轮助力式转向系统的转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构仍为一体，只是整体安装在转向小齿轮处，直接给小齿轮助力，可获得较大的转向力。该型式可使各部件布置更方便，但当转
向盘与转向器之间装有万向传动装置时。转矩信号的取得与助力车轮部分不在同一直线上，其助力控制特性难以保证准确。
齿条助力式转向系统的转矩传感器单独地安装在小齿轮处，电动机与转向助力机构一起安装在小齿轮另一端的齿条处，用以给齿条助力。该类型又根据减速传动机构的不同可分为两种：一种是电动机做成中空的，齿条从中穿过。电动机动力经一对斜齿轮和螺杆螺母传动副以及与螺母制成一体的铰接块传给齿条。这种结构是第一代电动助力转向系统，由于电动机位于齿条壳体内，结构复杂、价格高、维修也很困难。另一种是电动机与齿条的壳体相互独立，电动机动力经另一小齿轮传给齿条。由于易于制造和维修。成本低，已取代了第一代产品。因为齿条由一个独立的齿轮驱动。可给系统较大的助力，主要用于重型汽车
6.2 电动助力转向系统基本工作原理
电动助力转向系统主要由电控单元(ECU)、助力电机、减速机构、车速传感器、扭矩传感器等组成。控制单元根据各传感器的输入信号确定电机的助力扭矩，并驱动控制电路控制电机。
电动助力转向系统是在传统机械转向机构基础上，增加信号传感装置、电子控制装置和转向助力机构，利用电动机产生的助力来帮助驾驶员进行转向。不转向时电动机不工作，转向时，扭矩传感器开始工作，它不间断地检测转向盘的扭矩，并据此产生一个脉冲信号送给控制器。控制器同时接收扭矩传感器送来的扭矩和旋转方向信号及由汽车速度传感器送来的车速脉冲信号，并根据这些信号确定助力扭矩的大小和方向，然后电动机输出相应大小及方向的扭矩以产生助力。电动机输出转矩经减速齿轮放大，并通过万向节等把输出扭矩送到齿条，从而完成助力转向。因此电动助力转向系统是一种按需型的助力转向装置，它能节约燃料，提高主动安全性，且有利于环保，是一项紧扣汽车转向技术发展主题的高新技术。
6.3 电动助力转向系统基本构成及其工作原理
转矩传感器：转矩传感器用来检测转向盘的转矩和方向，采用电位计式传感器。它输出两个彼此独立的电压信号：主信号和副信号。控制单元用副信号来检查主信号是否正确电控助力转向系统的转矩传感器主要有三种形式：摆动杆式、双行星齿轮式和扭杆式。摆动杆式是通过测量由转向器小齿轮轴反作用力矩引起的摆杆位移量得到转向力矩的。双行星齿轮式是通过测量与扭杆相连的两套行星齿轮的相对位移得到转向力矩信号值。扭杆位于转向输入轴和输出轴之间，行星齿轮机构也兼起减速传动机构的作用扭杆式是通过扭杆直接测量输入轴和输出轴的相对位移。从而测得转向力矩。
电动机和离合器：电动机采用永磁直流电动机。在电动机设计时，应着重考虑如何提高路感、降低噪音和振动。比如在电机转子周边开设不对称或螺旋状的环槽靠特殊形状的定子产生不均匀磁场等都可改善电动机的性能离合器采用电磁式离合器一其由控制单元
根据车速的快慢来控制。当车速在设定车速以上时，电磁离合器切断，电动机不再提供助力，此时，系统不受电动机惯性力矩的影响，转入人工转向状态：在设定车速之下，电磁离合器接合，转入助力转向状态为了改善转向特性。离台器设计时要让它具有一定的滞后特性。
减速传动机构：减速传动机构是用来增大电动机传递给转向器的转矩。它主要有两种形式：双行星齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构。前者主要用于小齿轮助力式和齿条助力式转向系统，后者主要用于转向轴助力式转向系统。 6.4 电动助力转向系统的优点
与传统的液压助力转向系统相比电动助力转向系统主要具有以下优点：节能、耐严寒、增强了随动性、有利于改善回正特性、有利于提高操纵稳定性、有利于环保、易于包装和装配、易于维护与保养和易于调整。
结论：
汽车的发展经历了三大革命：动力革命、传动革命、控制革命。先进国家目前正处于控制革命阶段，即自动控制阶段。从各总成的单独控制向动力传动系统一体化综合控制，从一般控制向智能化、网络化控制发展。手动变速汽车由于频繁换档的操作，易使驾驶员疲劳，影响行驶安全，已逐步被自动变速所取代，现在汽车中采用的防抱死控制系统（ABS）用于防止车轮在制动时抱死，从而大大改善汽车制动性能和行使性能，并大大减少了交通事故，由于人们对汽车的操纵舒适性和稳定性的要求越来越高，电动助力转向系统（EPS）也随之诞生了，它能彻底改变原来的转向不足与转向过量问题，把驾驶员的转向需求和实际转向角度的差距大大缩小了，为了充分改善汽车的性能，在各系统中还附属了很多电子系统，增加了许多微电脑控制的传感器，这样对汽车驾驶员的技术要求就大大降低了。
随着科学技术的进步和人们对汽车使用要求的提高，21世纪的汽车控制技术将进入以电子控制技术为基础的智能化控制时代，现代汽车关注的清洁、节能、安全、舒适和操纵简便五个重要发展方向将在智能化汽车中得到和谐的统一，智能化控制技术将把汽车的综合性能推上新的技术高点。
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