1.1 汽車執行器概論
汽車執行器的任務是根據控制器給出的控制指令完成規定的執行動作（相應的力、位移等），以達到控制目標。汽車的工況較為複雜，要求執行器在震動、衝擊、干擾等環境下可靠工作。
汽車執行器按照工作原理可分為電氣式、液壓式、氣動式。不同類型的執行機構的平均控制力密度不一樣，適合應用的領域也不一樣。其中液壓缸、氣壓缸的平均力密度較大，適合需要較大執行力的領域，如制動。隨著電子電器技術的進步，電動執行機構的應用越來越廣泛。
平均控制力密度（mW•cm-3）
圖 1：執行機構的控制力密度
汽車電動執行機構一般是電、磁—》機械的變換器，是電動機、電磁線圈等的平移和旋轉電磁圈執行機構。按照電壓電流產生的效應不同可將執行機構分為磁能、電能、熱能類執行機構。
圖 2：電動執行機構的作用分類
電機具有小型化、節能、應用簡單等優勢，目前整車控制用到電機的數量較多，如雨刮電機、轉向助力電機、電動天窗用電機等。隨著汽車電動化程度的深化，可預見整車用到的電機將會更多。
圖 3：汽車常見控制用電機
汽車執行電機： 目前汽車控制用電機的類型主要有以下兩種：伺服電機和步進電機。
（1）伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，並能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其中直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結構簡單，啟動轉矩大，調速範圍寬，控制容易，需要維護，但維護不方便（換碳刷），產生電磁干擾，對環境有要求。因此它可以用於對成本敏感的普通工業和民用場合。無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩定。控制複雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用於各種環境。
（2）步進電機屬於斷續運轉的同步電動機，將輸入的秒衝信號變換為階躍的角位移或直線位移，也就是給一個脈衝信號，電動機就轉一個角度或者前進一步，所以成為步進電機。改變脈衝頻率的高低可以很大範圍調節步進電機的轉速。汽車控制用電機市場：全球汽車用電機 2014 年市場規模為 260 億美雲，預計到 2019 年市場規模達到 300 億美元。2014 年，直流有刷電機約佔 69.2% 的市場份額，直流無刷電機約佔 13.8% 的市場份額。其中，隨著直流無刷電子控制技術的進步和控制成本的降低，未來無刷直流電機將更快速增長。目前動力和底盤系統是應用電機數量的領域，約佔汽車電機一半的市場份額；此外，車燈調整馬達和電動後視鏡馬達是增長較快的領域。
圖 4：全球控制用電機市場規模預測
按市場區域看，亞太區是汽車用電機的最大市場，主要得益於於中國和印度市場的增長，特使是中國汽車市場，已連續多年為全球第一汽車市場。
圖 5：汽車控制用電機分區域市場
由於汽車控制用市場競爭激烈，電機價格持續下壓，汽車電機企業積極開發小型化、低成本電機以應對市場競爭，同時開發適合未來市場需求的電機，如電動助力轉向的無刷直流電動機。
全球汽車電機企業眾多，知名汽車用電機供應商有以下公司（見下表）
整理自網絡
2.1 各類執行器介紹
2.1.1 控制電機
汽車控制用電機要求體積小、重量輕、耗電少、高可靠性、高精度和快速響應。目前主要有伺服電機和步進電機類型。伺服電機廣泛用作汽車控制用電機，作為汽車電子控制系統中執行元件，將輸入的電壓信號變換成軸的角位移或角速度輸出。輸入的電壓信號又稱為控制信號或控制電壓，改變控制電壓可以改變伺服電機的轉速和轉向。
如 EPS 中的轉向助力電機。電動助力轉向系統（Electric Power Steering，縮寫 EPS）是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的動力轉向系統，與傳統的液壓助力轉向系統 HPS（Hydraulic Power Steering）相比，EPS 系統具有很多優點。EPS 主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動機、減速機構和電子控制單元（ECU）等組成。積分齒輪減速單元和轉向柱，一個內置傳感器電路給馬達，降低了系統的尺寸和重量。
2.1.2 電磁線圈類：電磁閥、繼電器
電磁閥
電磁線圈類執行元件將電信號轉換為直線運動。在汽車上的應用主要分為兩種：1）直接以電磁能為動力的方式，如用於控制電路中的繼電器；2）電磁閥，將電磁線圈置於管道中，通過柱塞的的運動控制管道中氣體或者流體的壓力或流量。
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