ESP-电动助力转向系统介绍

EPS，电动助力转向。也可以叫EPAS。其最大优点是可以随速控制助力，在低速时提供较大助力，保证轻便转向；在高速时减小助力，提供驾驶员足够的路感。EPS只在转向时发挥作用，因此不像液压转向会一直对发动机造成额外负担，从而减小油耗，同时没有不可回收件，更加绿色，从各方面满足环保的需求。EPS系统主要分成几个部件：【图1.EPS结构】1）传感器：包括方向盘扭矩传感器，测量驾驶员施加在方向盘上的扭矩；方向盘转角位置传感器，测量方向盘的角度位置，为自动回正功能提供支持，另外ESP稳定控制，主动巡航，自动泊车等系统也需要更精确的方向盘转角信号，因此有时由这些系统提供CAN信号给EPS。2）执行器：EPS顾名思义，采用电机作为执行器，目前主要考虑的有直流有刷和直流无刷电机。有关这两种的区别其他帖子里有过介绍。3）减速机构：电机输出的扭矩经过减速机构加载到转向系统上。形式有蜗轮蜗杆式，循环球式，差动轮系和摇臂机构等等，前两者比较常见，也跟EPS的形式有关（参见EPS分类）。4）电子控制单元：EPS的电子控制单元可以跟车上其他部件通信，处理传感器信号，通过程序计算出需要的助力大小，并转换成控制信号输出给驱动电路，驱动电动机输出扭矩。Q5）转向机构：跟常规转向机构类似。EPS的分类：主要分3大类，根据电机在转向机构中耦合位置和方式的不同。1）转向柱式（ColumnEPS，C-EPS）直接在转向柱上安装，可以从常规转向改进而来，简单，成本低；缺点是噪音大，振动不好控制，会直接传到方向盘上，传递扭矩也较小。【图2.C-EPS】2）小齿轮式（PinionEPS，P-EPS）结构较紧凑，且提高了系统的刚度；但电子部分工作环境差（安装位置距离前桥近），要求耐温，防水，抗干扰等性能高，提高了成本。【图3.P-EPS】3）齿条式（RackEPS，R-EPS）助力效果好，提供力矩较大，同时噪声和力矩波动不易传递到方向盘上；但结构复杂，维修困难，要求技术水平和成本都较高。【图4.R-EPS】C-EPS经常安装在小型轿车和微型车上（考虑成本，要求力矩不大），而后两者则用在要求较高的场合，如中高档轿车，商用车等。日本汽车制造商最早开发EPS技术，当时采用的是较成熟度的直流有刷电机，现在向性能更好的直流无刷电机过渡。欧美的厂商则起步较高。国外的主要厂商有日本捷太科特，昭和，NSK；美国TRW，Delphi；德国ZF；韩国万都等。国内的EPS厂商则仍停留在直流有刷电机的水平，且控制系统结构简单，许多仅有基本功能。国内生产EPS的主要厂商有芜湖恒隆，株洲易力达，杭州世宝等。以上三家有自主的控制器，还有部分企业从国外购买控制单元，生产机械部分匹配并出售总成，具体情况并不是很清楚。这里也能看出，EPS的关键技术在于电子部分。