电动助力转向系统介绍

•2010年，我国轿车产量为1127万辆，其中配置EPS的有278万辆，占轿车产量的25%；自主研发的EPS装车量约为34万套，占EPS总量的12%，占轿车总量的3%，如图2所示。预计到2015年，中国汽车总产量将达到2500万辆。可以看出国内EPS产品占有量较少，处于薄弱环节，2011年国家863计划明确将电动助力转向控制关键技术以及实现电控助力转向系统的研发和产业化纳入范围。常见的转向系统•机械液压助力转向系统•电子液压助力转向系统•电动助力转向系统机械转向系统介绍•转向系统的可以大致分为三个部分：转向操纵机构，转向器，转向传动机构。转向操纵机构很好理解，就是我们驾驶车辆时直接接触的部分，它把驾驶员的体力传递到传向系统当中。•转向器的作用是放大驾驶员传递的力同时改变力的传递方向，常见的形式有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等等。•转向传动机构是从转向器到转向轮之间所有传动机械、杆件的总称，它的作用是把转向器输出的力传递到转向节上，从而实现转向轮的转向，同时让转向轮之间的转角遵循一定的规律，保证轮胎和地面之间的相对滑动控制在最低程度。机械液压助力转向系统•机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。机械液压助力转向系统的优缺点缺点：由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分；液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响。优点：方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接，操控精准，路感直接，信息反馈丰富；液压泵由发动机驱动，转向动力充沛，大小车辆都适用；技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。电子液压助力转向系统电子液压助力的优缺点•电子液压助力的原理与机械液压助力基本相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时助力力度可变。车速传感器监控车速，电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节•电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节，更加人性化。不过引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械液压式的牢靠，随着技术的不断成熟，这些缺点正在被逐渐克服，电子液压助力已经成为很多家用车型的选择电动助力转向系统•EPS就是英文ElectricPowerSteering的缩写，即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。电动助力转向系统的结构•1、节能环保由于发动机运转时，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染，更降低了油耗。•2、安装方便EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，元件数目少，装配方便，节约时间。••3、效率高液压动力转向系统效率一般在60%～70%，而EPS的效率较高，可高达90％以上。•4、路感好传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数，工作驱动力大，但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。而EPS系统的滞后特性可以通过EPS控制器的软件加以补偿，使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。•5、回正性好EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整EPS控制器的软件，得到最佳的回正性，从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性。第三部分：电动助力转向系统的工作原理EPS系统原理简图•EPS系统利用助力电机作为动力源，根据发动机状态、转向盘旋转的方向、转角和车速等信号，控制助力电机的输出扭矩，实现转向的助力功能。不转向时，助力电机的驱动电路关闭，电磁离合器处于分离状态，系统不输出助力扭矩；转向时，扭矩传感器将转向扭矩的大小和方向传送到ECU，由ECU根据扭矩、车速等信号进行运算，测算出助力电动机电枢的目标电流和方向，控制助力电机输出助力扭矩，并通过减速机构减速增矩后得到助力扭矩，加在汽车的转向机构上，实现助力的效果。转向系统在回正时，ECU根据安装在管柱上的角位移传感器的信号确定出转向盘的转角，控制助力电机输出回正扭矩，使转向盘转回到中间位置，保证汽车直线行驶。转向过于灵敏时，ECU控制助力电机输出反向的扭矩，模拟机械阻尼对转向系统的作用，增强转向系统的“手感”。