汽车电动助力转向系统的现状与发展.pdf

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式EPSJ，并装配在FordFiesta和Mazda323F
1．绪论
等车上，此后EPS技术便得到了飞速的发展。
随着近年来电子控制技术的成熟和成本的在国外，EPS已进入批量生产阶段，并成为汽
降低，EPS越来越受到人们的重视，并以其具车零部件的高新技术产品，而我国动力转向系
有传统动力转向系统不可比拟的优点，迅速迈统目前绝大部分采用机械转向或液压助力转向，
向了应用领域，部分取代了液压动力转向系统EPS的研究开发目前还处于起步阶段，其产品
(HydraulicPowerSteering，简称HPS)⋯。电子在2002年才有国内企业进行研制开发。目前，
控制技术在汽车动力转向系统中的应用，使汽只有南摩股份有限公司(生产转向柱式的EPS
车的驾驶性能达到令人满意的程度J。电动助产品)能小批量生产用于汽车装配，在昌河公
力转向系统(EPS)在汽车低速行驶转向时减司产的爱迪尔轿车、南京菲亚特公司产的新雅
轻转向力使转向轻便、灵活；在汽车高速行驶途轿车上使用。
转向时，适当加重转向力，从而提高了高速行驶
2．汽车动力转向系统的分类及特点
时的操纵稳定性，增强了“路感”。不仅如此，
EPS的能耗是HPS能耗的1／3以下，且前者比后汽车转向系统可按转向的能源不同分为机
者使整车油耗下降可达3％一5％，因而，EPS将械转向系统和动力转向系统两类。动力转向系
成为汽车传统转向系统理想的升级换代产品。统根据动力源不同又可分为机械式的液压动力
自1953年美国通用汽车公司在别克轿车上转向系、电控式液压助力转向系统(EHPS)和
使用液压动力转向系统以来，HPS给汽车带来电动式电子控制动力转向系统(EPS)。
了巨大的变化，几十年来的技术革新使液压动2．1机械式的液压动力转向系统
力转向技术发展异常迅速，出现了电控式液压机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、
助力转向系统(ElectricHydraulicPowerSteering，油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储
简称EHPS)。1988年2月日本铃木公司首先在油罐等部件构成。无论车是否转向，系统总要
其Cervo车上装备EPS1]J，随后又应用在Alto处于工作状态，能耗较高，而且在大转向车速
汽车上；TRW公司继推出EHPS后也迅速推出较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比
了技术上比较成熟的带传动EPS和转向柱助力较大的助力，又由于液压泵的压力很大，也比

作者简介：1．李慧琪，男，湖南桃江人，高级工程师，研究方向：机电一体化。
2．李伟光，男，江西南昌人，博士，教授，研究方向：机电一体化。

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较容易损害助力系统，且不易安装和维护。少实时的实现助力控制作用。因而，EPS可以很
数大型车也有采用气压动力转向的，但这类动容易的实现在全速范围内的最佳助力控制，在
力转向系统的共同缺点是结构复杂、消耗功率低速行驶时保证汽车的转向灵活轻便，在高速
大，容易产生泄漏，转向力不易有效控制等。行驶时保证汽车转向稳定可靠。
2．2EHPSEPS的主要部件包括扭矩传感器、车速传
EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础感器、电动机、电子控制单元、减速机构和电
上增设电子控制装置而构成的。根据控制方式磁离合器，其工作原理如下：
的不同，EHPS又可分为流量控制式、反力控制2．3．1扭矩传感器、车速传感器
式和阀灵敏度控制式三种形式。其所有工作的EPS中扭矩传感器主要有：电阻式转向传
状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、感器、非接触式电感扭矩传感器和其他类型传
转向角度等信号计算出的最理想状态，并控制感器，也有很多厂家采用在转向轴位置加一扭
电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，杆，通过测量扭杆的变形转化得到扭矩的大小
从而满足高、低速时的转向助力要求，但即使和方向。电阻式转向传感器实际上是个滑动可
是最新的EHPS也无法根除液压助力系统在布变电阻器，其滑动触电固定在输出轴上，电阻
置、安装、密封性、操控性、能量消耗、磨损线部分固定在输入轴上。当操作方向盘时，滑
与噪音的固有缺憾。动触点在电阻线上的移动使得电位计的电阻值
2．3EPS系统随之变化，最终近集成电路IC处理以变化电流
电动助力式转向系统利用电动机产生的动的形式将方向盘信号送至ECUJ。电阻式传感
力协助驾车者进行动力转向，不同车的EPS结器在早期EPS中应用较多，这种传感器价格低，
构部件尽管不一样，但其基本原理是一致的。但体积大，易于磨损。
它一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单随着非接触式扭矩传感器成本的降低，越
元ECU、电动机、电磁离合器以及减速机构构来越多的厂商转而采用这种精度高、体积小且
成，其机构示意图如图1所示。寿命长的新型传感器。图3所示为KOYO公司
向盘研制的