谈谈助力汽车先进电动助力转向（EPS）系统设计

论文导读：快捷、方便。②EPS的另一突出特点是耗油量少，燃油附加损耗极低。对比试验表明：装备EPS的汽车其燃料消耗量比装备HPS的汽车降低了5.5%。此外，EPS的优越性还表现在尺寸小、重量轻，使用寿命长，安装方便易于维护等方面。4、结束语综上所述，汽车电动助力转向系统EPS具有卓越的操纵轻便性和稳定性、助力特性随汽车
【摘 要】多年来， 汽车转向系统经历了从舒适性到安全性，从安全性再到环保性的演变。在汽车的转向系统中，电动助力转向（EPS）系统以其卓越的性能，成为转向技术研究的重点和热点。文章阐述了宝马EPS系统目前的具备功能、结构原理，并通过实践总结、对比分析了EPS关键技术的性能特点。
【关键字】汽车；电动助力；转向系统
1、引言
汽车电动助力转向系统（也称为EPS），首次使用是在宝马E85的车型上。该系统在转向力和转向感觉方面具有典型的BMW特性。EPS是一种传动比很小的运动型转向系统，该系统可以通过行驶动态控制按钮在标准模式与运动模式之间进行切换、根据车速进行工作并且具有主动回位功能。
EPS系统适用于因车重较低而需要较小转向力的车辆上（例如Audi A3，Golf V，Opel Corsa）。由于该系统缓冲减振、主动回正和转向特性曲线的匹配调整都通过软件来实现，所以在转向调节方面具有很高的灵活性。

2、先进EPS的基本知识

2.1EPS的功能作用

目前宝马在用的EPS系统概览，如图1所示。
该EPS系统具有以下功能：
①利用Servotronic提供转向助力
系统内集成了Servotronic，即以电子方式调节取决于车速的摘自：毕业论文答辩www.7ctime.com
转向助力。控制单元根据不同的输入参数确定所需要的转向助力。
控制单元内存储有用于助力和缓冲特性的特性曲线。根据输入参数计算出的数值与这个特性曲线一起得出所需要的助力力矩。电机和传动机构产生这个助力力矩。
转向助力的重要输入参数包括：车速、驾驶员给出的转向力矩、转向角速度、转向角、FDC按钮及系统温度（工作电压为9V～16V）。
②转向力调整
通过行驶动态控制按钮（FDC按钮）可以选择运动型驾驶功能。此后发动机控制单元将该信号通过PT-CAN继续发送给EPS控制单元。
EPS控制单元切换到适用于运动型驾驶方式的一个特性曲线。偏转力和控制力调节到更运动特性。接收到CAN信息“FDC按钮接通”时，发动机控制单元可在标准特性曲线与运动特性曲线之间切换。
③主动转向回位
主动转向回位借助转向角传感器的转向角信息实现。该功能可确保在整个工作温度范围内转向系统顺畅地回正。
④检查显示
车辆的组合仪表带有EPS系统的指示灯。该指示灯用于提醒驾驶员转向助力已显著降低，或助力功能已完全关闭。
造成系统关闭的原因可能是：EPS控制单元或某一相关控制单元（DSC控制单元、转向角传感器、发动机控制单元）内存在故障，EPS过热， 电压过低/过高。

2.2EPS的结构组件

②下部转向柱总成
下部转向轴分为两件，将较高的转向力从上部转向柱传递到转向器上。因为在右侧驾驶型车辆上下部转向轴比较靠近排气歧管，所以塑料套管采用耐高温塑料制成。
③齿轮齿条式转向器总成
这是一个纯机械式转向器。在这个转向器内集成了一个新型缓冲压块。此外还在传统压块的基础上，集成了一个缓冲器及标准弹簧。转向器总成包括：齿条，转向横拉杆。

3、先进EPS的性能特点

3.1EPS的性能优势

3.2EPS与EHSP、HPS的性能比较分析

① EPS可准确方便的对辅助力进行控制，而液压助力系统装置则需要对液体压力进行调整。EPS系统软件可根据不同车型及行驶工况进行调整，辅助力准确、快捷、方便。
② EPS的另一突出特点是耗油量少，燃油附加损耗极低。对比试验表明：装备EPS的汽车其燃料消耗量比装备HPS的汽车降低了5.5%。
此外，EPS的优越性还表现在尺寸小、重量轻，使用寿命长，安装方便易于维护等方面。
4、结束语
综上所述，汽车电动助力转向系统EPS具有卓越的操纵轻便性和稳定性、助力特性随汽车工况实时变化的特性、良好的主动安全性等，因此成为汽车电子技术发展的热点。
未来汽车的主体是低排放汽车（LEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车（FCEV）、电动汽车（EV）四大EV汽车，这给EPS转向系统带来了更加广阔的应用前景。随着EPS关键技术的发展，EPS的性能也必将更加完善。