試論汽車電動助力轉向系統的控制策略

李楊

摘 要：目前汽車行業內對電動助力轉向技術的應用屬于新興技術類別的范疇，區別于傳統的助力轉向模式，電動助力的工作原理是通過電子控制系統的具體操作單元，以傳感器采集信號同時控制助力工作的電動機產生運轉，輔助車輛在轉向方面的功能實現。以EPS結構圈地傳統的液壓助力轉向能夠避免車輛制造以及使用過程中的故障率問題，同時使專項活動更加輕便，目前已經成為了汽車行業加工制造的重要技術之一，對這一技術課題進行研討有利于汽車行業在未來提升制造技術可選擇性。

關鍵詞：汽車技術；電動助力轉向；系統控制

1 引言

人類社會對交通工具的運用以及發展在任何時代都具有技術前提性，而汽車自出現起，就已經成為了陸地代步交通工具中的佼佼者，到了現代社會更是有著不可替代的作用，人們對汽車的功能指標要求逐漸提升的同時，在細節層面的優化也是汽車發展的關鍵點之一。而對于汽車操作，轉向是任何駕駛過程中必不可少的操作步驟，除了駕駛員需要按照操作標準進行設備的調整之外，在汽車內部零件以及設備系統的優化上，科技水平也在不斷上升，轉向系統從傳統的液壓制動到了今天已經開始采用電動助力轉向，這是技術上的飛躍，同時也是汽車實用性領域上的一個巨大提升。改變了以往機械傳動在實際操作中的故障率較高的問題，而這一技術的具體發展脈絡與汽車行業的綜合技術水準提升有著密切關系。

2 電動助力轉向系統的實際作用方式探析

電力技術的飛速發展使電子工程在各工業領域應用效率都在逐漸提升，而電動助力系統的使用在汽車行業也成為了新興技術之一，在國內外的多款品牌車型中都有所應用，其具體的作用方式是通過電子控制系統對汽車電動機的操作，為轉向動作提供足夠的輔助動力，使轉向系統正常運作，相比人力進行驅動，具有更加輕便的特點。在其中主要使用的是模糊控制的概念，能夠通過非線性控制的算法將復雜的駕駛情況進行統合處理，在汽車實際駕駛中能夠取得良好的應用效果[1]。

對汽車領域而言，電動助力系統的引入雖然具有眾多優勢，但是對汽車駕駛方向回正以及摩擦力等方面形成的影響則難以稱之為具有積極性。通過模糊控制對這一問題能夠形成良好的解決效果，這也是當前在滿足技術應用前提下最行之有效的市場解決策略。

3 電動轉向助力控制的策略構建體系

對于電動助力在轉向過程中的作用，主要是通過蝸輪蝸桿型轉向減速機構，將轉矩作用力施加在轉向軸上，從而減輕人力操作負擔，讓轉向操作的力度更加輕便化并且容易操控。從這一點而言，EPS助力的模式的確有助于轉向方案效果的提升。

而從具體設計層面而言，助力的效果主要根據汽車的運動狀況以及受力情況進行調整，這一變化本身具有一定規律，而助力效果在理想化的前提下應同時保證轉向的及時以及角度的正確性，同時在操作上應更加重視輕便省力的需求。根據這幾點需求進行分類，助力形式通常分為直線、折線以及曲線集中。對應的區域以及轉向方式也是根據實際情況進行調整。通過實際實驗數據分析，在適用性角度而言，直線型以及曲線型都具有明顯的缺點，直線型助力缺乏多樣性的路感效果，并且在操作上無法實現輕便性需求。而曲線型雖然在完成效果上能夠達到需求，但具體操作需要大量數據調整，不利于實際市場應用。因而當前應用最多的還是介于兩者之間的折線型應用策略，加以前文提及的模糊策略輔助，能夠使電動助力轉向系統達到相對完美的實際使用效果[2]。

4 電動助力轉向的應用問題解決方案

電動助力轉向的顯示效果能夠滿足轉向過程中的輕便性需求，但是其同時對其他操作系統的影響也不能忽視，最重要的對方向回正主動控制系統的影響，是需要最優先解決的問題。電動助力轉向產生的慣性動力以及阻尼的因素導致回正性能受到影響，所以需要針對這一問題進行調整。

具體解決方案主要需要控制兩個方面的問題，首先是回正控制，在車輛行駛過程中，通過預制程序對電機進行操作，使之能夠施加外部力矩，促使轉向系統迅速回正保持駕駛路線的正確性。同時也可以采用阻尼控制系統，主要是針對超幅度調整的狀況，通過電機轉矩的阻尼作用，在方向回正的同時予以阻尼增量操作，從而避免過度調整。

這兩種具體調整方式都需要根據車型不同進行細微的數據變化以及參數調整，目的在于保證車輛回正的性能達到標準規格，同時也應該符合駕駛員在車輛駕駛過程中的操作需求以及體驗舒適性[3]。

同時，我們應注意到電動轉向助力在電力需求層面的實際應用問題，雖然能夠避免傳統機械結構可能出現的傳動故障性，但是車輛在電力轉化方面尤其會受到環境以及具體溫度狀況的影響。對于這一方面的問題，需要根據實驗模型進行數據比對并調整到最佳狀態，避免實際車輛運作中出現意外狀況。

5 電動助力轉向的車輛控制實證

通過實驗模型進行分析的過程中，對電動助力轉向的車輛信息模擬能夠了解車輛在轉向過程中的操作效果。首先在不同范圍時速的狀態下，車輛操作以及加速度轉矩的記錄需要符合行業標準規范。在20km/h到100km/h的測試區間中，共分為五個測試速度段位，測試數據均達到0.3g的方向盤力矩值，這一實驗數據符合汽車行業對轉向力矩的規范標準需求，因而能夠使電動助力轉向的車輛力矩控制達到行業標準。

因而在實際操作狀態下，通過模糊控制以及對阻尼、回正性等方面的調整，能夠將電動助力轉向系統的助力效果按照駕駛狀況不同進行分類。同時在非標準浮動時速狀態下，電動助力的效果能夠得到保障，這是對汽車駕駛體驗提升的重點需求。

對于存在應用沖突的主動回正方面，通過對電動助力效果的調整，以及阻尼方面的細微控制能夠實現轉向角度控制的快速完成，并且通過實驗數據驗證實際操作中的可行性。對電動助力轉向采用對應策略進行調整后，其實際使用適應性足夠滿足體驗需求以及市場化的標準。這一控制策略在實際應用層面已經能夠通過技術標準的檢驗，也證實了電動助力轉向技術未來應用前景的廣泛性[4]。

6 結束語

電動助力轉向技術的應用不僅在汽車領域具有巨大前景，同時對于機械操作，電子工程以及自動化控制系統等多個領域都有良好的發展態勢。作為專門技術而言，具有多方向的延展性以及技術鉆研的可能性。在實際研究工作中，對于電動助力轉向的研究，還可通過以下幾個方向再做分析。

對電動助力轉向系統的指向性以及阻尼控制的調整，是汽車工業中對細節優化的重點，也是對汽車駕駛員手感以及熟悉性提升的關鍵點，對細節部件的把握以及材質挑選，能夠將這一感受上升到符合市場化需求的程度，也對電動助力轉向技術的實際應用能夠產生積極意義。

同時在轉向探測方面，除了依靠傳感器還可嘗試應用更為先進化的AI控制系統，通過人工智能對轉向角度以及距離警報等細節部件進行應用，并且加速信號以及交通狀況的分析也可同步交給AI系統處理，使駕駛體驗能夠大幅度提升，將對駕駛技術的需求降低到能夠更大范圍進行普及的程度，這也是電動助力系統未來發展的技術需求重點。

參考文獻：

[1]劉鑫.汽車電動助力轉向系統關鍵技術分析[J].中國高新科技，2018.

[2]王虎，許曉楠.汽車電動助力轉向系統選型研究[J].汽車實用技術，2017（15）：40-41.

[3]楊杰，冉光偉，馬樂，et al.四輪驅動汽車電動助力轉向控制策略研究[J].汽車實用技術，2017（14）：61-64.

[4]潘國棟，段敏，王清.電動助力轉向系統控制策略和仿真技術的研究[J].汽車實用技術，2017.