淺談汽車電動助力轉向系統

王凱旋

摘要：汽車的重要結構之一就是汽車轉向系統，其系統的特別功能就是可以專門改變以及保持汽車行使方向，并依據開車的的意圖維持汽車的行使方向。因此，相較于傳統的液壓助力轉向系統，電動助力轉向系統的優點更加明顯。本文就汽車電動助力轉向系統深入分析，結合當前發展狀況以及未來發展趨勢，全面研究解決到汽車駕駛員泊車以及低速駕駛中轉向操作問題，實現其汽車低速轉向的輕便穩定功能。

關鍵詞：電動助力轉向系統;低速駕駛;轉向操作問題

引言

快速發展的電子技術，帶動提升了汽車工業水平，進一步擴展提升現代汽車技術水平。現階段汽車行使過程中對轉向操縱技能的要求也不斷加深，如針對高速行駛過程中避免輕飄不穩，低速行使過程中也要具備理想的操縱穩定性以及輕便靈敏性。電動助力轉向系統的產生以及發展，摒棄原有的電控液壓動力轉向系統，實現其汽車高效節能性以及操縱性能等。

1.電動助力轉向系統的概述

1.1電動助力轉向系統的含義

汽車電力助力轉向系統的簡稱即EPS。EPS利用其電動機作為其汽車電力助力轉向系統的動力源，并結合到汽車自身車速以及行使過程中的轉向參與等真實相應數據，轉化形成電子控制單元，最終完成控制汽車行使的一種轉向系統。電動機提供輔助扭矩作為汽車行使的動力元素。其中主要的電動助力轉向系統元件有扭矩、車速傳感器、電動機、減速機構和電子控制單元、轉向軸以及轉向器。

1.2電動助力轉向系統的分類

電動助力轉向系統的分類主要根據其汽車電動助力的施加位置不定以及機械結構部件的不同等因素，將電動助力轉向系統分成了四種不同類型，即管柱助力式、小齒輪助力式、雙小齒輪助力式和滾珠絲杠助力式。這四種類型的助力式系統的區別方式，可以從其自身助力系統的安裝位置區別，如管柱助力式轉向系統中的助力電動機就安裝在轉向管柱上，而小齒輪助力式轉向系統的助力電動機則安裝在小齒輪附近。當然，其類型的區別不僅僅是從安裝位置區分，還可以根據其不同的機械結構。如雙小齒輪助力式的機械機構中依據其小齒輪式的基礎中增設一對齒輪齒條嚙合副，完成助力電動機。不僅如此，滾珠絲杠助力式采用的是滾珠絲杠嚙合副，完成助力電動機。

1.3電動轉向系統的工作原理

電動轉向系統的工作原理大致可以分成以下幾個要點。首先，當然是要根據其汽車自帶的轉矩傳感器測量出駕駛者的車輛實時轉向盤操縱力矩，進一步將其數據融合到車速傳感器中測量出汽車行使速度。ECU接收兩者的信號，同時ECU控制策略計算出合理有效的目標助力力矩等，進一步融合轉化成電流控制其指令到電機中。接著汽車行使過程中減速機構就可以放大其操作，并利用電機產生的目標助力力矩作用到機械師的轉向系統中，控制其駕駛員的操縱力矩，并通過克服轉向阻力矩完成其車輛轉向過程。當然其工作原理離不開電動轉向系統中關鍵技術以及軟件。如傳感器作為整個系統的信號源，發揮其良好的精度以及可靠性能。整個系統的執行器電機決定著這個電力助力轉向系統的系統性能，配合ECU運算中心，最大程度發揮其控制作用。控制策略以及故障診斷、保護程序等主要決定這個系統的軟件技術的完善性，將控制策略作為目標電流，跟蹤控制以及輸出其助力矩。運行電動轉向系統時，要利用故障診斷、保護程序軟件來保護整個系統功能。

2.汽車電動助力轉向系統的優勢

2.1提高了汽車的操縱性能

汽車在行使過程中應用到電動助力轉向系統，可以提供給駕駛員行使時的助力保障，即汽車電動助力轉向系統可以提供多種有效預防各種不同行使路況，為其駕駛員提供最有效的助力，避免由于路面不平導致的產生轉向系統的難題。同時還能減輕以及改善其汽車轉向性能，提高駕駛員操縱穩定性以及輕便靈敏性。讓駕駛員在低速行使過程中也能增加其轉向操縱性能，高速行使過程中也能提升汽車整體主動安全性能。電動助力轉向系統是有效的一舉兩得將其汽車的操縱性能提升的方式。

2.2質量輕便結構緊湊

電力助力轉向系統利用電動機作為直接能源提供轉向助力，并進一步將轉向助力作用到汽車停車環節，為其提供最大程度的轉向動力，不僅如此，電力助力轉向系統還將原有液壓動力轉向系統中必備的某些部件舍棄，最大限度將整個助力轉向系統質量變得更加輕薄，結構更加緊密。當然舍棄這些不必要的元件，就可以將其配件自由安裝到各個位置中，提升器裝配自動化程度，方面其工作人員的維修。而且電力助力轉向系統也可以在低溫環境中工作，排除溫度影響汽車行使問題。

2.3提高燃油經濟性，減少環境污染

電力助力轉向系統可以避免其液壓動力轉向系統中液壓泵工作時流動浪費掉的液壓油能量。相對電力助力轉向系統僅僅是在操作過程中利用電機能量，是按需供能型節能系統。即在不轉動情況下，應用其電動轉向系統的汽車的燃油消耗降低率可以達到百分之二點五，而轉動情況下，應用其電動轉向系統的汽車的燃油消耗降低率可以達到百分之五點五

2.4增強轉向跟隨性和可靠性

電機部分的阻力是讓車輪反轉過程中轉向前輪的擺動頻率大大減低，同時還能將其系統的抗擾能力大大增加，將其轉向車輪對轉向盤等跟隨性能大大提升，這是傳統的助力轉向系統不能達到的點。

3.電動助力轉向系統的發展分析

電動助力轉向系統的發展進程是將不斷融合以及發展其機械轉向系統以及液壓、電動液壓助力轉向系統的功能結構，將其發展變革引發成為汽車電動轉向技術的革命，并進一步針對其微型汽車轉向助力型，提出滿足新時代汽車電動助力轉向系統的要求，并對未來的電動助力轉向系統的發展提出更高的系統控制性能以及系統成本，升級其電力轉向控制技術。

結語

本文就汽車電動助力轉向系統分析，結合引言、電動助力轉向系統的概述、汽車電動助力轉向系統的優勢、電動助力轉向系統的發展分析，全面貫徹其汽車駕駛員應用汽車電動助力轉向系統，增加其行使過程中的轉向操作能力。

參考文獻：

[1] 敖德根，米根鎖.基于多變化轉矩的汽車電動助力轉向電機電流跟蹤控制[J].電機與控制應用，2017，44（3）.

[2] 蔣玲，蘇婷，朱虹.淺談汽車電動助力轉向系統[J].時代汽車，2017（10）1.

[3] 莫旭輝，羅照湘，楊輝，等.調節方向盤轉速的電動助力轉向系統回正控制[J].機械科學與技術，2017，36（6）.

（作者單位：天津德科汽車部件有限公司）