電動助力轉向系統發展現狀研究

徐煒

摘 要：文章系統地闡述了電動助力轉向系國內外發展現狀，并分析了電動助力轉向系統的優勢。

關鍵詞：電動助力轉向系統；EPS；轉向系統

目前，作為新型主動轉向系統等轉型系統都是基于電動助力轉向系統基礎開發起來的。因此，對于電動助力轉向系統的發展就顯得尤為重要。隨著科技成果的發展，電子類產品在汽車上的應用將更加廣泛，電動助力轉向系統在汽車上的應用必將成為未來的前進必然趨勢。

1 電動助力系統國外發展現狀

電動助力轉向系統的出現還要追溯到上世紀八十年代末，隨著電子行業的飛速發展，電動助力轉向系統作為機電一體化的代表，將電機與電子產品相結合，對汽車的駕駛系統進行了提升，在滿足了駕駛員對操縱系統輕便型的同時，并保證了駕駛員對路感的把握性，因此得到了廣泛的應用[1]。同時，也使汽車更加的環保。取消的液壓助力轉向系統中的液壓油部分，降低了液壓油泄漏對環境污染的可能。綜合以上所說的優點和在實際駕駛過程中的高品質的操縱性，電動助力轉向系統表現出了非常大的優勢。

日本是最早研發電動助力轉向系統的國家，將EPS系統率先在微型汽車上進行應用。鈴木公司在1988年第一個將EPS系統安裝在了奧拓這款汽車中。幾年之后，Honda公司在這個領域也得到了突破，同年將高級跑車Acura NSX的助力系統也安裝了EPS，從而使得該款汽車的全球市場中處于優勢地位[2]。

隨著EPS系統技術得到廣泛的認可，先后有多家汽車公司開始對EPS系統投入研究，如英國盧卡斯、日本三菱汽車、大發汽車公司、德國ZF、德爾福公司和美國天合公司。德爾福公司的產品用于大眾波羅、歐寶318i和菲亞特Punto等車型上安裝了電動助力轉向系統，三菱在其生產的Minic上配備了EPS系統日本大發也在它Mira車型上配備了EPS系統，本田的Accord上也己經選裝了EPS系統進行安裝。直至今日這些公司的電動助力轉向系統在國際市場中仍然占有著廣大的市場份額。

從電動助力轉向系統出現到現在的30余年時間里，EPS系統得到了飛速的發展。從最開始的電動助力轉向系統僅在汽車低速的停車狀態時動作，向全速型進行的發展使汽車在高速行駛時主動添加阻尼控制使汽車在全速下也可進行操縱穩定性控制。應用范圍也越來越廣，從最開始的中型微、微型汽車上的應用己經向中高檔汽車擴展。

近幾年來中高檔汽車對駕駛的舒適性和安全性的要求更為突出，因此電動助力轉向系統需要更加系統的提升，通過汽車多組信號的反饋更精密地對系統進行控制。研究趨勢從最初的僅通過方向盤轉矩轉角和車速的信息處理，向增加橫擺加速度、前軸載荷、轉向阻力距和重心偏移等復雜信號處理，使得助力控制更加精準。己獲得更高的駕駛體驗，提高駕駛員對路面信息的掌握，甚至記錄駕駛員的駕駛習慣對助力系統進行自我完善。

2 電動助力系統國內發展現狀

國內的電動助力轉向系統的起步相對于國外起步時間較晚，同時還面臨著轉向系統沒有系統研究等一系列的問題，因此面臨很大挑戰。國內最早使用電動助力轉向系統的是昌河北斗星，之后開啟了國內轉向系統的變革。隨和國內汽車行業的自身發展，國內電動助力轉向系統與國際先進技術相融合引進，使我國EPS（電動阻力轉向系統）系統快速發展。

國內己將電動助力轉向系統的研究列入了重點科研項目。一些有相關背景的高校與汽車行業的一部分企業合作共同研究，在基礎較低的情況下，可到了相對較大的發展，但作為產品的問世還為時尚早，系統相對不成熟是面臨的最大問題。從1998年開始我國就開始了對電動助力轉向系統的研究，其中吉林大學、清華大學和華南理工大學等己取得較大的突破，主要涉及EPS系統的算法研究。

作為消費類產品，其能否適應市場和是否存在競爭力是重中之重，作為自主研發的助力轉向系統與國際生產廠商之間對于汽車整體的駕駛手感，操縱性發面還存在許多欠缺。國內在近幾年才開始了EPS的研究，荊州恒隆公司、株洲南方動力、福林國潤和株洲易力達等一系列多家企業正在從事EPS的研究與開發工作。國內EPS系統雖然得到了快速的發展但一些問題也暴露出來，比如EPS噪聲大、方向盤振動厲害、方向盤轉向不對稱，系統的可靠性低，故障率高駕駛安全存在隱患等問題仍待解決。另外從研發和生產力轉化方面，科技成果轉化還是存在許多壁壘，因此制約了電動助力轉向系統的發展。作為生產制造業，由于國內對與電動助力轉向系統的產業標準定義上不清晰，各廠家之間生產的產品不匹配也是現在面臨的重要問題需要盡快解決。

從2004-2015年，全國EPS系統的生產、總裝和銷售都呈現逐年增加的趨勢。最近5年內國內電動助力轉向系統的產量都在以25%以上的增長率發展，因此可見國內對EPS系統的需求還一段時間內非常可觀。但作為國內的生產企業來說，助力系統還處于初級階段與國外公司還有很大的差距，在短時間能無法滿足高標準的駕駛需求，所以國內市場還是基本有國外產品占據。

從長遠來看提升國內自主公司的EPS研發能力勢在必行，將研究成果轉化成為實際產品意義重大。是國內自主品牌迅速占有市場，在市場中提升產品在提升中抓住市場。

3 電動助力系統優勢分析

由于電動助力轉向系統輸入信號不僅考慮駕駛員的輸入信號，還需要車速橫擺角速度等，從而解決在在滿足汽車控制輕便型的通知保證汽車的穩定性。新型的電動助力轉向系統的出現與傳統的助力轉向系統相比有許多優勢[3]：

（1）電動助力轉向系統中，電機屬于短時工作制，在不發生轉向指令是助力電機不動作，比液壓助力更節能。

（2）可靠性高，在系統故障情況下依然可以通過方向盤控制不至于使汽車傾覆，對外界干擾有很好的阻尼特性。

（3）集成性好，在電動助力轉向系統的基礎上可以增加其他系統實現更好的助力轉向功能，如邊傳動比和主動轉向功能。

（4）沒有液壓助力系統中的液壓油液壓泵等設備，系統更環保系統占用空間小。

（5）助力轉向系統中ECU和助力電機都是通過電瓶供電，因此在發動機不啟動的情況下原地轉向依然可以起到助力轉向的作用。

（6）系統的應變能力更強，與環境結合更緊湊，助力形式更多變。

（7）可以在溫度較低的環境下進行正常工作，液壓油在低溫情況下需要預熱。

（8）通過添加胎壓信號，系統可以更詳細地了解汽車的工作狀態對助力模式的實行有著決定作用。

4 結束語

電動助力轉向系統主要由三部分組成：電子控制單元（包括控制單元和驅動單元）、信號傳感器（包括扭矩傳感器和轉速傳感器）和轉向機構（電動機、離合器、傳動齒輪減速器）。本文系統地闡述了電動助力轉向系國內外發展現狀，并分析了電動助力轉向系統的優勢，隨著科技成果的發展，電動助力轉向系統在汽車上的應用必將成為未來的前進必然趨勢。

參考文獻

[1]賈和平，鐘紹華.汽車電動助力轉向系統的技術分析[J].輕型客車技術，2006，11（7）：18-21.

[2]林逸，施國標，鄒常豐.電動助力轉向系統轉向性能的客觀評價[J].農業機械學報，2003，34（4）：4-7.

[3]Roy M. Variable effort steering for vehicle stability enhancement[J].Society of Automotive Engineers，2000，17（1）：14-17.