何永昌

摘要：本人介紹了汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，市場(chǎng)現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器的發(fā)展情況，結(jié)構(gòu)，及各部件的功能。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器；轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)發(fā)展基本集中在轉(zhuǎn)向器上。傳統(tǒng)的HPS由于轉(zhuǎn)向助力受液壓泵和本身機(jī)械特性的限制，提供的助力和效率難以實(shí)現(xiàn)突破，一旦零件加工完成，產(chǎn)品的助力特性就已經(jīng)確定好了，在低速時(shí)無法提供較大的助力，而在高速通常助力要求非常小以保持車輛的行駛穩(wěn)定性，且液壓系統(tǒng)時(shí)刻需要消耗能量以維持隨時(shí)轉(zhuǎn)向所需的高壓助力，而EPS摒棄了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向助力泵、轉(zhuǎn)向助力油管、轉(zhuǎn)向助力液等，僅在需要轉(zhuǎn)向提供動(dòng)能，具有良好的操控性及行駛穩(wěn)定性。而在未來汽車智能化，甚至無人駕駛的發(fā)展趨勢(shì)下，具有無需依賴傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)向的EPS將全面替代傳統(tǒng)的HPS和EHPS。

2 EPS簡(jiǎn)介

EPS在日本最先獲得實(shí)際應(yīng)用，它將最新的電機(jī)技術(shù)和高性能的電子控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，從而顯著改善汽車轉(zhuǎn)向的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，大大提高了車輛行駛中駕駛員的舒適性和安全性。同時(shí)隨著人們環(huán)保節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，減少能量消耗和環(huán)境污染已成為各大汽車公司開發(fā)和研究的主流，在這方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)也得到迅速發(fā)展。從研究中可以看到，在綜合路面的試驗(yàn)中，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)消耗的能量?jī)H是傳統(tǒng)的液壓助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的十分之一，因而裝配電動(dòng)助力轉(zhuǎn)球主要轉(zhuǎn)向系統(tǒng)廠家均已經(jīng)推出各自的管柱式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，為滿足中國(guó)龐大的市場(chǎng)需求，均已經(jīng)在中國(guó)設(shè)立研發(fā)中心和生產(chǎn)基地。中國(guó)本土也出現(xiàn)了—批具有管柱式電動(dòng)轉(zhuǎn)向器開發(fā)能力的企業(yè)，例如湖北恒隆，株洲易力達(dá)，豫北等。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器被研發(fā)出來之后，一直被作為高新技術(shù)應(yīng)用在高價(jià)位汽車上，隨著近幾年的發(fā)展才逐步面向大眾化，普及型車型。

3 管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)

3.1 轉(zhuǎn)向管柱

轉(zhuǎn)向管柱；主要的功能如下，上端用來安裝方向盤，傳遞駕駛者輸入的力矩，調(diào)節(jié)方向盤的角度，拉出或縮進(jìn)方向盤；提供能量吸收裝置保證安全；附屬功能，譬如：方向盤角度調(diào)整、點(diǎn)火開關(guān)鑰匙、轉(zhuǎn)向防盜鎖、喇叭電路、雨刮、轉(zhuǎn)向燈、鑰匙駐留報(bào)警開關(guān)、制動(dòng)一變速內(nèi)鎖系統(tǒng)、巡航控制器、線性換擋機(jī)構(gòu)等。

3.2 傳感器單元

傳感器單元；主要功能是用來檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)向方向的。

3.3 減速器組件

減速器組件；一般由一對(duì)蝸輪蝸桿以及固定的殼體，軸承等零件組成，蝸桿承接電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，并將力傳遞到渦輪上，主要作用如下：降低來自電機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)提高輸出力矩，力矩輸出值等于電機(jī)輸出力矩值乘以減速比；減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少值為減速比的平方。

3.4 連接軸

連接軸，又叫中間軸；連接軸是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的主要部件之一，機(jī)械連接轉(zhuǎn)向管柱和機(jī)械轉(zhuǎn)向器，主要功能是將轉(zhuǎn)向管柱的力矩傳遞到機(jī)械轉(zhuǎn)向器輸入軸上。

3.5 電機(jī)

電機(jī)，又被稱為馬達(dá)；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力是由電機(jī)提供的，目前電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器普遍采用永磁直流有刷電機(jī)、直流無刷電機(jī)和交流無刷電機(jī)。直流無刷采用電子換向，無需維護(hù)，功率密度大，但成本較高；直流有刷電機(jī)技術(shù)成熟，控制器簡(jiǎn)單，成本低，但噪音異響比較明顯；交流無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易維護(hù)，但控制器復(fù)雜。

3.6 電子控制模塊

電子控制模塊，就是我們常叫的ECU；ECU其實(shí)是一個(gè)電子控制單元，一般是汽車內(nèi)部系統(tǒng)控制模塊的代名詞。ECU的作用是根據(jù)采集的車速傳感器和扭矩傳感器信號(hào)，根據(jù)存儲(chǔ)的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析與計(jì)算后，發(fā)出指令，控制電機(jī)輸入電流的大小，從而控制電機(jī)的助力情況。此外，ECU還具有自我診斷功能，ECU通過采集傳感器的扭矩、電機(jī)的電流電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)工況等信號(hào)判斷其系統(tǒng)工作狀況是否正常，一旦系統(tǒng)工作異常，助力將自動(dòng)取消，同時(shí)ECU將進(jìn)行故障診斷分析，將故障信息代碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上。