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汽车eps系统是什么(电动助力转向系统EPS分类、助力原理、助力策略简介)

时间:2024-03-09 浏览量:

电动助力转向系统(Electric Power Steering,EPS),是一种依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统,主要由传感器(转矩和转角传感器)、助力电机、电机减速机构、控制器等部分组成。

电动助力转向系统EPS分类、助力原理、助力策略简介

1、EPS分类

根据助力电机在转向系统中的安装位置可分为三类:

  1. 转向柱助力型(Column EPS,C-EPS);

  2. 小齿轮助力型(Pinion EPS,P-EPS);

  3. 齿条助力型(Rack EPS,R-EPS)。

其中,C-EPS与P-EPS、R-EPS相比,由于驾驶员和电机助力的转矩同时通过转向器的小齿轮齿条传递,考虑到齿的刚度和强度,助力转矩值不能太大,多用于小型汽车;而P-EPS和R-EPS成本相对较高,多用于中高级车辆。

电动助力转向系统EPS分类、助力原理、助力策略简介

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2、EPS助力原理

不同类型的EPS助力原理是相同的:当驾驶员操纵方向盘时,装在转向轴上的传感器检测转向轴上的转矩大小和方向、转向角度等信号,与车速、发动机点火等信号一并发送给控制器,通过一定的助力策略,控制电机产生相应的助力转矩,并通过涡轮蜗杆减速增扭之后加在转向轴上,从而帮助驾驶员完成转向操作。

电动助力转向系统EPS分类、助力原理、助力策略简介

3、EPS的优点

与传统的液压助力转向系统相比,EPS具有以下优点:

  1. EPS能够在不同车速下提供最佳的转向助力,兼顾低速的转向轻便型和高速的转向稳定性;

  2. EPS没有油泵、皮带、液压油管及密封件等零件,不存在漏油问题,同时零件数较少,便于模块化设计和安装;

  3. EPS更容易调整适配,可通过设置不同程序快速与不同车型匹配,缩短开发和生产周期。

4、EPS的助力策略

EPS是一个非线性、多输入多输出的控制系统,因此,控制策略的设计是EPS的核心技术之一。

EPS控制策略的基本功能是在不同行驶工况下的转向过程中提供最佳转向助力,从而减轻驾驶员的操作疲劳。根据不同的控制目标,控制策略可分为:

  1. 基本助力控制,设计合理助力曲线,兼顾低速的转向轻便性和高速的稳定性;

  2. 回正控制,使方向盘具有较好的回正特性,避免回正不足或回正超调;

  3. 补偿控制,EPS转向系统中除了机械部件的摩擦和阻尼因素,还有电机和减速机构的惯量因素,因此,需要采用合适的补偿控制,减小惯量、摩擦、阻尼因素的影响,提高车辆的稳态性能和动态性能;

  4. 抑振控制,当在不平路面行驶时,由轮胎传递过来的扰动会造成方向盘的振动,使驾驶员感到不适,丧失路感;

  5. 鲁棒控制,抑制系统内部的各种扰动;

  6. 其他控制,随着汽车安全性和舒适性要求的提高,EPS的控制策略正朝着智能化的方向发展,包括:个性化助力特性、自动泊车功能、车道保持功能等等。

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