电动助力转向系统应用及发展趋势.docVIP

电动助力转向系统(EPS)的应用现状及发展趋势 东方汽车网 ? 2011-09-05 14:08:44 作者:撰文/中国汽车技术研究中心 邵丽青 来源: 文字大小:[ HYPERLINK javascript:fontZoom(16) 大][ HYPERLINK javascript:fontZoom(14) 中][ HYPERLINK javascript:fontZoom(12) 小]  ??? 汽车转向系统经历了从简单的纯机械式转向系统(Mechanical Steering，MS)、液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering，HPS)，发展到目前正开始广泛应用的电液助力转向系统(Electrically Powered Hydraulic??Steering，EHPS)和电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)。与传统液压助力转向系统相比，EPS可独立于发动机工作，能节省油耗约5％~8%，具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点，是汽车助力转向系统的发展方向。 ? EPS概述 ? ??? EPS是利用电机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS有两个明显特点：低车速时转向轻便；高车速时转向盘沉重，能提高行车稳定性。各种EPS的内部组成基本相同，主要由扭矩传感器、转角传感器、车速传感器、助力电机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。 ? ??? EPS的主要工作原理是：汽车不转向时，电机不工作。当驾驶员操纵转向盘转向时，安装在转向柱上的扭矩传感器和转角传感器将所检测到的扭矩和转角的大小和方向信号输入给ECU。车速传感器、轴重传感器等也将各自检测到的信号输入给ECU。ECU根据这些信号，并结合所检测到的助力电机的电流反馈信号，进行运算处理，确定电机助力电流的大小和方向。该电流即为所需的助力扭矩，由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在转向柱上使之得到一个与汽车行驶工况相适应的转向作用力。当ECU检测到异常信号时，立即断开电磁离合器，退出助力模式，同时点亮故障指示灯。 ? EPS的应用现状 ? ??? EPS被研发出来之后，一直被作为高新技术应用在汽车上。但是，由于国内汽车电子行业的总体发展相对滞后，而EPS在国内的应用时间又不长，因此EPS的国内装配率较低。有数据显示，2009年国内汽车产销量均超过1300万辆，其中安装EPS的乘用车仅180万辆，装配率只有14%。 ? ??? 按照助力电机的安装位置不同，EPS可以分为：转向柱助力式(C-EPS)、小齿轮助力式(P-EPS)、双小齿轮助力式(D-EPS)和齿条助力式(R-EPS)。 ? ??? 在这四种EPS中，转向柱式电动助力转向系统(C-EPS)结构简单、紧凑，制造成本较低，工艺相对简单，后期的维护和保养也更加简单。因此，国内的EPS中多以C-EPS为主。 ? ??? 从上世纪80年代开始，美国、德国、日本、韩国等零部件企业已经开始研发并生产出EPS产品，经过二十多年的发展，国外的EPS技术日趋成熟。为了进一步扩大市场份额，美国德尔福、德国采埃孚、日本捷太格特、日本精工、韩国万都等相继在中国成立了EPS生产企业，这些具有外资背景的企业占据并垄断着国产车型EPS的配套市场。国内EPS起步较晚，技术成熟且能实现批量供应的内资生产企业较少。据统计，外方独资或中外合资企业占据了EPS约81%的市场，而本土企业的市场份额仅有大约9%。 ? ??? 由于汽车车载电源的电压大多为12V，助力电机不能提供更大的助力扭矩以满足商用车对转向轻便性的要求，因此，一直以来，EPS主要应用在乘用车领域。由于自主品牌车型的定位较低，自主整车企业对先进电子技术应用和研发的力度不够，这就造成自主车型EPS的装备率明显低于合资车。 ? ??? 自主品牌中，除荣威系列、奇瑞A3、夏利N5、吉利豪情、吉利美人豹等车型的部分高端车款标配EPS外，其他自主品牌车型均很少装配EPS。而荣威系列和奇瑞A3是自主车的高端产品，价格偏高，消费群体有限且容易偏向同价位的合资车；豪华版夏利N5的销量不大；吉利豪情和吉利美人豹已经停产。 ? ??? 合资车中标配EPS的车型主要有：一汽-大众迈腾、一汽丰田皇冠、一汽丰田锐志、一汽丰田RAV4、上海大众斯柯达明锐、东风本田排量为2.0L的CR-V、广汽丰田汉兰达、上海大众途观等。这些高档车型的市场销量很大，且价格均在15万以上。 ? EPS的发展趋势 ? ????技术发展趋势 ? ??? 转角传感器和扭矩传感器都是将检测到的信号处理后输入给ECU。其中，转角传感器用于实时检测转向盘的转动方向以及转向盘的位置，扭矩传感器用于实时检测转向盘扭矩的大小。为了更好地减少零部件数量、节省成本、节约