汽車電動助力轉向系統的研究與方案

作者：時間：2013-02-04 來源：網絡

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　　現代汽車技術追求高效節能，高舒適性和高安全性三大目標。作為汽車最重要的子系統之一，轉向系統的發展也一直努力追求達到這些目標。與傳統液壓助力轉向系統（HPS）相比，電動助力轉向系統（EPS）能節省油耗約3%~5%,具有結構精巧、節能環保、安全舒適等優點，是汽車助力轉向系統的發展方向。
　　英飛凌作為世界第二大車用半導體供應商，一直致力于開發新的產品以適應于電動助力轉向系統的發展。本文首先介紹轉向系統的市場分析以及EPS的分類及其基本功能，然后在此基礎上介紹英飛凌對于基于兩種不同電機的EPS系統的解決方案及其產品，最后本文分析了EPS的兩個新方向以及英飛凌將采用的解決方案和新的產品技術。
1.轉向系統市場分析
　　在汽車的發展歷程中，轉向體經歷了四個階段：從簡單的純機械式轉向系統（Mechanical Steering,MS）發展到液壓助力轉向系統（Hydraulic Power Steering,HPS），然后又出現了電液助力轉向系統（Electrically Powered Hydraulic Steering,EHPS），而目前正開始廣泛應用的是電動助力轉向系統（Electric Power Steering,EPS）。
　　與傳統的液壓動力轉向系統相比，電動助力轉向系統主要有以下幾個方面的優勢：
　　1.能耗少：EPS沒有轉向油泵，且只在轉向時電動機才提供助力，所以動力消耗和燃油消耗均可降到最低。比液壓助力轉向系統可節約燃油3%~5%,因而燃油經濟性有了很大的提高。
　　2.路感好：EPS能在各種行駛工況下提供最佳力，減小路面不平度所引起的對轉向系的擾動。且由于EPS 系統內部采用剛性連接，系統的滯后特性可以通過軟件加以控制，因此有較好的路感。
　　3.安裝方便：EPS取消了油泵、皮帶、密封件、液壓軟管、液壓油及密封件等零件，并且其電機和減速機構安裝在轉向柱或裝在轉向器內，從而使整個轉向系統的重量減輕、結構緊湊且安裝方便。
　　4.回正性能好：EPS結構簡單精確、內部阻力小、回正性能好，而且可以通過軟件進行補償，從而可以得到最佳的轉向回正特性，且可改善汽車的操縱穩定性。
　　5.應用范圍廣：EPS可適應各種汽車，目前主要用于轎車和輕型載貨汽車。而對于新能源車，尤其是純電動汽車，EPS系統為其最佳選擇。
　　6.整車網絡構建：EPS由于有CAN/LIN的網絡接口，可以與汽車其它電子控制系統結合，例如主動懸架、制動防抱死（ABS）及駕駛員輔助系統等，共享其電子裝置的功能，實現更加復雜的功能，比如汽車智能化的終極目標：無人駕駛。
　　下表一是世界著名的咨詢公司Strategy Analytics對全球轉向系統的預測，可以看到EPS將占據50%以上的市場份額。