電子控制動力轉向裝置的優點分析

由於動力轉向裝置使轉向操縱靈活、輕便，在設計汽車時對轉向器結構形式的選擇靈 活性增大，能吸收路面對前輪產生的沖擊等優點，因此已在各國的汽車制造中被普遍采用。

傳統動力轉向裝置的不足
按控制方式的不同，動力轉向裝置分為傳統動力轉向裝置和電子控制動力轉向裝置。
但是，傳統動力轉向裝置具有固定放大倍率在動力轉向裝置設計中存在一定的缺陷：若以汽車在停車或低速行駛狀態下轉動轉向盤的力為設計依據而確定動力轉向裝置的固定放大倍率，則當汽車以高速行駛時，這一固定放大倍率的動力轉向裝置會使轉動轉向盤的力顯得太小，不利於對高速行駛的汽車進行方向控制（反之，如果以汽車高速行駛時的轉向力，為設計依據確定動力轉向裝置的固定放大倍率，則當汽車停駛或低速行駛時，轉動轉向盤
會顯得非常吃力。

電子控制動力轉向裝置的優點
電子控制技術在汽車動力轉向裝置的應用，能夠使汽車的駕駛性能達到令人滿意的效果。即汽車在低速行駛時可使轉向輕便、靈活（在中高速區域轉向時， 又能保證提供最優的動力放大倍率和穩定的轉向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩定性。
電子控制動力轉向裝置(electronic control power steering，EPS)，簡稱電控動力轉向 裝置，根據動力源不同又可分為液壓式電子控制動力轉向裝置(液壓式EPS)和電動式電子 控制動力轉向裝置(電動式EPS)。液壓式EPS是在傳統的液壓動力轉向裝置的基礎上增 設了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等，電子控制單元根據檢測到的 車速信號，控制電磁閥使轉向動力放大倍率實現連續可調，從而滿足高、低速時的轉向助 力要求。電動式EPS是利用直流電動機作為動力源，電子控制單元根據轉向參數和車速等信號，控制電動機扭矩的大小和方向（電動機的扭矩由電磁離合器通過減速機構降速增扭後，力卩在轉向器上，使之得到一個與工況相適應的轉向力。

電動助力轉向系統的特點
電動助力轉向系統將最新的電力電子技術和高性能的電機控制技術應用於汽車轉向系統，能顯著改善汽車動態性能和靜態性能、提高行駛中駕駛員的舒適性和安全性、減少環境的污染等。因此，該系統一經提出，就受到許多大汽車公司的重視，並進行開發和研究，未來的轉向系統中電動助力轉向將成為轉向系統主流，與其它轉向系統相比，該系統突出的優勢體現在：

1.燃油消耗。
液壓動力轉向系統需要發動機帶動液壓油泵，使液壓油不停地流動，浪費了部分能量。相反電動助力轉向系統（EPS）僅在需要轉向操作時才需要電機提供的能量，該能量可以來自蓄電池，也可來自發動機。而且，能量的消耗與轉向盤的轉向及當前的車速有關。當轉向盤不轉向時，電機不工作，需要轉向時，電機在控制模塊的作用下開始工作，輸出相應大小及方向的轉矩以產生助動轉向力矩，而且,該系統在汽車原地轉向時輸出最大轉向力矩，隨著汽車速度的改變，輸出的力矩也跟隨改變。該系統真正實現了“按需供能”，是真正的“按需供能型”（on-demand）系統。汽車在較冷的冬季起動時，傳統的液壓系統反應緩慢，直至液壓油預熱後才能正常工作。由於電動助力轉向系統設計時不依賴於發動機而且沒有液壓油管，對冷天氣不敏感，系統即使在-40℃時也能工作，所以提供了快速的冷起動。由於該系統沒有起動時的預熱，節省了能量。不使用液壓泵，避免了發動機的寄生能量損失，提高了燃油經濟性，裝有電動助力轉向系統的車輛和裝有液壓助力轉向系統的車輛對比實驗表明，在不轉向情況下，裝有電動助力轉向系統的國輛燃油消耗降低2.5%，在使用轉向情況下，燃油消耗降低了5.5%。 /

2.增強了轉向跟隨性。
在電動助力轉向系統中，電動助力機與助力機構直接相連可以使其能量直接用於車輪的轉向。該系統利用慣性減振器的作用，使車輪的反轉和轉向前輪擺振大大減水。因此轉向系統的抗擾動能力大大增強和液壓助力轉向系統相比，旋轉力矩產生於電機，沒有液壓助力系統的轉向遲滯效應，增強了轉向車輪對轉向盤的跟隨性能。

3.改善了轉向回正特性。

直到今天，動力轉向系統性能的發展已經到了極限，電動助力轉向系統的回正特性改變了這一切。當駕駛員使轉向盤轉動一角度後松開時，該系統能夠自動調整使車輪回到正中。該系統還可以讓工程師們利用軟件在最大限度內調整設計參數以獲得最佳的回正特性。從最低車速到最高車速，可得到一簇回正特性曲線。通過靈活的軟件編程，容易得到電機在不同車速及不同車況下的轉矩特性，這種轉矩特性使得該系統能顯著地提高轉向能力，提供了與車輛動態性能相機匹配的轉向回正特性。而在傳統的液壓控制系統中，要改善這種特性必須改造底盤的機械結構，實現起來有一定困難。

4.提高了操縱穩定性。
通過對汽車在高速行駛時過度轉向的方法測試汽車的穩定特性。采用該方法，給正在高速行駛（100km/h）的汽車一個過度的轉角迫使它側傾，在短時間的自回正過程中，由於采用了微電腦控制，使得汽車具有更高的穩定性，駕駛員有更舒適的感覺。

5.提供可變的轉向助力。
電動助力轉向系統的轉向力來自於電機。通過軟件編程和硬件控制，可得到覆蓋整個車速的可變轉向力。可變轉向力的大小取決於轉向力矩和車速。無論是停車，低速或高速行駛時，它都能提供可靠的，可控性好的感覺，而且更易於車場操作。對於傳統的液壓系統，可變轉向力矩獲得非常困難而且費用很高，要想獲得可變轉向力矩，必須增加額外的控制器和其它硬件。但在電動助力轉向系統中，可變轉向力矩通常寫入控制模塊中，通過對軟件的重新編寫就可獲得，並且所需費用很小。 /

6.采用“綠色能源”，適應現代汽車的要求。
電動助力轉向系統應用“最干淨”的電力作為能源，完全取締了液壓裝置，不存在液壓助力轉向系統中液態油的洩漏問題，可以說該系統順應了"綠色化"的時代趨勢。該系統由於它沒有液壓油，沒有軟管、油泵和密封件，避免了污染。而液壓轉向系統油管使用的聚合物不能回收，易對環境造成污染。

7.系統結構簡單，占用空間小，布置方便，性能優越。
由於該系統具有良好的模塊化設計，所以不需要對不同的系統重新進行設計、試驗、加工等，不但節省了費用，也為設計不同的系統提供了極大的靈活性，而且更易於生產線裝配。由於沒有油泵、油管和發動機上的皮帶輪，使得工程師們設計該系統時有更大的余地，而且該系統的控制模塊可以和齒輪齒條設計在一起或單獨設計，發動機部件的空間利用率極高。該系統省去了裝於發動機上皮帶輪和油泵，留出的空間可以用於安裝其它部件。許多消費者在買車時非常關心車輛的維護與保養問題。裝有電動助力轉向系統的汽車沒有油泵，沒有軟管連接，可以減少許多憂慮。實際上，傳統的液壓轉向系統中，液壓油泵和軟管的事故率占整個系統故障的53%，如軟管漏油和油泵漏油等。

8.生產線裝配性好。
電動助力轉向系統沒有液壓系統所需要的油泵、油管、流量控制閥、儲油罐等部件，零件數目大大減少，減少了裝配的工作量，節省了裝配時間，提高了裝配效率。