轉向助力系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-30
轉向助力系統的視頻教程
轉向助力系統的實例教程
汽車電動助力轉向系統研究
作者：張家港科技局 轉貼自：張家港科技信息網
成果簡介：
當前，隨著汽車行駛速度的提高，人們對其操縱性、舒適性、安全性等各項性能的要求也越來越高，以改善汽車操縱穩定性、安全性為主要目的，以汽車轉向為主要研究目標的橫向運動控制正成為一項重要研究內容。
對轉向系統的要求，主要可概括為轉向的靈敏性和操縱的輕便性，而這兩個要求是相互矛盾的。傳統的液壓助力轉向方式在選定參數，完成設計后，助力轉向系統的性能就確定了，不能再對其進行調節與控制。因此傳統液壓助力轉向系統協調轉向力與路感的關系較困難。
為克服這一缺點，日本、美國等近年來開發出了電動助力轉向系統(EPS)，以取代傳統的液壓動力轉向系統，并已應用在某些轎車上。EPS由電機提供助力，助力大小由電控單元(ECU)實時調節與控制，故為助力特性的設置提供了較高的自由度，改善了汽車的操縱穩定性。
主要優點
反應靈敏、迅速，轉向平穩、精確，路感良好；質量更輕、結構更緊湊，調整和檢測方便，不存在漏油問題；能減少發動機的燃油消耗；具有良好的低溫工作性能；轉向操縱力特性能滿足不同對象的需要,只需更換軟件即可自由地設計轉向操縱力特性；能在各種行駛工況下提供最佳助力，減小由路面不平所引起的對轉向系的擾動，改善汽車的轉向特性，減輕汽車低速行駛時的轉向操縱力，提高汽車高速行駛時的轉向穩定性，進而提高汽車的主動安全性。
研究目標及內容：
本電動助力轉向裝置裝車后，汽車轉向系的性能應滿足國家頒布的“汽車操縱穩定性標準”和其它行業有關標準的要求。
展開 轉向油被引向轉向機相應一側的液壓缸，并在此產生齒輪齒條驅動進力。
電控液壓助力轉向系統（EPHS） 的組成如圖 19-6 所示。該系統克服了傳統液壓助力轉向系統的缺點，它所采用的轉向助力泵不再靠發動機傳動帶驅動，而是采用電動機來驅動。電子控制單元根據車輛的行駛速度、轉向角速度來調節電動機的轉速和由此產生的轉向油流量，使轉向助力力矩連續可調，從而滿足高、低速時的轉向助力力矩要求。
電動助力轉向系統（EPS）
電動助力轉向系統（圖 19-7） 通過電動機產生轉向助力力矩，并將力矩施加到轉向柱或轉向器上。因此該系統通常還需要附加的齒輪傳動機構來連接電動機和現有的轉向組件。汽車轉向時，轉矩傳感器檢測轉向盤的力矩和轉動方向，將這些信號輸送到電控單元。電控單元根據轉向盤的力矩、轉動方向和車速等數據向電動機發出指令信號，使電動機輸出相應大小及方向的力矩以產生轉向輔助力。
奧迪 A3 轎車的電動助力轉向系統如圖 19-8 所示。駕駛人轉動轉向盤，轉矩通過轉向柱和轉向齒輪傳遞到轉向桿系。轉向助力電動機由助力轉向控制單元來控制。該控制單元控制電動機通過減速齒輪在轉向齒條上施加軸向力。動力輔助的水平取決于施加到轉向盤上的力矩、車輛速度和轉向盤角度。配備自動駐車系統的車輛，借助轉向助力電動機可進行自動轉向。
展開 因本次仿真只是針對EPS系統的特性分析，所以將輸入扭矩信號設為恒扭矩。在電機助力的條件下，系統的瞬時響應有了很明顯的提高，由于車速的增加轉向阻力變小，小齒輪轉動阻力變小，系統調整到穩態時間縮短。從圖5可知系統有電動助力轉向時，系統響應很快，在0.1秒左右系統的響應就趨于穩定，表明了系統的良好的響應特性。
電動助力轉向采用PD控制策略，同普通的助力轉向相比較，據相關文獻，其具有震蕩不穩定性，而電動助力轉向系統下橫擺角輸出響應很快就趨于穩定。
EPS系統控制方式對汽車的瞬態響應有顯著的影響，PD控制方式的EPS系統抑制橫擺角速度的不規則波動，并使其迅速趨于穩態值，有利于改善汽車的瞬態響應品質，但系統的反應時間上有些延長。
由上圖可知，有電動助力轉向情況下，汽車的轉向系統中的小齒輪轉角響應很平穩，汽車橫擺角輸出響應相對于無電動助力轉向下汽車橫擺角輸出響應趨于穩定性比較明顯。
EPS系統的汽車，其轉向系統的固有頻率比普通的轉向系統的固有頻率小，接近于汽車橫擺角固有頻率，因此其在約0.05秒處出現一個較大的共振峰波，當駕駛員的操作頻率接近這個頻率范圍時，汽車的橫擺角速度對轉向盤轉角及其敏感，汽車很容易失去控制。提高EPS的固有頻率便于提高汽車的操縱穩定性。
展開 image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/c1ffa0530045417f86e6681ebe24c004.jpg">
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</div><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><em>紅旗大輸出力冗余平行軸式電動助力轉向器</em></p><p> </p><p> 經緯恒潤從2006年開始從事底盤產品研發業務，經過10多年的技術積累和創新，底盤產品覆蓋轉向助力系統控制、線性底盤產品、四輪轉向和懸架控制等產品。其中，轉向助力類產品豐富，有C-EPS、P-EPS、DP-EPS、R-EPS、EHPS等產品，覆蓋12V、24V、48V系統，涉及非冗余、半冗余和全冗余方案，適應主機廠的不同安裝需求。</p><p> </p><p> 隨著自動駕駛時代的到來，經緯恒潤自2022年開始研發48V冗余EPS產品，歷經一年半，已經完成產品設計驗證，并且搭載實車完成了耐久性、安全性等相關性能驗證。
展開 概述
經緯恒潤自2006年成立EPS團隊以來，采用國際標準和技術，開發了針對低成本應用的匹配有刷電機的EPS和針對高端應用的匹配無刷電機的EPS，產品類型包括分體式和PowerPack兩種類型，功率范圍涵蓋20W至650W，支持的轉向系統類型包括管柱式CEPS、齒條式REPS、雙小齒輪式DPEPS，現已給國內外多名廠商提供配套產品與服務。
產品功能
? 隨速助力
? 主動回正
? 阻尼補償功能
? 摩擦補償功能
? 慣量補償功能
? 齒條端部保護功能
? 溫度保護
? 電機熱保護
? 高級補償功能
? 測風補償
? 中位補償
? 輔助駕駛/自動駕駛功能支持
? LKA
? SACC
? HWA
? TJA
? HWP
? TJP
? APA
產品優勢
? EPS產品系列全覆蓋
? 電機類型涵蓋有刷和無刷
? 產品結構包括分體和powerpack
? 功率范圍從220W至650W
? 提供支持L3/L4自動駕駛的冗余EPS產品
? 軟件采用標準AUTOSAR架構
? 支持集成第三方SWC，提供靈活的軟件方案
? 接口配置化，適用多種TAS傳感器類型
? 支持CAN/CANFD接口
? 支持Cybersecurity 硬件加密
? 產品開發滿足ISO 26262功能安全的產品開發流程
? 產品方案滿足ASIL-D的安全等級
配套客戶
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內容簡介：電控單元（SCU）作為汽車電子助力轉向系統（EPS）最核心的零部件之一，其可靠性對于汽車智能、安全行駛至關重要。本次分享旨在介紹博世華域可靠性設計、可靠性試驗流程和方法，并通過實際案例闡述下熱力耦合仿真在電子可靠性領域中的作用。
作者： Aliyah Mallak | Ansys市場傳播經理
編輯整理：張旭 | Ansys 高級應用工程師
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