汽车电控动力助力转向系统简称EPS(Electronic control Power Steering)。汽车转向时要求操纵轻便,即以较小的转向盘操纵力获得较大的转向力矩;同时也要求转向灵敏,即以较小的转向盘转角获得较大的转向角。但传统的转向系统无法同时满足这两方面的要求,如果所设计的助力放大倍数适应汽车在低速行驶状态下转动转向盘的操作力,则当汽车高速行驶时,转动转向盘的操纵力就显得太小,不利于对高速行驶时对汽车进行转向控制。如果所设计的助力放大倍数适应汽车在高速行驶状态下转动转向盘的操作力,则当汽车停止或低速行驶时,转向操纵则沉重。
一般说来,车速越低转向操纵越重,若采用固定的助力倍数,当低速下转向的操纵力减小到比较理想的程度时,则可能导致高速下操纵力过小、手感操纵力不明显,转向不稳定。反之,如果加大高速转向时的操纵力,则低速转向时的操纵力又过大。为了实现在各种转速下转向力能够处于最佳值范围,采用电子控制助力转向系统是最佳选择,它不但可以随行驶条件及时调整转向助力倍数,而且在结构上也远比单纯液力和气力式助力转向系统轻巧简便,特别适合应用于小轿车上。
一、功用
汽车EPS的作用是通过电子控制动力助力转向系统,可以使驾驶员在汽车低速行驶时转向轻便、灵活,在中、高速行驶时增加转向操纵力,使驾驶员的手感增强,从而可获得良好的转向路感和提高转向操纵的稳定性。
二、要求
为了实现在各种转速下转向的操纵力都能够处于最佳值,最好选择电控动力助力转向系统EPS,它可以随行驶条件及时调整转向助力放大倍数,具体来说,应能满足如下要求:
(1)既要保证转向轻便省力,又要能够很好地反馈地面作用力,即所谓的“路感”反馈。
(2)在转向结束时,转向盘能平顺地自动回正,使车轮回到直线行驶的位置上。
(3)当电子控制动力助力转向系统发生故障时,转向系统仍能依靠机械系统进行人力转向,具有较高的安全性和可靠性。
(4)在保证转向性能的前提下,尽可能降低转向系统的动力消耗。
电控动力助力转向系统的出现,基本满足了汽车在各种车速下对转向系统的要求,适应了现代汽车高速行驶和安全行驶的要求。
三、分类
电控动力助力转向系统,根据动力源不同可分为液压式电控动力助力转向系统(简称液压式EHPS )和电动式电控动力助力转向系统(简称电动式EPS)。
(1)液压式EHPS是在传统的液压动力助力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器、电子控制单元ECU和故障警告指示装置等。电子控制单元ECU根据检测到的车速信号,控制电磁阀,使转向动力放大倍率实现连续可调,从而满足高、低速时的转向助力要求。液压式电控动力助力转向系统的组成,如图1所示。
(2)电动式EPS是利用直流电动机作为动力源,电子控制单元ECU根据力矩传感器和车速等传感器提供的信号,控制电动机转矩的大小和方向。电动机的转矩在电磁离合器的
作用下通过减速机构减速并增加转矩后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与工况相适应的转向作用力。电动式EPS的组成,如图2所示。