汽车电动助力转向系统的研究与方案

上网时间: 2013年01月28日? 作者:刘山,英飞凌科技(中国)有限公司? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:转向系统?

现代汽车技术追求高效节能,高舒适性和高安全性三大目标。作为汽车最重要的子系统之一,转向系统的发展也一直努力追求达到这些目标。与传统液压助力转向系统(HPS)相比,电动助力转向系统(EPS)能节省油耗约3%~5%,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。

英飞凌作为世界第二大车用半导体供应商,一直致力于开发新的产品以适应于电动助力转向系统的发展。本文首先介绍转向系统的市场分析以及EPS的分类及其基本功能,然后在此基础上介绍英飞凌对于基于两种不同电机的EPS系统的解决方案及其产品,最后本文分析了EPS的两个新方向以及英飞凌将采用的解决方案和新的产品技术。

一. 转向系统市场分析

在汽车的发展历程中,转向体经历了四个阶段:从简单的纯机械式转向系统(Mechanical Steering,MS)发展到液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS),然后又出现了电液助力转向系统(Electrically Powered Hydraulic Steering,EHPS),而目前正开始广泛应用的是电动助力转向系统(Electric Power Steering,EPS)。

与传统的液压动力转向系统相比,电动助力转向系统主要有以下几个方面的优势:

1. 能耗少:EPS没有转向油泵,且只在转向时电动机才提供助力,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。比液压助力转向系统可节约燃油3%~5%,因而燃油经济性有了很大的提高。

2. 路感好:EPS能在各种行驶工况下提供最佳力,减小路面不平度所引起的对转向系的扰动。且由于EPS 系统内部采用刚性连接,系统的滞后特性可以通过软件加以控制,因此有较好的路感。

3. 安装方便:EPS取消了油泵、皮带、密封件、液压软管、液压油及密封件等零件,并且其电机和减速机构安装在转向柱或装在转向器内,从而使整个转向系统的重量减轻、结构紧凑且安装方便。

4. 回正性能好:EPS结构简单精确、内部阻力小、回正性能好,而且可以通过软件进行补偿,从而可以得到最佳的转向回正特性,且可改善汽车的操纵稳定性。

5. 应用范围广:EPS可适应各种汽车,目前主要用于轿车和轻型载货汽车。而对于新能源车,尤其是纯电动汽车,EPS 系统为其最佳选择。

6. 整车网络构建:EPS由于有CAN/LIN的网络接口,可以与汽车其它电子控制系统结合,例如主动悬架、制动防抱死(ABS)及驾驶员辅助系统等,共享其电子装置的功能,实现更加复杂的功能,比如汽车智能化的终极目标:无人驾驶。

本文下一页:EPS将占据50%以上的市场份额

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? 第4页:直流有刷电机? 第5页:直流无刷电机? 第6页:ISO26262与小型化
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