电控液压助力转向系统（EHPS）研究概述

郑英杰

摘 要：电控液压助力转向系统采用电机驱动转向油泵工作，可以实时调节助力，不但节省转向燃油消耗，还解决了低速转向轻便性与高速转向路感之间的矛盾。简要介绍了EHPS的国内外发展现状及其主要特点，以期为相关工作提供参考和借鉴。

关键词：EHPS；电控液压助力转向系统；转速；路感

中图分类号：U463.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.074

1 EHPS国外发展现状

汽车转向器是影响汽车主动安全性和操纵稳定性的重要部件。20世纪70年代，齿轮齿条式转向器在轻型车上开始推广使用。由于电控液压助力转向系统不仅能保证汽车低速行驶时驾驶员转向的轻便性，还可以保证高速时有一定的路感，从而提高汽车行驶的安全性和操纵的稳定性，节约了发动机的能量，提高了燃油的经济性，有利于环境保护。与传统的液压动力转向系统相比，电控液压助力转向系统可以实时调节助力，所以，在美国、日本和欧洲等地，轿车上基本都安装了电控助力转向系统。

EHPS系统除了具备传统的HPS的优势外，还有以下3个优点：①实时调节助力。在原地转向或汽车低速行驶时，液压泵仍然能提供比较大的转向助力，以保证汽车转向的轻便性；汽车在高速行驶时，则提供比较小的转向助力，保证汽车高速时的转向路感，从而协调转向轻便性与路感之间的矛盾。②降低发动机能耗，节约能源。根据不同的行驶工况，EHPS系统可以调节电机的转速，控制液压泵的流量，开式电控液压助力转向系统在非转向工况下，电机低速运转，大大降低了发动机的能量消耗；闭式电控液压助力转向系统在非转向工况下，靠蓄能器供油，不消耗能量。③控制器具有可编程性。通过控制器软件的控制程序改变助力，使汽车具有良好的转向助力特性和转向路感。

2 EHPS的结构

该系统设计的电控液压助力转向系统（EHPS）的工作结构如图1所示。其主要包括车速传感器、转矩传感器、电子控制单元（ECU）、无刷直流电动机、转向盘、扭杆、转向柱、齿轮齿条转向器、转阀、液压管路、助力液压缸、转向油泵、压力限制阀和储油罐等。

图1 EHPS工作结构示意图

3 EHPS的工作原理

EHPS系统工作原理是：电子控制单元（ECU）实时根据车速传感器和转矩传感器等的信号计算出合适的电机转速，并通过PID控制器调节电机达到合适的转速，进而驱动转向油泵为系统供油。转向油泵将高压油从出油孔泵出，经过出油管进入转向阀，当有转向操作时，转阀利用阀芯与阀套的相对运动控制高压油进入转向助力缸的一侧，使转向助力缸左右两缸两侧产生压力差，从而产生助力，推动活塞向压力比较小的液压缸运动，另一侧液压缸的低压油流入储油罐。同时，液压助力缸活塞运动产生适当的助力带动齿轮齿条式转向器的传动装置运动，帮助汽车车轮转向。当无转向操作时，高压油不进入液压助力油缸，会直接被压出来流入储油罐。

4 EHPS的特点

电控液压助力转向系统是由独立于发动机的无刷直流电动机驱动液压泵工作供油的，并且可以根据转向需求实时调节转向助力，使汽车具有良好的转向特性。在汽车原地转向或者低速行驶时，电机转速的提高为驱动液压泵提供了比较大的供油量，而在汽车高速行驶时，电机转速降低，液压泵供油量降低，即当汽车在原地转向或者低速行驶时，驾驶员需要提供比较大的转向助力转向，以解决汽车低速转向轻便性的问题；当汽车高速行驶转向时，助力要偏小，这样，不仅优化了转向的操纵特性，还克服了转向“发飘"的感觉，使驾驶员操纵时有显著的“路感"，从而保证汽车高速行驶时的安全感和稳定性，降低发动机的油耗。因此，电控液压助力转向系统不但满足了汽车转向时对转向系统的要求，又达到了节能的目的。

综上所述，电控液压助力转向系统具有以下特点：①按照国家节能减排的要求，EHPS的性能、价格比较高，完全符合机电液一体化的发展方向。②EHPS是在传统的液压助力转向系统基础上，增加了电机和电子控制器改动而成的，以前的系统可以利用，不需要有较大的改动。同时，可以将电动机、液压泵、储油罐、溢流阀和电子控制单元（ECU）等集成在一起，构成结构紧凑、占用空间小、便于安装的电动液压泵。③相对传统的液压助力转向系统，EHPS可以实时调节助力，节省发动机能耗；相对于电动助力转向系统，EHPS手感好，提供的转向助力比较平滑，而且比较大。④采用电机代替发动机驱动转向油泵，实时控制液压泵流量，只在转向需要时提供液压助力，降低了发动机的消耗，有效提高了燃油的经济性。根据相关文献可知，其最多能节约85%的能源。⑤EHPS可以通过软件编程进行优化，实时控制助力的变化，有效改善了汽车转向特性和操纵稳定性，提高了驾驶员的安全性和舒适性，协调了低速时转向轻便于高速时转向路感之间的矛盾。

参考文献

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〔编辑：白洁〕