汽车电动助力转向系统的发展趋势分析

丁希波，王秀松

(滨州渤海活塞有限公司，山东 滨州 256602)

1 电动助力转向系统的硬件发展趋势

扭矩传感器在目前已具有的技术基础上正逐渐往功能多样化、价格低廉化两个方向发展，所谓的低价传感器是在传统的传感器基础上进行了技术革新，在生产过程中更多的使用新型材料以节约生产成本。但是这样的传感器存在着固有的缺陷，随着车辆底盘控制系统的不断发展，对传感器的功能要求也越来越高，不但需要得到转向盘力矩信号，还迫切需要转向盘转角信号，供EPS、AFS(Active Front Wheel Steering)和ESP(Electronic Stability Program)等控制器使用。

为进一步适应现代社会车辆的需要，必须要对传感器进行改良和升级，在大幅度提升方便快捷功能的同时还需要降低产品的成本。目前电机电动助转向系统已经广泛应用于各种经济型轿车以及微型车中，而且已经有不少中级车和高级车上面也逐渐开始应用。随着需求的增长，车辆质量和体积也在不断变大。所以电机从原先的25A电流已经提升到了90A电流，并且还会持续增加。而这样一来也会不可避免的导致电机体积不断增加，那么这就会增加空间占用率。怎样才能有效解决这一问题呢？那就必须要改良线圈技术，选择更优良的线圈材料，中级轿车对车内噪音要求相对严格，而电动助力转向系统应用在中级轿车中以后噪音问题是急需解决的问题。所以就需要进行研发低噪音电动机，而高级轿车对车内噪音要求更是严格，那么对电机的噪音要求势必更加苛刻。现代社会中，人们对车辆噪音要求越来越高，如何才能够有效降低车内的噪音呢，无刷电机相比有刷电机在结构上有极大的优势，不但能能够减少和降低噪音，还能够创造更为良好的转向手感。

2 电动助力转向系统软件发展趋势

当前人们在车辆驾驶中更加追求舒适性，那么这就要求电动助力转向系统具备更全面的功能，能够让车辆更加安全和舒适。

舒适性功能，不同助力特性图的存储和选择，在针对不同的车辆和车型时，电动助力转向系统能非常契合实际的进行匹配。因此，有必要在ECU中存储多种助力特性图，能够让厂家以及驾驶员根据自己的需要进行不同的选择。自动停车的功能，由于停车环境很多时候比较狭窄，驾驶员在进行停车的时候需要不断调整车身的方向才能够顺利完成停车。为了有效解决这一问题，自动泊车系统可以根据周边环境特性，对车速以及方向盘进行自动调整，顺利进行停车。利用这项方便快捷的功能，能够自动把车辆停好。

安全性功能，主动前轮转向系统：主动前轮转向功能的实现可以基于电动助力转向系统或线控转向系统。那么电动助力转向系统的工作就不能干扰到驾驶员的操控工作，因此需要对它的结构和工作方式进行必要的改良，使其具有独立性，与驾驶员操作互不干扰。

对开路面抗制动跑偏功能，当车辆在对开路面上紧急制动时，即使车辆配备有ABS，车轮不会抱死，但是由于车辆的左右轮子和路面接触的程度会不一样，这也会造成车辆受到外力的作用力不同，那么可能会让车辆跑偏。这种时候就需要传感器在第一时间对受到的作用力进行测量并及时传输到控制器当中，并通过一定的分析和传送，及时的给前轮传输转角信号，将偏离的航向进行纠正，让车辆能够及时的调整到正确的行驶方向上面去。

低附着系数路面稳定性控制功能：在低附着系数的路面上(如冰雪路面)，如果车辆转向时侧向加速度过大，会出现危险工况(达到侧滑极限)，在这种时候可以根据实际情况给车辆前轮施加一定的转角，从而提升车辆的平稳性。根据一系列的实验结果说明，在给车辆安装上了这样的控制功能之后，即便不是驾驶老手也能够轻易在冰雪路上平稳行驶。

3 未来的转向系统——线控转向系统

转向系统从最初的机械式转向系统(MS)，发展到液压助力转向系统(HPS)、电动助转向系统(EPS)，新一代的转向系统将是线控转向系统(Steer-by—wire，简称SBW)。

在电动助力转向系统的不断发展和革新中产生了线控转向系统，虽然它们的执行基础都是由电动机的工作来完成的，但是这两样系统在本质上并不是一样的，相反还存在着很大的区别：在线控转向系统中转向盘与转向的车轮间不存在任何机械连接；但是在电动助力转向系统当中，则是存在着机械连接在转向盘与转向车轮之间的。

在线控转向系统中，转向传感器能够顺利检测出驾驶员施加在方向盘上面的转角信号。并通过一定的转换力变作转向角度；同时，传感器会第一时间将信号传输和反馈到下方电机，产生一定的反作用力，进而让驾驶员得到一个舒适满意的操作感。

4 结语

当前，电动助力系统的发展已经具备一定的成就，但是由于转向功能之间机械性连接的固有限制，使得驾驶员在操纵的舒适度上明显感觉不足，而且由于汽车的转向性，当在驾驶过程中产生了意外的碰撞时就会增加驾驶者受到外力作用的程度进而增多了危险系数。然而线控转向系统就没有转向柱，所以就腾出了更多的车内利用空间，从而提升空间利用率。当前转向系统正处在不断革新和发展的道路上，相信以后的转向系统会变得更加优良、更加安全舒适、更加人性化。

参考文献：

[1] 余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2009.3

[2] 陈家瑞.汽车构造(下)[M].北京:机械工业出版社，2000.10

[3] 王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，2003.12