【 EPS 电动助力转向 系统介绍】（比详解贴详细一点点）

glusera9216

想要了解入门信息的，连EPS是什么缩写也不太清楚的，请参见那个详解贴。
那么个人总结一点EPS的信息吧，仅供参考：

EPS，电动助力转向。也可以叫EPAS。其最大优点是可以随速控制助力，在低速时提供较大助力，保证轻便转向；在高速时减小助力，提供驾驶员足够的路感。EPS只在转向时发挥作用，因此不像液压转向会一直对发动机造成额外负担，从而减小油耗，同时没有不可回收件，更加绿色，从各方面满足环保的需求。


EPS系统主要分成几个部件：
【图1.EPS结构】
1）传感器：
包括方向盘扭矩传感器，测量驾驶员施加在方向盘上的扭矩；
方向盘转角位置传感器，测量方向盘的角度位置，为自动回正功能提供支持，另外ESP稳定控制，主动巡航，自动泊车等系统也需要更精确的方向盘转角信号，因此有时由这些系统提供CAN信号给EPS。
2）执行器：
EPS顾名思义，采用电机作为执行器，目前主要考虑的有直流有刷和直流无刷电机。有关这两种的区别其他帖子里有过介绍。
3）减速机构：
电机输出的扭矩经过减速机构加载到转向系统上。形式有蜗轮蜗杆式，循环球式，差动轮系和摇臂机构等等，前两者比较常见，也跟EPS的形式有关（参见EPS分类）。
4）电子控制单元：
EPS的电子控制单元可以跟车上其他部件通信，处理传感器信号，通过程序计算出需要的助力大小，并转换成控制信号输出给驱动电路，驱动电动机输出扭矩。
5）转向机构：
跟常规转向机构类似。


EPS的分类：
主要分3大类，根据电机在转向机构中耦合位置和方式的不同。
1）转向柱式（Column EPS，C-EPS）
直接在转向柱上安装，可以从常规转向改进而来，简单，成本低；缺点是噪音大，振动不好控制，会直接传到方向盘上，传递扭矩也较小。
【图2.C-EPS】
2）小齿轮式（Pinion EPS，P-EPS）
结构较紧凑，且提高了系统的刚度；但电子部分工作环境差（安装位置距离前桥近），要求耐温，防水，抗干扰等性能高，提高了成本。
【图3.P-EPS】
3）齿条式（Rack EPS，R-EPS）
助力效果好，提供力矩较大，同时噪声和力矩波动不易传递到方向盘上；但结构复杂，维修困难，要求技术水平和成本都较高。
【图4.R-EPS】

C-EPS经常安装在小型轿车和微型车上（考虑成本，要求力矩不大），而后两者则用在要求较高的场合，如中高档轿车，商用车等。

日本汽车制造商最早开发EPS技术，当时采用的是较成熟度的直流有刷电机，现在向性能更好的直流无刷电机过渡。欧美的厂商则起步较高。国外的主要厂商有日本捷太科特，昭和，NSK；美国TRW，Delphi；德国ZF；韩国万都等。国内的EPS厂商则仍停留在直流有刷电机的水平，且控制系统结构简单，许多仅有基本功能。国内生产EPS的主要厂商有芜湖恒隆，株洲易力达，杭州世宝等。以上三家有自主的控制器，还有部分企业从国外购买控制单元，生产机械部分匹配并出售总成，具体情况并不是很清楚。这里也能看出，EPS的关键技术在于电子部分。

一点个人的看法，水平所限难免有所谬误。希望大家都来补充，回帖有好的我会整理进来的。
另外，如果图片等内容有涉及版权问题，请联系本人修改或删除：）

juwenbin007

同行呀,交个朋友,QQ382763710

lude

也不错 给大家个初步概念

summerxzj

估计是同行啊，有空可以多联系。

glusera9216

EPS的发展与市场情况：

20世纪80年代，日本铃木公司首先开发出EPS产品，随后日美等国许多厂家均进行了EPS的开发，经过二十多年的发展，技术日趋成熟，应用范围也逐渐扩大。目前，国外市场上EPS应用到包括商用车，乘用车，特种车等的各种车型，市场占有率达到40%以上，已经超越了传统液压助力。目前国内整车厂主要的外资、合资EPS供应商有：日本捷太格特JTEKT，美国天合TRW，德尔福Delphi，德国采埃孚ZF，韩国万都MANDO等。
国内的微型车市场近年来增长迅速，受其影响，不少厂家开始给微车装配EPS系统，如昌河的北斗星，是最早配装EPS系统的微型车。国内生产EPS系统的厂家有株洲易力达，湖北恒隆和杭州世宝等，产品在奇瑞、江淮、昌河、东风和一汽的部分小、微型车上配套，大多采用C-EPS形式，控制功能也比较简单，大部分只能实现基本的助力功能。
【信息来源大概是2009年前后】
追加：貌似最近易力达开始宣传他们的第3代产品，带回正功能的。。。


EPS的优点：

-减少油耗：EPS是需-动系统，在不需要转向助力时不工作，取消了液压元件，可以减少发动机的负载。据统计，轿车应用EPS系统可以节油3%~5%；百公里节油能达到0.3L/100km。（不要小看3%，3%够搞发动机的干几年）
-助力特性好：EPS可以实现随速助力，而且根据事先设定好的助力性能，可以实现回正，保持，高速反助力等等，低速时保证轻便助力，而高速时保持良好的路感。而且可以通过控制电机实现对路面反冲的减震效果。
-重量轻，环保：无液压油，没有泄露且重量降低很多，同时也省略了许多液压系统中的化工材料件，可回收的比例大大增加。
-结构简单：在生产装配和布置安排上都有很大的优势，而且调整容易，下线刷写程序即可，新型号匹配生产准备期，液压大概在5个月，EPS只需要几周就可以完成调校。
-主动安全和舒适驾驶：与ESP，ABS，ESC等系统实现电子配合，能够增加车辆的主动安全功能，同时提高驾驶的舒适体验。


EPS控制功能的实现：

1.基本助力功能
EPS系统能够实现的基本功能，即是随车速改变助力大小，控制电机给出适当的助力。基本的助力控制不考虑转向时的动态因素，只根据转向盘转矩信号和车速信号，从事先制定好的基本助力特性表中取得相应的目标助力电流，然后利用控制策略实现对目标电流的跟踪控制。比如下图，是特性曲线的一个抽象示例：

横轴是方向盘扭矩。也就是说，将司机给方向盘的力作为依据，分为中心区，线性区和极限区，分别给出0助力，线性助力和最大助力。


对于不同的车速，其对应曲线是不一样的。一般来说，车速越快，给出的助力越小，饱和助力也同样越小。原理请详见汽车理论有关汽车转向系：轮胎-地面阻力与车速的关系。
有些助力特性甚至会在高速时给出负的助力，也就是反向助力，以此保证高速时操纵的稳定性。
BMW的主动转向辅助系统（虽说还有液压，但是辅助电子控制，有参考价值）会根据车速不同，改变转向机构的减速比，简单的说，平时方向盘打死要1圈半，高速时同样的角度要打2圈半才能打死。EPS系统虽然还没有听说能实现这样的功能（其实只是没有做相应的执行机构而已），但是可以实现在高速时加大稳定阻尼，让方向盘感觉沉重，可以精细控制转向角度。

2.补偿功能
除了基本功能之外，为了实现精准而舒适的助力效果，还要对转向系统中的摩擦，电机带来的阻尼，转向系统的惯性等作出一定的补偿。

具体的补偿模式，涉及到算法的自然要去请教软件工程师。大致的方法，应该是对转向系统进行建模分析，然后推导出补偿的物理模型，进行计算。

3.电机控制
电机控制基本算作下层控制策略的一部分。将上层计算出的需求助力进行转换，得到所需的电机控制电流/电压，并通过比例积分导数反馈循环控制（PID control），实现精确和实时的电机控制。

电机控制又是另一个说起来非常非常非常复杂的东西。。。许多人做了一辈子啊。。。之前也提过，目前国内主要是用直流有刷电机，使用一个H桥控制电机的开合和转向（电路学的不好的可以无视）。具体说起来，电机的特性，反馈量，电机耦合的形式，都需要进行考虑。如果是直流无刷电机（一般说来，会说是永磁同步电机），其控制手段更加复杂（差不多是无刷难度的3倍？）。国内做这个的水平不是很高。

P.S.我只能这么跟帖进行补充了。。。希望大家插楼不要太凶。如果想连贯的看，请点击1楼上的“只看该作者”按钮。
接下来，EPS系统的常用机械结构，希望有人能来讲一下。我也只能谈谈控制系统。。。抛砖引玉就最好了。
如果有下一次更新。。。先等两个月再说吧：）

XZG0208

了解了，电子方面的应用还是越来越重要啊。

wuqi57

湖北荆州恒隆转向器应该还可以吧

咖啡豆

juwenbin007 发表于 7-9-2011 11:25
同行呀,交个朋友,QQ382763710

2楼是什么厂家的？

仅.茈.侕.巳

看起来是要多多研究研究了！

pianziben

EPS是发展趋势啊

yed_2008

最上面的图片是捷太格特的产品。呵呵！

glusera9216

yed_2008 发表于 28-3-2012 09:21
最上面的图片是捷太格特的产品。呵呵！

这都被你发现了。。。：）

yed_2008

glusera9216 发表于 28-3-2012 13:43
这都被你发现了。。。：）

你是主机厂的还是捷太格特的？交个朋友吧！

glusera9216

yed_2008 发表于 28-3-2012 17:52
你是主机厂的还是捷太格特的？交个朋友吧！

图来源都在网上 我只是随便找来贴上的
咱只是主机厂打杂小弟

fish9631

果然是一手的资料，绝对是业内人士！不知道捷太格特中国有没有ECU的自主设计。目前国内自主设计EPS ECU的厂家还是比较局限的。期望能把这个市场做大，把产品的稳定性提高。这就需要各位工程师的钻研与创新了！