国内外的研究现状

国内外的研究现状

EPS是继液压助力转向系统后产生的一种动力转向系统。从上个世纪50年代

开始，汽车工程师就开始对电动助力转向产生兴趣。但是由于成本等原因，一直 很难设计生产出在性能和价格比上可以与液压助力转向系统匹敌的电动助力转 向系统。经过二十几年的发展，EPS技术日趋完善，其应用范围已经从最初的微 型轿车向更大型轿车和商用客车方向发展，如本田的Accord和菲亚特的Punto等 中型轿车已经安装EPS，本田甚至还在其Aucra NSX赛车上装备了EPS。EPS的助 力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展，Delphi为Punto车开发的EPS属全速范围助力型，其控制形式与功能也进一步加强，并且首次设置了两个开关，其中一个用于郊区，另一个用于市区和停车。当车速大于70kmh／后，这两种开关设置的程序则是一样的，以保证汽车在高速时有合适的路感。这样即使汽车行驶到高速公路时驾驶员忘记切换开关也不会发生危险。市区型开关还与油门相关，使得在踩油门加速和松油门减速时，转向更平滑。日本早期的EPS仅仅在低速和停车时提供助力，高速时EPS将停止工作。新一代的EPS贝JJ不仅在低速和停车时提供助力，而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。如铃木公司装备的一款EPS是一个负载一路面一车速感应型助力转向系统。

电动助力转向之所以最先应用在小型车和家庭轿车上，是由于目前汽车蓄电 池输出功率的限制，使助力电动机提供的转矩有限。如果EPS要应用到较大型车 辆上，那么它的技术关键点是能提供大的转向力，因为中型或大型车辆需要的转 向力可达10000N，甚至更高。然而，在目前大多数汽车配装12V电压系统的情况 下，由于电动转向器的电动机电流的限制，电动机输出扭矩的增加受到了很大限 制。欧洲汽车制造商在研究配有42V电压系统的中型车辆上应用EPS方面走在了 前头，而在拓展EPS的应用方面，日本的KOYO，NSK，HONDA及美国的Delphi， TRW等公司已经开发了多种类型的EPS。奔驰公司计划开发适用于汽车前桥负荷 超过1200kg的EPS，因此货车也将可能成为EPS的装备目标。 电动助力转向技术日渐成熟，其应用范围也从最初的微型轿车向更大型轿车 和商用客车方向发展。电动助力转向自身的特点特别适用于低排放汽车(LEV)、 混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车F(CEV)、电动汽车(Ev)。而这四大“EV’’ 汽车将构成未来汽车发展的主体，因此电动助力转向具有非常广阔的应用前景。 电动助力转向给转向系统带来了一场革命，但时代的发展对转向系统提出 了更高的要求。现在国际上又出现开发下一代转向系统的热潮，这就是线控转向 系统(steering．by-wire)。美国的Delphi汽车公司最新推出的线控电动转向系统，取

消了传统的转向柱，转向轴和齿轮齿条等，而由速度传感器、扭矩传感器、控制 器、电动机和减速机构等组成。但它仍采用转向盘(必要时也可改用操纵手柄)， 通过电动机向驾驶员提供路面反馈。该转向系统与传统转向系统比较，它去掉了 转向盘与车轮之间直接的机械运动连接，通过控制算法可以实现车辆转向，使车 辆的操纵安全更有保证；同时比传统转向系统更节省安装空间、重量更轻；还有 它提供了整车设计布置的极大灵活性。

但是在我国，电动助力转向的开发还处于起步阶段，并且处于实验室研究 阶段，仅有为数不多的院校开展了电动助力转向系统的研究。清华大学汽车系在

EPS领域进行了卓有成效的研究，并取得了很大的进展，在控制策略、电动助力 转向硬件及台架方面，目前处于国内研究的前列。1993年，清华大学汽车工程系的教授指导硕士研究生进行了EPS系统的探索性研究，清华大学的季学武教授还 申请了“一种车用光电式扭矩传感器”专利，因为扭矩传感器一直是电动助力转 向的核心部件。吉林大学也进行电动助力转向系统的研究，并制作了试验台架， 取得许多的试验数据，为下一步的研究开发提供有用的试验数据。武汉理工大学、 华中科技大学、江苏理工大学和天津大学也对电动助力转向系统的转向特性和转 向盘力等进行了理论方面的研究。合肥工业大学机械汽车学院完成了转向系运动 学、动力学分析计算，提出了关于EPS的控制策略，并在汽车转向试验台上对控 制策略进行了检验，同时进行了道路试验证明其合理性，为EPS的产品化奠定了 坚实的基础。这些研究都对下一步的电动助力转向的研究打下了一定的基础。但 是关于电动助力转向系统，国内的文献大多集中在控制策略、系统的建模与仿真 以及软硬件方面的研究，对助力特性曲线方面的研究很少，只有几篇文献提到了 转向助力特性曲线，但也只是仅就其中的某一方面进行了讨论，对电动助力转向 系统中助力特性曲线的研究还基本处于空白： 一是车速对助力增益的影响不清楚；

二是助力特性曲线确定的理论依据不明确，都没有明确指出所采用的助力 特性曲线到底对汽车的转向路感、操纵稳定性有没有影响；

三是如何根据转向轻便性、转向路感综合确定转向助力特性曲线，这也还 没有人研究过。而国外的可能是出于技术保密，还没有文献专门对此进行研究， 一般都是在控制系统设计中附带的提一下。