基本要求是:应具有高的可靠性，大的功率,低噪声和振动,较低的摩擦转矩,较小的体积和重量;能够在堵转下输出转矩;有良好的机械特性,在工作过程中,转矩波动尽量要小;转动惯量应尽可能的小;应能快速的反转。目前EPS系统的助力电动机通常有永磁直流电动机、直流无刷电动机和开关磁阻电动机等。直流有刷电动机技术成熟,控制器简单,成本低,但存在电刷易磨损、功率密度低、由换向器的电火花产生的电磁干扰等缺点。直流无刷电动机采用电子换向,减少了换向时的电火花,不需要经常维护以及具有较高的效率和功率密度而受到越来越多的关注。因此,开发适合EPS系统使用的低成本、高功率密度的直流无刷电动机是今后助力电动机的研究方向。 2.4 减速机构
其与电动机相连,起减速增扭作用。EPS系统的减速机构常采用蜗轮蜗杆机构、循环球螺杆螺母、行星齿轮机构等。为了保证EPS系统只在预先设定的车速范围内起作用,有的EPS系统还配用离合器。当车速达到某一值时,离合器分离,电动机停止工作,转向系统转为手动转向。另外,当电动机发生故障时,离合器将自动分离。 2.5 电控单元(ECU)
电控单元(ECU)的功能是根据转向盘转角、转矩和车速信号,进行逻辑分析与计算后,发出指令,控制助力电动机的动作。此外,ECU还有安全保护和自我诊断功能。ECU通过采集电动机的电流、发电机电压、发动机工况等信号判断其系统工作状况是否正常,一旦系统工作异常,助力将自动取消,同时ECU将进行故障诊断分析。随着EPS系统控制策
略的日益完善,控制算法越来越复杂,对处理器的运算速度的要求也越来越高,DSP不但有较强的运算能力,而且还集成了专用电动机驱动电路,应用于电动机的控制。 3 EPS系统研究现状 3.1 EPS系统的发展概况
EPS系统最早是由日本的铃木汽车公司于1988年2月开发的,装备于Cervo的微型轿车,随后还安装在Alto上。1993年,本田汽车公司是世界上第一个把EPS作为标准装备配置在高级运动跑车AcuraNSX的汽车生产商。随后,日本大发的Mira和三菱的Minica都相应安装了EPS系统。此后,电动助力转向技术得到了迅速发展,日本的NSK、美国的DELPHI,TRW,英国的Lucas以及德国的ZF等,都相继研制出了各自的EPS系统。菲亚特和雷诺等首先采用电动助力转向技术的公司在A,、B、C级轿车的转向柱上安装了助力电动机,两家公司都有约70%车型采用了转向柱助力型EPS。Ford和GM公司选择了TRW公司提供的一种过渡技术,即电动液压转向技术。大众汽车公司则在其PQ35GOLF平台上采用了ZF公司提供的复杂的双小齿轮助力型EPS。
在国外,EPS系统的应用范围正从最初的微型车向高级轿车、商务车、商用车上发展,助力形式从低速范围助力型向全速范围助力型方向发展。
目前国内对EPS系统的研究,主要是针对微型轿车用“转向柱助力型”EPS展开的。开展EPS系统研究的高校主要有:清华大学、北京理工大学、华中科技大学、北京科技大学、天津大学、江苏大学、合
肥工大、武汉理工大学、湖北汽车工业学院等。广州本田飞度、思迪,昌河北斗星是国内最早装备EPS系统的车型,EPS使这些轿车成为参与市场竞争的亮点。 4 结束语
EPS系统涉及传感器技术、微电子控制、现代控制理论和传统的机械设计,EPS代表未来汽车动力转向技术的发展方向之一,将作为标配件装备到汽车上,并将在动力转向领域占据主导地位。所以EPS具有非常广阔的应用前景,我国有必要加大投入进行研究开发。