电机助力转向系统的研究与方案_机电工程

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电机助力转向系统的研究与方案_机电工程

现代澳门新葡亰平台游戏技术追求高效节能,高舒适性和高安全性三大目标。作为澳门新葡亰平台游戏最重要的子系统之一,转向系统的发展也一直努力追求达到这些目标。与传统液压助力转向系统(HPS)相比,电动助力转向系统(EPS)能节省油耗约3%~5%,具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点,是澳门新葡亰平台游戏助力转向系统的发展方向。

英飞凌作为世界第二大车用半导体供应商,一直致力于开发新的产品以适应于电动助力转向系统的发展。本文首先介绍转向系统的市场分析以及EPS的分类及其基本功能,然后在此基础上介绍英飞凌对于基于两种不同电机的EPS系统的解决方案及其产品,最后本文分析了EPS的两个新方向以及英飞凌将采用的解决方案和新的产品技术。

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1.转向系统市场分析

在澳门新葡亰平台游戏的发展历程中,转向体经历了四个阶段:从简单的纯新葡亰496net式转向系统(MechanicalSteering,MS)发展到液压助力转向系统(HydraulicPowerSteering,HPS),然后又出现了电液助力转向系统(ElectricallyPoweredHydraulicSteering,EHPS),而目前正开始广泛应用的是电动助力转向系统(ElectricPowerSteering,EPS)。

与传统的液压动力转向系统相比,电动助力转向系统主要有以下几个方面的优势:

1.能耗少:EPS没有转向油泵,且只在转向时电动机才提供助力,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。比液压助力转向系统可节约燃油3%~5%,因而燃油经济性有了很大的提高。

2.路感好:EPS能在各种行驶工况下提供最佳力,减小路面不平度所引起的对转向系的扰动。且由于EPS系统内部采用刚性连接,系统的滞后特性可以通过软件加以控制,因此有较好的路感。

3.安装方便:EPS取消了油泵、皮带、密封件、液压软管、液压油及密封件等零件,并且其电机和减速机构安装在转向柱或装在转向器内,从而使整个转向系统的重量减轻、结构紧凑且安装方便。

4.回正性能好:EPS结构简单精确、内部阻力小、回正性能好,而且可以通过软件进行补偿,从而可以得到最佳的转向回正特性,且可改善澳门新葡亰平台游戏的操纵稳定性。

5.应用范围广:EPS可适应各种澳门新葡亰平台游戏,目前主要用于轿车和轻型载货澳门新葡亰平台游戏。而对于新能源车,尤其是纯电动澳门新葡亰平台游戏,EPS系统为其最佳选择。

6.整车网络构建:EPS由于有CAN/LIN的网络接口,可以与澳门新葡亰平台游戏其它电子控制系统结合,例如主动悬架、制动防抱死(ABS)及驾驶员辅助系统等,共享其电子装置的功能,实现更加复杂的功能,比如澳门新葡亰平台游戏智能化的终极目标:无人驾驶。

下表一是世界著名的咨询公司StrategyAnalytics对全球转向系统的预测,可以看到EPS将占据50%以上的市场份额。

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表一:2007-2018全球转向系统市场预测(百万套)

若分区域来看,过去主要在欧美和日本采用EPS。但是从2015开始,中国将超过欧美和日本,成为全球最大的EPS市场。见下表二。

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表二:2007-2017全球转向系统市场分区域预测(百万套)

若分车型来看,所有的广义乘用车都能应用EPS,从2007年至2017年的平均年增长率为15%。不过由于大型轿车和轻卡对于EPS的需求增长迅猛,表三显示从C级以下的小型轿车的份额从2007年的86%下降为2018年的66%。

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表三:2007-2018全球转向系统市场分车型预测(百万套)

2.电动助力转向系统的介绍

电动助力转向系统是在传统新葡亰496net转向系统的基础上发展起来的,它利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作。系统主要由三大部分构成:信号传感装置(包括扭矩传感器、方向盘角度传感器和车速传感器),电子控制单元和转向助力机构(电机、离合器、减速传动机构等)。

电动机仅在需要助力时工作,驾驶员在操纵转向盘时,装在转向盘轴上的扭矩传感器不断地测出转向轴上的扭短信号,该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。电控单元根据这些输入信号,确定助力扭矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向辅助动力的大小。电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后,加在澳门新葡亰平台游戏的转向机构上,使之得到一个与澳门新葡亰平台游戏工况相适应的转向作用力。

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