国内外新一代汽车转向系统EPS介绍

国内外新一代汽车转向系统EPS介绍发表日期：2007-12-24 10:30:20 阅读数：485 按照转向动力源来分，目前汽车转向系统可分为纯人力转向和动力辅助转向两种。其中，后者又大致经历了机械机构助力转向、液压助力转向和电动助力转向EPS（Electric Power Steering）这三个阶段。 EPS系统一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电动机等组成，它在传统机械转向系统的基础上，根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向操作。 EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，且只在转向时电动机才提供助力，因此几乎不直接消耗发动机燃油。同时，EPS也不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，对环境几乎没有污染，可以满足人们节能环保的要求。 1988年2月，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统。此后，EPS在日本得到迅速发展。欧、美等国的汽车公司对EPS的开发比日本晚10年，但开发的力度较大。截止到2006年，欧洲50新出产的汽车中都用电动助力转向代替了原来的液压助力转向。 下面简单介绍三家国外公司的EPS方案。 Freescale的EPS方案 主要特性： 采用56F8300系列数字信号控制器，在汽车环境温度下性能可达60MIPS，控制处理过程并为EPS系统提供智能外围支持。 采用8位、16位的微控制器（MCU）族，如HC08、56F8000族等，使系统更加安全、可靠。 采用系统基本芯片（SBC），如MC33742族等，以提供受保护的电压调节器，调节器集成1Mbps的CAN通信接口和看门狗。SBC可通过一个串行外围接口SPI编程。 采用MC33927场效应晶体管预驱动器，用于控制三相电机。预驱动器的工作电压为8-40V，采用SMARTMOS?技术，有0.5A的门驱动能力。MC33927通过SPI端口编程，由6个直接输入控制信号、异步和使能、中断信号与MCU连接。 英飞凌的EPS方案 主要特性： 采用16位处理器C164，其程序存储器为65KB，RAM为4KB。外围接口包括10位ADC、RSART、SPI和定时器，与TLE 6280 GP连接的FullCAN和电源MOSFET。 采用的TLE 6280 GP是三相桥式驱动器，简化了动力转向电机的控制。微控制器的定时器结构降低了开发成本并使得电路板设计更简洁。 日本捷太格特和丰田汽车IFS方案 日本捷太格特（JTEKT，由光洋精工和丰田工机06年1月合资组建）与丰田汽车联合开发出了面向雷克萨斯“LS460”的齿条式电动助力方向盘IFS（intelligent frontsteering，智能前转向）系统。 主要特性： IFS系统将E-VGR（electronically controlled variable gear ratio）和RD-EPS（rack direct-drive type electric power system）设计成一体，省去了螺旋电缆，与齿条变速器同轴配置减速器。其中，RD-EPS采用内置型高效无刷直流电机及多分割齿，提高了线圈的效率。E-VGR根据车速改变转向齿轮比。在低速行驶及泊车时，只需少许转动方向盘，便可获轮胎较大主销倾角。而在高速行驶时则会抑制方向盘转动操作的轮胎主销倾角，从而提高稳定性。 国内技术情况简述 我国汽车电子行业的总体发展相对滞后，但是，随着汽车对环保、节能和安全性要求的进一步提高，代表着现代汽车转向系统的发展方向的EPS电动助力转向系统已被我国列为高新科技产业项目之一，国内各大院校、科研机构和企业已经纷纷开始对EPS这一领域进行了研究，使得EPS得到了迅速的发展。 1998年吉林大学在国内率先开展轿车EPS的研究，目前已做出样机并在捷达轿车、北斗星轿车和夏利2000纯电动轿车上进行了装车试验。此外，天津大学、北京科技大学、华中科技大学、江苏大学、合肥工业大学、武汉理工大学等院校也在开展EPS的研究。国内专业生产EPS的厂商不多。 南京南汽转向器公司生产的汽车电动助力转向系列产品的技术特点：系统传动效率高，能量消耗少；可以获得最优化的转向助力特性；助力特性可以通过软件进行修正；布置方便，节省空间；装配与维修方便。技术参数：工作环境温度：3065；存储环境温度：4085；工作电压范围：DC916V。 株洲易力达机电有限公司的EPS适用排量在1.8L以下的汽车和前轴重900kg以下的电动车、混合动力车等。技术参数如下：涡轮涡杆减速比：1:16.5；电机额定输出功率：170W；额定转速：1050r/min；额定力矩：1.6Nm/30A；工作温度：-40 +85；最大允许电流：35A，小于10msec。 另外，今年6月4日，日本捷太格特投资中国，捷太格特转