汽车EPS系统介绍

三、EPS 的现状
国外已开发EPS的公司
美国 Motorola、TRW、Delphi
德国 ZF、Bosch 、Simens 、Benz
日本 Koyo、NSK、Showa(Honda)、Kayaba、 Unisia jecs(Nissan)。 英国 Lucas（TRW）
三、EPS 的现状
已装备EPS的车型
汽车电动转向系统(EPS)介绍
一、汽车装备EPS 的目的
1.减轻汽车方向盘上的转 向操作力(特别是原地转
向和低速行驶时)；
一、汽车装备EPS 的目的
2.提高汽车燃油经济性；
一、汽车装备EPS 的目的
3.提高汽车的主动安全性；
A 30 电 机 输 入 20 电 流 10 0～2.5km/h
2.5～10km/h
(车速感应 型)
全速型
(EPS在任 何转速下都 提供助力)
优 能改善汽车的高速操纵稳定性 点 缺 算法相对复杂 点 对控制系统的硬件要求相对较高
荆州恒隆开发的样机
荆州恒隆开发的样机
七、EPS关键部件—扭矩传感器
功能：测量驾驶员作用在转向盘上的力矩的大小和方向
接触式：
3.5V 2.5 1.5 左 0 转向力矩 右
采用了面对高负荷、低振动、低 噪声的齿面设计方案。
七、EPS关键部件—减速器
七、EPS关键部件—ECU
功能： 根据扭矩传感器信号和车速传感器信号，进
行逻辑分析与计算后，发出指令，控制电动 机和电磁离合器的动作； 安全保护及自我诊断。
控制单元：8位单片机。 要求： 较强的抗干扰能力，以适应多变的行车环境；
控制算法应快速准确，满足实时控制要求， 能有效的实现理想的助力规律与特性；
七、EPS关键部件—ECU
恒隆公司与清华大学联合成立了转向系统研究 所，负责ECU的研发，经过两年的努力。现在 已经开发出高度集成化的第三代产品。
七、EPS关键部件—ECU
九、恒隆EPS的发展计划
2005年3月完成5台份工装样件的试制。利 用这些样件完成可靠性试验和道路试验。 2005年6月完成10台份小批量试制，送主机 厂做性能认可。 2005年10月完成批量生产的PPAP准备。 2005年12月形成月产3千台的生产能力。 2006年计划销售3万台。
五、EPS系统典型结构
根据电动机安装部位，EPS可分三种：
转向柱助力式
齿条助力式 齿轮助力式
六、EPS助力特性
低速型
(只在低速 下提供助力, 达到规定转 速电机停止 工作)
优 算法简单 点 对控制系统的硬件要求相对较低 缺 不能改善汽车的高速操纵稳定性 点 在车速切换点附近转向盘力矩会有突
变
EPS
10～15km/h 15～25km/h 25～35km/h 35～45km/h 0.7 5.1 输入轴上扭矩 5.9 N.m
一、汽车装备EPS 的目的
4.EPS可通过设置不同的转向手力特性（软件）使系 统具备不同的性能，快速与不同的车型匹配从而 缩短生产和开发周期； 5.EPS直接由电动机提供助力，电动机由蓄电池供电， 所以即使在发动机熄火或出现故障时EPS也能提供 助力；
Mitsubishi
Fiat VW
323F Minica Punto
Lupo Golf
Delphi Delphi
中型轿车
三、EPS 的现状
汽车厂商
OPEL Renault Peugeot GM Ford
车型
318i Corsa
EPS供应商
Delphi
备注
赛欧原型
Twingo 205
Saturn Vue
7.为汽车制造商节省成本； 8.降低转向系统的噪音； 9.EPS不存在渗漏油问题，可减小对环境的污染 10.EPS比HPS有更好的低温工作性能
二、发展历史回顾
1950: 概念发明 通用汽车研究中心提出概念并开发出第一台电动方向盘样机 但成本和转矩平滑性能无法与液压助动方向盘相比 1988: KOYO首次批量生产用于日本小型车 使用有刷电机 鉴于电机的高惯量,应用局限于低排气量车型 1990s: EPS电动方向盘技术长足发展 1994年起，通用汽车的研究中心及其Delphi Saginaw分部重新研发新 一代产品 借助微电子技术的发展， 开发出具有超低扭矩波动 的无刷电机和控制器，转矩平滑性可和液压机构媲美，并降低 数控电机和转矩传感器的制造价格，电机体积及重量减少25% 复杂的控制程序使可实现转向感觉全方位调节，提升性能和功 能,比液压系统优越,EPS市场投入逐年递增
Koyo
Fiesta
四、EPS系统组成及工作原理
EPS的系统组成：
四、EPS系统组成及工作原理
EPS的工作原理：
扭矩传感器把 由方向盘输入扭矩 产生的相对转角变 成电信号传给电子 控制单元ECU，ECU 根据扭矩传感器和 车速传感器的信号 决定电动机的旋转 方向和助力电流的 大小，控制电动机 进行转向助力。
汽车厂商 车型
Acura NSX S2000 Insight hybrid Accord Fit Cervo Alto Jimny WagonБайду номын сангаасR
EPS供应商
备注
赛车
Honda
Showa
日本市场 中国市场
Suzuki
NSK & Koyo
昌河北斗星
三、EPS 的现状
汽车厂商
车型
EPS供应商
备注
Daihatsu Mira Mazda
直流有刷电机
七、EPS关键部件—电磁离合器
功能：保证EPS只在预先设定的车速行驶范围内起作用。 当车速达到某一预定值时或发生故障时，离合器 分离，系统变为手动转向。
七、EPS关键部件—减速器
功能：与电动机相连，起减速增扭作用。 结构：蜗轮蜗杆结构。
材料：选用特殊材料尼龙树脂，目的是为 了减小噪音。恒隆公司从日本采购 这种材料，与日本NSK和Yoyo公司采 用同一家日本塑料公司生产的蜗轮 毛坯。 齿形：考虑到轮齿弹性变形，热变形，
九、EPS的发展趋势
恒隆现在采用的是有刷直流电机，有刷电 机存在电刷结构，因此，不可避免的造成 惯量过大，一般功率不超过200W，使用范 围局限在微型车。 为了扩大EPS的使用范围，恒隆公司正在计 划和MOTOROLA公司共同生产采用无刷电机 的EPS系统。 无刷电机的功率可达到９00W，可适用的小 于3.0Ｌ排量的各种车型，同时输出扭矩更 平稳。
Suzuki Alto、Wagon
七、EPS关键部件—扭矩传感器
接触式扭矩传感器工作原理： 在转向柱中间加一扭杆及电位计，扭杆的变形 转化为电位计的电压变化
七、EPS关键部件—车速传感器
功能：测量汽车行驶速度
磁组元件式车速传感器
七、EPS关键部件—直流电动机
功能：根据电子控制单元ECU的指令输出适宜的辅助扭 矩，是EPS的动力源。 要求：低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、 质量轻、可靠性高、易控制
一、汽车装备EPS 的目的
6.EPS取消了油泵、皮带、皮带轮、油管、液压油及密 封件等，其零件数目大大减少，重量更轻，与HPS相 比可减重约25％。结构也更紧凑。由于无需与发动 机相连所以在汽车上的安装位置选择也更方便；
一、汽车装备EPS 的目的
一、汽车装备EPS 的目的
一、汽车装备EPS 的目的