电动助力转向系统EPS应用现状及发展趋势
EPS电动助力转向系统结构原理
综述电动助力转向系统EPS(electripowersteering)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,与传统的液压助力转向系统HPS(hydraulicpowersteering)相比,EPS系统具有很多优点：仅在需要转向时才启动电机产生助力,能减少发动机燃油消耗；能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动，改善汽车的转向特性,提高汽车的主动安全性；没有液压回路,调整和检测更容易,装配自动化程度更高,且可通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配,缩短生产和开发周期；不存在漏油问题,减小对环境的污染。
EPS系统是未来动力转向系统的一个发展趋势。
EPS结构图EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。
通过传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元,再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩,最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。
因此扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一。
扭矩传感器的种类有很多，主要有电位计式扭矩传感器、金属电阻应变片的扭矩传感器、非接触式扭矩传感器等，随技术的进步将会有精度更高、成本更低的传感器出现。
第1章汽车助力转向系统的历史发展概况在汽车的发展历程中，转向系统经历了四个发展阶段：从最初的机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）发展为液压助力转向系统（Hydraulic Power Stee ring，简称HPS），然后又出现了电控液压助力转向系统（Electro Hydraulic Powe r Steering，简称EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering，简称E PS）。
装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速行驶时驾驶员的转向操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统。
汽车电子与控制技术-5底盘电控系统(eps)
在实际EPS系统上应用设计的控制算法，并进行实验验证。通过实验数据的分析和处理，可以进一步 评估控制算法的实际效果和性能表现。同时，实验结果也可以为算法的改进和优化提供有价值的参考 信息。
05 EPS系统性能评价与优化 方向
性能评价指标体系建立
操控稳定性
EPS系统应能够提供稳定的操控 性能，包括转向灵敏度、回正 性能和路感传递等。
排除故障实践案例分享
01
02
03
案例一
一辆汽车出现转向沉重故 障，经过检查发现EPS电 机损坏，更换电机后故障 排除。
案例二
一辆汽车出现转向异响故 障，经过检查发现转向机 构磨损严重，更换转向机 构后故障排除。
案例三
一辆汽车出现转向失灵故 障，经过检查发现EPS控 制模块内部故障，更换控 制模块后故障排除。
07 总结与展望
本次项目成果回顾
实现了底盘电控系统的基本功能
01
在本次项目中，我们成功实现了底盘电控系统（EPS）的基本功
能，包括转向助力控制、稳定性控制、节能控制等。
优化了系统性能
02
通过对EPS系统的优化，提高了系统的响应速度、控制精度和稳
定性，进一步提升了车辆的操控性和安全性。
完成了实验验证
转向异响故障
可能原因有转向机构磨 损、电机轴承磨损、控 制模块内部故障等，导 致转向时产生异常噪音。
转向失灵故障
EPS系统完全失效，方 向盘变得非常沉重且无 法转动，可能原因包括 电机损坏、控制模块故 障、电源故障等。
故障诊断流程和方法介绍
故障诊断流程
首先进行初步检查，包括检查EPS系统电源、保险丝、连接器等是否正常；然后进行系 统自诊断，利用专用诊断仪读取故障代码和数据流；最后根据故障代码和数据流进行故
汽车转向新技术-四轮转向和电动助力转向
汽车电动助力转向技术一、技术概述电动助力转向系统是把电动机的驱动力传递给转向轴或齿条，进行转向助力的机构。
该系统由转向扭矩传感器、车速传感器、控制器、电动机、离合器和减速机构组成。
比起传统的液压助力转向，它的优点是：系统中的电机只在需要转向助力时才工作，汽车大部分时间正常行驶时电机并不工作，这样能量消耗很小，而传统的液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成，为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，能耗较高。
据估计，电动助力转向只是液压助力转向能耗的1／2，前者比后者使整车油耗下降3％。
二、现状及国内外发展趋势汽车电动助力转向技术近年来发展很快，美国德尔福等国际上大的汽车零部件公司，都已开发出产品，并在一些车上装用。
三、主要研究内容主要研究内容：传感器技术；控制技术；电机、离合器、减速机构技术等。
汽车电子控制四轮驱动与四轮转向技术一、技术概述－－汽车电子控制四轮驱动技术（4 Wheels Driving System 4WD）汽车的驱动力来源于轮胎对地面的附着，四轮驱动充分利用了车轮对地面的附着，当然会获得好的驱动性能。
但因转向时各轮的转弯半径不同，车轮转动的速度也就不同（内外、前后），四个轮不能通过刚性传动系统连接，必须在左右两轮间，在前后驱动轴间设置差速器。
带来的问题是四个轮的驱动力受与地面摩擦力最小的轮的限制，需要再设置差速锁。
汽车电子控制四轮驱动技术是通过传感器感知四个轮路面的情况，通过微电脑进行分析判断，通过电磁阀驱动，改变黏液偶合器的特性，在前后驱动轴之间，在左右轮上分配驱动力。
－－汽车电子控制四轮转向技术（4 Wheels Steering System 4WS ）汽车在行驶中转向时，由于受恻向力的作用，前轮有不足转向的特性，后轮有过度转向的倾向。
后者会引起汽车失去转向行驶的稳定性，车速越高问题越明显，甚至出现侧滑翻车。
解决措施一般是通过使后轮在与前轮相同的方向转动1－2度角进行补偿。
汽车电动助力转向_EPS_技术的现状和发展趋势分析
机械工程师 2009 年第 9 期 53
专题报道
SPECIAL REPORT 传动与控制
机在运转，油泵就会工作。而 EPS 系统由电动机提供助 负荷和点火等多种信号。
力，电动机可以由发动机驱动也可以由蓄电池驱动，在不
ECU 的控制算法很多，目前研究较多的主要有比例
要使汽车获得良好的操纵稳定性如适当的不足转向特性和良好的瞬态相应特性转向系统的参数控制必须以整车的相关参数为基础进行必须通过与整车动态性能的匹配才能从一定程度上得到保证43自动转向和全电动转向系统无人驾驶汽车已经成为汽车产业的热门领域适应无人驾驶的自动转向系统是汽车电子控制技术的重要内容成为汽车智能转向的发展趋势之一
油管等，质量减小，结构更紧凑；也没有液压油的消耗和 性能；最优二次型控制易于构建最优的闭环控制系统；鲁
泄漏问题，减小了对环境的污染。EPS 中 95%的组件都是 棒性控制理论以 EPS 系统精确的数学模型为基础，易受
可回收再利用的，而 HPS 系统的回收率只有 85%左右。 模型不确定性因素的影响，但设计简单、易于实现；模糊
干扰性等方面的严格要求，还能适应汽车智能化和集成 （电动机驱动转向齿轮），曲线型适用于前轴负荷较大的
化的发展 。 ［6，7］
车型（电动机驱动转向齿条）。
3.2 ECU ECU 是 EPS 的控制核心，它根据各传感器的输入信
Imax
V=0
Imax
V=0
Imax
V=0
号 进 行 计 算 分 析 ，得 出 控 制 参 数 的 最 佳 值 ，然 后 发 出 控 制指令给电动机和离合器，控制其动作。ECU 的控制系 统和控制算法也是 EPS 的关键技术之一，要求控制系统
P-Eps(PinionElectricPowerSteering)齿轮式电动助力转向系统
P-Eps (Pinion Electric Power Steering) 齿轮式电动助力转向系统EPS，电动助力转向。
也可以叫EPAS。
其最大优点是可以随速控制助力，在低速时提供较大助力，保证轻便转向；在高速时减小助力，提供驾驶员足够的路感。
EPS只在转向时发挥作用，因此不像液压转向会一直对发动机造成额外负担，从而减小油耗，同时没有不可回收件，更加绿色，从各方面满足环保的需求。
【图1.EPS结构】1）传感器：包括方向盘扭矩传感器，测量驾驶员施加在方向盘上的扭矩；方向盘转角位置传感器，测量方向盘的角度位置，为自动回正功能提供支持，另外ESP稳定控制，主动巡航，自动泊车等系统也需要更精确的方向盘转角信号，因此有时由这些系统提供CAN信号给EPS。
2）执行器：EPS顾名思义，采用电机作为执行器，目前主要考虑的有直流有刷和直流无刷电机。
有关这两种的区别其他帖子里有过介绍。
3）减速机构：电机输出的扭矩经过减速机构加载到转向系统上。
形式有蜗轮蜗杆式，循环球式，差动轮系和摇臂机构等等，前两者比较常见，也跟EPS的形式有关（参见EPS分类）。
4）电子控制单元：EPS的电子控制单元可以跟车上其他部件通信，处理传感器信号，通过程序计算出需要的助力大小，并转换成控制信号输出给驱动电路，驱动电动机输出扭矩。
5）转向机构：跟常规转向机构类似。
EPS的分类：主要分3大类，根据电机在转向机构中耦合位置和方式的不同。
1） C-EPS转向柱式(Column Electric Power Steering)：直接在转向柱上安装，可以从常规转向改进而来，简单，成本低；缺点是噪音大，振动不好控制，会直接传到方向盘上，传递扭矩也较小。
2） P-EPS小齿轮式(Pinion Electric Power Steering)：结构较紧凑，且提高了系统的刚度；但电子部分工作环境差（安装位置距离前桥近），要求耐温，防水，抗干扰等性能高，提高了成本。
2024年汽车EPS(电动助力转向系统)市场发展现状
汽车EPS(电动助力转向系统)市场发展现状简介汽车EPS(电动助力转向系统)是一种通过电动辅助装置帮助驾驶员转动方向盘的系统。
近年来，汽车EPS市场呈现出快速发展的趋势。
本文将对汽车EPS市场发展现状进行分析。
市场规模和增长趋势近年来，汽车EPS市场规模不断扩大，主要受益于以下几个因素：1.技术进步和创新：随着科技的进步，汽车EPS系统的性能和可靠性不断提高，使得更多的汽车制造商开始采用EPS系统，从而推动了市场的增长。
2.能源效率和环保要求：汽车EPS系统相比传统的液压助力转向系统具有更高的能源效率和环保性能，因此受到环保要求的推动，市场需求逐渐增加。
3.消费者需求变化：消费者对驾驶舒适性和操控性的要求不断提高，汽车EPS系统能够提供更为平稳和精准的操控感受，因此深受消费者的青睐。
据市场调研数据显示，汽车EPS市场在过去几年中保持着平均每年10%以上的增长率，预计未来几年市场增长趋势将保持稳定。
市场竞争态势汽车EPS市场竞争激烈，主要的竞争者包括市场领导者和新兴的本土制造商。
市场领导者通过其先进的技术和广泛的市场渠道保持竞争优势，而新兴本土制造商通过低成本和本土化优势进一步加剧了市场的竞争。
此外，市场中还涌现出许多创业公司，它们专注于开发特定类型的汽车EPS系统，如高端豪华车型、新能源汽车等，以满足不同细分市场的需求。
市场竞争的主要关注点包括产品性能、价格、售后服务和品牌认知度。
在这些方面，市场领导者通常具有一定的优势，但随着新兴本土制造商和创业公司的崛起，市场竞争格局可能会发生变化。
市场前景和发展趋势未来，汽车EPS市场有以下几个发展趋势：1.智能化和自动化：随着智能驾驶技术的发展，汽车EPS系统有望实现更高级的自动化功能，如自适应转向、自动泊车等。
这将进一步提升驾驶安全性和操控体验，同时也为汽车EPS市场带来更大的增长潜力。
2.新能源汽车的快速增长：随着新能源汽车市场的快速增长，汽车EPS系统在新能源汽车中的应用也将逐渐增加。
汽车电动助力转向系统研究现状及趋势
(5)提高了操纵稳定性。当驾驶员转动转向盘一角度，然后松开时，EPS系统能够自动调整使车轮回正。同时还可利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。而在传统的液压控制系统中，要改善这种特性必须改造底盘的机械结构，实现起来很困难。
(6)系统结构简单，占用空间小，布置方便。由于该系统具有良好的模块化设计，所以不需要对不同的系统重新进行设计、试验、加工等，不仅节省了费用，也为设计不同的系统提供了极大的灵活性，而且更易于生产线装配。相对于液压助力转向系统，EPS没有油泵、油管和发动机上的皮带轮，使得设计该系统时有更大的余地，而且该系统的控制模块可以和齿轮齿条设计在一起或单独设计，发动机部件的空间利用率极高。
转向柱助力式电动助力转向器(C-EPS)的助力电机固定在转向柱的一侧，通过减速增扭机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向(图2)。这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。现在多数EPS就是采用这种形式。此外，C-EPS的助力提供装置可以设计成适用于各种转向柱，如固定式转向柱、斜度可调式转向柱以及其它形式的转向柱。但由于助力电机安装在驾驶舱内，受到空间布置和噪声的影响，电机的体积较小，输出扭矩不大，一般只用在小型及紧凑型车辆上。
由于技术、制造和维修成本等原因，目前汽车转向系统仍以液压助力的HPS(包括 ECHPS、EHPS)为主。线控转向系统由于成本高以及现有法规限制等原因，在近期很难在车辆上装配。EPS具有节能与环保等诸多优点，EPS取代HPS是今后一段时间内汽车转向系统发展的趋势。
从EPS控制策略的发展趋势来看，今后控制信号将不再仅仅依靠车速与扭矩信号，而是根据转向角、转向速度、横向加速度、前轴重力等多种信号进行与汽车特性相吻合的综合控制，以获得更好的转向路感。目前已经开始这方面的研究。
EPS电机行业供需现状与发展战略规划
EPS电机行业供需现状与发展战略规划一、供需现状分析1.供给方面：EPS电机行业供给端的问题主要包括生产能力不足、产品质量不稳定、技术创新不足等。
一方面，电力设备生产企业的生产能力滞后于市场需求，难以满足快速增长的电力设备市场需求。
另一方面，由于技术创新不足，产品质量不稳定，导致企业的市场竞争力不强。
2.需求方面：EPS电机行业在需求端面临着消费升级的挑战，用户对电力设备的需求不仅仅停留在基本功能上，还要求产品具有更高的智能化、集成化和节能环保性能。
同时，随着我国电力的不断推进，电力市场竞争激烈，用户对电力设备的价格和性能要求更高，这对供应商提出了更高的要求。
面对供需现状的问题和挑战，EPS电机行业应制定合理的发展战略规划，以保持市场竞争力和实现可持续发展。
1.提高生产能力：加大企业对生产设备和技术的投入，提高生产效率和能力，满足市场需求的扩大。
2.加强产品创新：加大对技术研发的投入，优化产品结构，开发高效节能的产品，提升产品质量和智能化水平，满足消费升级的需求。
3.加强供应链管理：优化供应链，降低生产成本，提高供应链的效率和稳定性，为客户提供具有竞争力的价格和及时的交货时间。
4.加强品牌建设：加强品牌宣传和形象建设，提高品牌知名度和美誉度，增强市场竞争力。
5.加大国际化合作：积极参与国际合作与交流，引进先进技术和管理经验，提高EPS电机行业的技术创新能力和国际竞争力。
6.推动行业规范化发展：参与行业标准的制定和推广，促进行业的规范化发展，推动整个EPS电机行业朝着高质量、高效率、绿色环保的方向发展。
7.加大人才培养力度：加大对人才培养的投入，加强人才引进和培养，提升企业的技术研发能力和市场竞争力。
总之，EPS电机行业面临着供需不平衡、消费升级的挑战，但也有巨大的发展潜力。
通过加强生产能力、产品创新、供应链管理、品牌建设、国际化合作、规范化发展和人才培养等方面的努力，EPS电机行业可以实现良性发展，并为我国电力设备市场的快速增长做出贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
EPS的发展趋势
技术发展趋势
转角传感器和扭矩传感器都是将检测到的信号处理后输入给ECU。
其中，转交传感器用于实时监测转向盘的转动方向以及转向盘的位置，扭矩传感器用于实时监测转向盘扭矩的大小。
为了更好地减少零部件数量、节省成本、节约内部空间、使EPS系统内布置更加紧凑，集转交传感器和扭矩传感器功能于一体的多信号传感器便成为传感器的发展趋势。
传统的扭矩传感器的电阻应变片贴在扭杆上，是一种接触式的传感器，这样的传感器检测精度低，可靠性差，传感器容易磨损和迟滞。
随着企业对EPS产品的耐久可靠性及性能的要求不断提高，采用电路检测部分和被测机械部分分立的非接触式传感器成为一种趋势。
助力电机是EPS的动力源，它的作用是根据ECU的控制指令输出合适的助力扭矩。
目前EPS的助力电机多采用直流有刷电机，这种电机的技术成熟、控制器简单、成本低，因此短时间内仍将在EPS电机中占据主导地位。
但是有刷电机的电刷易磨损、功率密度较低、换向器的电火花容易产生电磁干扰，而无刷电机采用电子换向，减少了换向时的电火花，不需要经常维护，有较高的功率，因此直流无刷电机更具有长远的竞争优势。
现代汽车电子技术的发展使汽车的电子化程度越来越高。
在EPS中引入CAN 总线技术，可以减少EPS中传感器的数量，使EPS的ECU与其他车载电子控制单元完成通信，实现数据共享，促进车联网的发展。
现有的EPS产品是用人力和电机助力两部分来驱动转向轮转向。
随着技术的不断进步，EPS将发展成为全助力的电动转向系统，即：驱动转向转轮向的力完全由电机提供；转向盘仅作为一个控制电机的信号发生器，不提供转向驱动力。
国内外研究最多的线控转向系统（Steering by Wire, SBW）就是一种全助力转向系统。
市场发展趋势
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发展方向的EPS将会得到快速发展。
国家发展改革委新修订的《产业结构调整指导目录（2011年本）》于6月1日起开始实施。
与上一版（2005年本）相比，新目录在汽车产业相关部分做了较大调整。
其中，汽车业的政策优待程度“鼓励类”中新增了电动助力转向系统，这表明未来EPS将得到国家相关政策的大力扶持。
凭借先进的技术，国外EPS生产企业将继续加快在中国生产的步伐。
美国天合汽车集团（TRW）已经获得为本土多家汽车厂供应EPS的业务，预计2012年将实现EPS的全面量产。
日本精工也计划加大在中国的EPS项目的投资。
于此同时，国内的部分院校、相关科研机构和企业纷纷加大对EPS技术的研发力度，一些有实力的EPS生产企业继续瞄准主机配套市场，实现产品的产业化发展。
中国南方航空工业集团组建的国内第一家EPS研究院将加快EPS先进技术的研发；株洲易立达机电有限公司也成功研制出技术难度更高的P-EPS产品，打破了国外企业垄断的局面；中国太平洋世纪汽车系统有限公司通过手稿通用公司旗下Nexteer汽车转向系统业务，有望获得EPS的核心技术。
新型42V蓄电池设备的出现和现代汽车电子技术的发展将加快EPS在轻中型商用车上应用的步伐。
目前，已经有国外企业开始Wie皮卡供应EPS系统，以提
高商用车的转向性能和燃油性能。
国内的多家高校也开展了相关的理论研究，不久的将来，国内也将出现市场化和商品化的商用车EPS产品。