電動助力轉向系統(Electric Power Steering),是一種直接依靠電動機提供輔助扭矩的動力轉向系統。在駕駛員轉動方向盤時,根據駕駛員意圖和車輛狀態,施加一份額外的力量,讓轉向操作變得輕松、精準且安全。
與傳統依賴發動機動力驅動的液壓助力轉向系統不同,EPS的核心動力來源是電動機,由一個精密的電子控制單元進行智能控制,在性能、效率和集成度上實現了質的飛躍,成為現代汽車,尤其是電動化和智能化車型的標準配置。
EPS系統的主要作用是優化駕駛體驗和提升車輛性能:
提供轉向助力,減輕駕駛員在低速挪車、泊車等工況下的方向盤操作力度,降低駕駛疲勞。
可變助力,在低速時提供較大助力,保證轉向輕便;在高速時減小助力,增加轉向阻尼感,提供更清晰、穩定的“路感”,提升高速行駛安全性。
EPS是高級駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛技的關鍵執行部件,能夠精準執行來自系統的電子指令,實現車道保持輔助、自動泊車、車道居中等高級功能。
電機僅在轉向時工作,有效降低發動機負荷,能耗。
EPS系統的工作原理
駕駛員轉動方向盤時,扭矩傳感器實時檢測轉向力矩,車速傳感器同步傳遞車速信號至ECU。
ECU根據扭矩、車速等參數,確定目標助力電流,驅動電機輸出相應扭矩,經減速機構放大后作用于轉向系統,輔助駕駛員完成轉向。
智能控制模式下,除了基礎的輔助轉向,還可以在低速時助力方向盤快速回正,高速時施加阻尼防止回正過度,并且抑制路面抖動對方向盤的干擾。

EPS系統主要結構組件
傳感器:
扭矩傳感器檢測方向盤轉動的力矩大小和方向。
車速傳感器監測車輛行駛速度。
轉角傳感器檢測方向盤轉角位置。
控制單元(ECU):
接收傳感器信號,計算所需的助力扭矩,控制電機工作。
集成故障診斷、安全保護。
助力電機:
根據ECU指令輸出特定大小和方向的扭矩。
減速機構:
連接電機與轉向系統,降低電機轉速并增大力矩。常見形式:蝸輪蝸桿、行星齒輪或滾珠絲杠。
機械轉向器:
將助力傳遞至車輪。
EPS系統相比傳統液壓轉向系統的優勢:
能效高,電機按需工作,不浪費能量,更節能環保。
助力智能可調,隨車速、駕駛模式變化,提供更優的駕駛體驗和安全性。
簡單緊湊,易于布置,無液壓泵、油管、液壓油等結構,維護成本低,無污染。
集成性高,易于與ADAS、自動駕駛系統集成,是汽車智能化的關鍵技術基礎。
適應性強,通過軟件調整即可適配不同車型,研發周期短,制造成本低。
EPS根據安裝位置和性能不同,主要分為:
管柱助力式C-EPS,安裝在轉向管柱上,結構緊湊、成本低,,主要用于中小型轎車、A0/A級車。
小齒輪助力式P-EPS,安裝在轉向小齒輪上,性能和成本均衡,廣泛應用于中型轎車、SUV等主流車型。
雙小齒輪助力式DP-EPS,采用兩個助力小齒輪輸出,扭矩大,具備冗余設計潛力。用于中大型SUV、高端車型,支持高階ADAS。
齒條助力式R-EPS,直接驅動轉向齒條,助力最強,性能最優。主要用于豪華車、跑車、重型車輛,是線控轉向的基礎。
EPS系統,通過精巧的機電一體化設計,將駕駛員的體力勞動轉化為高效的電子控制,極大地提升了駕駛的便捷性、安全性和樂趣。
EPS系統與電動化深度融合,新能源汽車100%搭載EPS,以實現能效最大化。
為滿足L3及以上級別自動駕駛的需求,EPS正朝著線控轉向(Steer-by-Wire, SbW)方向發展。SbW將取消方向盤和車輪之間的機械連接,完全通過電信號控制,為車輛設計和自動駕駛提供無限可能。
隨著汽車行業的不斷發展,EPS系統將通過OTA升級,實現轉向手感的個性化定制,持續優化用戶體驗,未來前景廣闊。
和利時深耕自動化生產領域多年,針對汽車線控轉向EPS系統的生產有成熟的技術方案和應用案例,歡迎咨詢。