Система электроусилителя руля (EPS)
EPS в настоящее время является наиболее часто используемой системой рулевого управления в электромобилях. Ему помогает электродвигатель, заменяющий традиционный гидроусилитель рулевого управления (HPS).
1. Компоненты ЭПС
EPS в основном состоит из следующих компонентов:
(1) Датчик крутящего момента: определяет крутящий момент и направление вращения рулевого колеса (намерения водителя).
(2) Датчик угла поворота рулевого колеса: контролирует угол поворота рулевого колеса (частично интегрирован в датчик крутящего момента).
(3) Датчик скорости автомобиля: выдает сигналы скорости автомобиля (используется для динамической регулировки мощности усилителя мощности).
(4) Электронный блок управления (ЭБУ): обрабатывает данные датчиков в режиме реального времени и рассчитывает необходимое количество усилителя мощности.
(5) Вспомогательный двигатель: обычно бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC), который передает крутящий момент на рулевую колонку или рейку через редуктор (например, червячную передачу).
(6) Редукторный механизм: усиливает крутящий момент двигателя и приводит в действие систему рулевого управления.
2. Принцип работы ЭПС
(1) Обнаружение намерений водителя
Когда водитель поворачивает рулевое колесо, датчик крутящего момента измеряет крутящий момент рулевого вала, а датчик угла поворота фиксирует угол поворота, отправляя сигнал в ЭБУ.
Сигнал скорости автомобиля вводится синхронно (например, на низких скоростях требуется больший усилитель мощности, а на высоких скоростях требуется меньший усилитель мощности для повышения устойчивости).
(2) ЭБУ рассчитывает потребность в усилителе мощности.
ЭБУ вычисляет целевую величину усиления мощности на основе крутящего момента, скорости автомобиля и даже состояния кузова автомобиля (например, угла наклона в некоторых-моделях высшего класса) и выдает сигнал ШИМ для управления двигателем.
(3) Двигатель выполняет функцию Power Assist
Двигатель передает мощность на рулевую колонку или непосредственно приводит в движение рейку через редуктор (например, червячный редуктор, ремень и т. д.) (разные типы EPS имеют разную конструкцию, см. ниже).
Направление помощи электродвигателю соответствует направлению рулевого управления водителя (определяется полярностью датчика крутящего момента).
(4) Обратная связь и коррекция
Система постоянно отслеживает крутящий момент на рулевом колесе и фактический угол поворота, динамически регулирует мощность двигателя и обеспечивает управление по замкнутому-контуру, чтобы избежать чрезмерной-поддержки или задержек.
3. Классификация и применение EPS. В зависимости от места установки двигателя EPS можно разделить на следующие типы:
| Тип | Положение двигателя | Применимые модели автомобилей | Функции |
| C-EPS (Тип рулевой колонки) | Установлен на рулевой колонке | Маленькие автомобили, микроавтомобили | Простая структура, низкая стоимость, но относительно небольшая помощь. |
| P-EPS (тип штифта) | Установлен на рулевой шестерне | Компактные/средние автомобили | Умеренная помощь, хороший баланс |
| R-EPS (реечная передача) | Стойка с прямым приводом | Средне-автомобили и большие автомобили, внедорожники | Мощный ассистент, быстрый отклик, подходит для тяжелых транспортных средств. |
| DP-EPS (тип с двойной шестерней) | Два двигателя приводят в движение шестерню и рейку соответственно. | Высокопроизводительные-автомобили, автомобили класса люкс | Более точное рулевое управление и лучшая динамическая реакция |
4. Преимущества ЭПС
(1) Высокая энергоэффективность и увеличенный запас хода-: EPS приводится в движение напрямую от электродвигателя, что устраняет необходимость в гидравлическом насосе и приводит к чрезвычайно низким потерям энергии (в отличие от традиционных HPS, которые постоянно потребляют мощность двигателя). Для электромобилей сэкономленная энергия может косвенно увеличить запас хода (оптимизация энергоэффективности примерно на 3–5%).
(2) Гибкая и настраиваемая система помощи рулевого управления: уровень помощи можно динамически регулировать с помощью программного обеспечения для адаптации к различным сценариям (например, легкое рулевое управление на низких скоростях, стабильное рулевое управление на высоких скоростях) и даже поддерживать персонализированные режимы вождения (спорт/комфорт).
(3) Простая конструкция и низкие затраты на техническое обслуживание. Отсутствие таких компонентов, как гидравлическое масло, насосы и трубопроводы, снижает риск утечек масла и снижает необходимость последующего технического обслуживания.
(4) Высокая адаптируемость к окружающей среде: не подвержен влиянию экстремальных температур (гидравлические системы испытывают повышенную вязкость масла при низких температурах, что приводит к задержке рулевого управления).
(5) Поддержка расширенных систем помощи водителю (ADAS): поддерживает расширенные функции помощи водителю, такие как помощь при удержании полосы движения и автоматическая парковка.
