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摘要：在我国电子技术发展速度迅猛，应用范围也在逐渐扩大，应用到了汽车方面。汽车转向系统现在已经转变为更加节约能源且操纵性方便的电动助力转向系统（EPS）系统的改变在一定程度上为驾驶员转向减轻了负担但是唯一没有改变的是汽车的转向系统还是运用的机械转动，其原理就是将控制信号把转向盘和转向轮连接在一块，进而实现电子转向系统，人-车闭环系统的性能将会得到极大的改善。该文章主要是讲述电子控制转向技术的发展概况及其发展的趋势。
关键词：电子控制；转向技术；发展趋势
1电子控制转向系统的发展概况
第一次在轿车上使用液压动力转向系统，是通用汽车公司在1953年的时候，这很大程度上改变了汽车的转向技术，使驾驶员在转向时的操作更加容易轻便，方向盘的转动也更高的灵敏。随着技术的进步，在价格和所耗费功率方面，动力转向系统都取得了很大的提升。随后，减速度比值能够发生变化的转向系统也被开发出来。但是这些新星技术的出现都是建立在液压动力转向系统的基础之上的，在很多方面仍然存在这很多没有办法弥补的缺陷，直到后来一些新星技术的出现，使以前存在的问题得以解决。
我国汽车行业在EPS助力上有了很大的改观，现在的汽车都在原来低速助力的情况下，改为了全速助力，不仅如此，在车的操控形式和拥有的功能方面都有所改进，使车的性能更加的好。日本汽车行业在汽车在其开发的EPS只能在低速和停车的时候提供助力，但是我国新研发的EPS不仅仅是在低速行驶和停车这一小部分的时候能够提供助力，在汽车高速度行驶的时候也能助力使驾驶员能够稳定的操纵汽车。例如由美国的Delphi公司为Funte车开发的EPS属于全范围助力型，并且有两个开关，一个开关是为了应在郊区使用，另一个开关是在市区和停车的时候使用。当汽车的行驶速度高于70km/h的时候，两种开关具有相同的设置程序，这样当汽车在高速公路上行驶的时候就算是忘记了切换开关一般也不会有危险发生。市区型开关和油门有一定的关联，使得在踩油门和松油门时转向更加平稳。
德国Kasselmann在20世纪60年代末想用导线将转向盘和转向车轮之间连接起来，也就是电子转向系统，但是当时的电子和控制技术不发达，所以电子转向系统一直没有办法在汽车上使用。在1990年，奔驰公司对前轮电子转向系统进行了深入的研发。世界其他的各大汽车厂家、研发机构以及日本的光洋精工技术研究所、日本的国立大学和本田汽车公司等也相继多汽车的电子转向卷席筒进行深入的研究。至今，有很多的公司已经开发了自己的电子转向系统，并已经在其概念车上安装使用。
日本的一个研究所，它是去利用电子转向系统去主动的来控制汽车，在雪地上进行特定路线的行驶试验，发现基本都是按照提前预订的轨迹来行驶，和传统的转向系统相比，线路跟踪性能方面有很大的提高，制动距离也大大的缩短了。
宝马汽车公司也在其汽车上应用了电子转向技术，转弯时转向盘的转向范围有所减少，减少到160度，使得在遇到紧急情况，需要紧急转弯的时候，使得驾驶员不至于如此手忙脚乱。
目前，由于受到汽车供电系统的某些因素的影响，转向电动机提供的功率是非常的有限的，所以，在当前的状况下，电子转向系统主要应用针对的是轿车，而没有办法直接的应用于重型载货汽车上。随着技术的飞速发展，全电子操控的转向系统终将一天会在大型汽车上得到应用。
在我国，国内的一些动力转向器还是比较落后的，处于机械-液压动力转向的阶段，至于电动助力转向系统，我们的清华、北大等一些知名高校已经开始着手设计系统结构方案并且建立了系统模型及分析了其动力学方面的数据，但是研究到现在为止还是没有高级转向系统能够应用的。
2电子转向系统
电子转向系统（SBWS）包括3个主要的部分：一个是转向盘模块，一个是转向执行模块，还有一个主要控制器部分，还包括两个辅助模块：分别是自动的防故障系统和电源系统，其中转动方向盘、转动方向盘转角传感器、转矩传感器和转动方向盘回正力矩电动机几个部分属于转向盘模块，电子转向系统的组成原理如图1所示。主要的作用就是将司机的转动方向的想法转换成信号传递出来，然后传递给主要控制器；与此同时来接收主控制器传递过来的力矩信号，能够产生使方向盘回正的助力，以便能够帮助驾驶员操作方向盘。操作系统包括，一下这些分别是方向盘、转角传感器、转矩传感器与回正力矩电动机、故障离合器、小齿轮转角传感器、主电机 偏航角速度传感器和车速传感器、故障处理控制器、主控制器。其中转角传感器、转向执行电动机、转向电动机控制器和前轮转向这些部位又组成了转向系统模块，其主要的作用就是用来接收来自主控制器发布的命令，然后去操纵控制转向功能的电动机器，完成所要求转动的角度，从而很好的完成了转向动作。
1转向盘 2转角传感器、转矩传感器和回正力矩电动机 3故障离合器 4小齿轮转角传感器 5主电机 6偏航角速度传感器和车速传感器 7故障处理控制器 8主控制器
图1 电子转向系统的组成原理图
然后由主要的那个控制器来分析它接收到的每一个信号，对汽车当前的运动的情况作出准确的判断，控制电动机正常的运行，我们一定要保证汽车的性能在各个速度下都能准确无误的实行，尽最大的量减轻驾驶员的负担。与此同时，控制器对司机发出的操作指令还具有识别的作用，对驾驶员的操作是否合理作出判定，当发现操作有错误的时候，电子转向系统能够自动的对汽车进行智能稳定控制或者直接屏蔽掉驾驶员的错误指令，从而能够非常合理的自动操控车辆，防止事故的发生。
故障处理控制器属于重要模块，它能够针对不同的情况作出响应的处理，以求能够最大限度地来避免故障的发生，使汽车正常运行。
我国现在存在两种形式的电子转向系统：分别是前轮电子转向系统和后轮电子转向系统。其中，前轮电子转向系统中主要包括了两个激励器，外加的两个激励器分别安装在汽车的前端侧角它替代了原有的传统元件，它可以从控制器中获取信息，从而驱动前轮的前进。至于后轮电子转向系统，它的作用主要就是能够对前轮的偏转数据进行参考，然后利用传播感应的仪器来确定汽车后轮所应该做出的偏转。
3电子控制动力转向系统的发展趋势
1轮胎 2横拉杆 3转向齿轮 4转向齿条 5输出轴 6电磁离合器 7助力电动机 8电子控制器 9方向盘 10输入轴 11转矩传感器 12扭力杆
图2 Alto汽车电子控制动力转向系统的组成
在近十几年的时间里，技术在发展，科技在进步我国的电动助力转向系统也有了很快的发展，例如在降低自身重量、降低生产的成本，加强系统散热、控制电流消耗和内部的摩擦等方面。电动助力转向系统在操纵方面更加舒适，更加的节约能源，在其他很多方面都有有很好的优越性，已经应用到了轻型车和小轿车上，比如Alto汽车电子控制动力转向系统的组成如图2所示。电子控制转向在未来的发展表现在以下几点：（1）改善控制系统的性能、减小控制单元和驱动单元的体积以及使控制系统的成本降低，使它能够更好的与其他的小汽车相适应。（2）使汽车上的控制电动助力转向系统的单元和其他的控制单元能够通讯联系，实现整个电子控制系统的一体化。（3）综合控制汽车的车速、转矩、转向角、转向速度、横向加速度和前轴重力，以便能够得到更好的转向路感。（4）系统的可靠程度和安全程度明显提高了，比如利用没有接触样式的转矩传感应器。采用取消了方向盘的电子来控制的转向系统以后，给司机更大的地方来操纵，如果有危险发生的时候，也会减轻对乘客的伤害程度。
结束语：电动转向技术拥有先进的技术，优越的性能，在不久的将来，将会成为趋势所向。动力转向系统正在朝着一个新的方面发展，其前图更加的好。不过，在新的系统还没到来之前，电动转向是必须要有的，当汽车全部安装电动转向系统的时候，一系列的传感器信号传向转向电动机，最后，机械的部分将会一个一个的消失，逐渐被全面线控转向所代替。
参考文献：
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[4]冯春友，赵娟娟.汽车电子控制技术的应用现状和发展趋势[J].科技信息，2010（22）：376-377.
论文作者:朱鉴明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/9
标签：转向系统论文; 电子论文; 汽车论文; 助力论文; 传感器论文; 技术论文; 电动机论文; 《基层建设》2018年第19期论文;