试论汽车电动助力转向系统的控制策略

李杨

摘 要：目前汽车行业内对电动助力转向技术的应用属于新兴技术类别的范畴，区别于传统的助力转向模式，电动助力的工作原理是通过电子控制系统的具体操作单元，以传感器采集信号同时控制助力工作的电动机产生运转，辅助车辆在转向方面的功能实现。以EPS结构圈地传统的液压助力转向能够避免车辆制造以及使用过程中的故障率问题，同时使专项活动更加轻便，目前已经成为了汽车行业加工制造的重要技术之一，對这一技术课题进行研讨有利于汽车行业在未来提升制造技术可选择性。

关键词：汽车技术；电动助力转向；系统控制

1 引言

人类社会对交通工具的运用以及发展在任何时代都具有技术前提性，而汽车自出现起，就已经成为了陆地代步交通工具中的佼佼者，到了现代社会更是有着不可替代的作用，人们对汽车的功能指标要求逐渐提升的同时，在细节层面的优化也是汽车发展的关键点之一。而对于汽车操作，转向是任何驾驶过程中必不可少的操作步骤，除了驾驶员需要按照操作标准进行设备的调整之外，在汽车内部零件以及设备系统的优化上，科技水平也在不断上升，转向系统从传统的液压制动到了今天已经开始采用电动助力转向，这是技术上的飞跃，同时也是汽车实用性领域上的一个巨大提升。改变了以往机械传动在实际操作中的故障率较高的问题，而这一技术的具体发展脉络与汽车行业的综合技术水准提升有着密切关系。

2 电动助力转向系统的实际作用方式探析

电力技术的飞速发展使电子工程在各工业领域应用效率都在逐渐提升，而电动助力系统的使用在汽车行业也成为了新兴技术之一，在国内外的多款品牌车型中都有所应用，其具体的作用方式是通过电子控制系统对汽车电动机的操作，为转向动作提供足够的辅助动力，使转向系统正常运作，相比人力进行驱动，具有更加轻便的特点。在其中主要使用的是模糊控制的概念，能够通过非线性控制的算法将复杂的驾驶情况进行统合处理，在汽车实际驾驶中能够取得良好的应用效果[1]。

对汽车领域而言，电动助力系统的引入虽然具有众多优势，但是对汽车驾驶方向回正以及摩擦力等方面形成的影响则难以称之为具有积极性。通过模糊控制对这一问题能够形成良好的解决效果，这也是当前在满足技术应用前提下最行之有效的市场解决策略。

3 电动转向助力控制的策略构建体系

对于电动助力在转向过程中的作用，主要是通过蜗轮蜗杆型转向减速机构，将转矩作用力施加在转向轴上，从而减轻人力操作负担，让转向操作的力度更加轻便化并且容易操控。从这一点而言，EPS助力的模式的确有助于转向方案效果的提升。

而从具体设计层面而言，助力的效果主要根据汽车的运动状况以及受力情况进行调整，这一变化本身具有一定规律，而助力效果在理想化的前提下应同时保证转向的及时以及角度的正确性，同时在操作上应更加重视轻便省力的需求。根据这几点需求进行分类，助力形式通常分为直线、折线以及曲线集中。对应的区域以及转向方式也是根据实际情况进行调整。通过实际实验数据分析，在适用性角度而言，直线型以及曲线型都具有明显的缺点，直线型助力缺乏多样性的路感效果，并且在操作上无法实现轻便性需求。而曲线型虽然在完成效果上能够达到需求，但具体操作需要大量数据调整，不利于实际市场应用。因而当前应用最多的还是介于两者之间的折线型应用策略，加以前文提及的模糊策略辅助，能够使电动助力转向系统达到相对完美的实际使用效果[2]。

4 电动助力转向的应用问题解决方案

电动助力转向的显示效果能够满足转向过程中的轻便性需求，但是其同时对其他操作系统的影响也不能忽视，最重要的对方向回正主动控制系统的影响，是需要最优先解决的问题。电动助力转向产生的惯性动力以及阻尼的因素导致回正性能受到影响，所以需要针对这一问题进行调整。

具体解决方案主要需要控制两个方面的问题，首先是回正控制，在车辆行驶过程中，通过预制程序对电机进行操作，使之能够施加外部力矩，促使转向系统迅速回正保持驾驶路线的正确性。同时也可以采用阻尼控制系统，主要是针对超幅度调整的状况，通过电机转矩的阻尼作用，在方向回正的同时予以阻尼增量操作，从而避免过度调整。

这两种具体调整方式都需要根据车型不同进行细微的数据变化以及参数调整，目的在于保证车辆回正的性能达到标准规格，同时也应该符合驾驶员在车辆驾驶过程中的操作需求以及体验舒适性[3]。

同时，我们应注意到电动转向助力在电力需求层面的实际应用问题，虽然能够避免传统机械结构可能出现的传动故障性，但是车辆在电力转化方面尤其会受到环境以及具体温度状况的影响。对于这一方面的问题，需要根据实验模型进行数据比对并调整到最佳状态，避免实际车辆运作中出现意外状况。

5 电动助力转向的车辆控制实证

通过实验模型进行分析的过程中，对电动助力转向的车辆信息模拟能够了解车辆在转向过程中的操作效果。首先在不同范围时速的状态下，车辆操作以及加速度转矩的记录需要符合行业标准规范。在20km/h到100km/h的测试区间中，共分为五个测试速度段位，测试数据均达到0.3g的方向盘力矩值，这一实验数据符合汽车行业对转向力矩的规范标准需求，因而能够使电动助力转向的车辆力矩控制达到行业标准。

因而在实际操作状态下，通过模糊控制以及对阻尼、回正性等方面的调整，能够将电动助力转向系统的助力效果按照驾驶状况不同进行分类。同时在非标准浮动时速状态下，电动助力的效果能够得到保障，这是对汽车驾驶体验提升的重点需求。

对于存在应用冲突的主动回正方面，通过对电动助力效果的调整，以及阻尼方面的细微控制能够实现转向角度控制的快速完成，并且通过实验数据验证实际操作中的可行性。对电动助力转向采用对应策略进行调整后，其实际使用适应性足够满足体验需求以及市场化的标准。这一控制策略在实际应用层面已经能够通过技术标准的检验，也证实了电动助力转向技术未来应用前景的广泛性[4]。

6 结束语

电动助力转向技术的应用不仅在汽车领域具有巨大前景，同时对于机械操作，电子工程以及自动化控制系统等多个领域都有良好的发展态势。作为专门技术而言，具有多方向的延展性以及技术钻研的可能性。在实际研究工作中，对于电动助力转向的研究，还可通过以下几个方向再做分析。

对电动助力转向系统的指向性以及阻尼控制的调整，是汽车工业中对细节优化的重点，也是对汽车驾驶员手感以及熟悉性提升的关键点，对细节部件的把握以及材质挑选，能够将这一感受上升到符合市场化需求的程度，也对电动助力转向技术的实际应用能够产生积极意义。

同时在转向探测方面，除了依靠传感器还可尝试应用更为先进化的AI控制系统，通过人工智能对转向角度以及距离警报等细节部件进行应用，并且加速信号以及交通状况的分析也可同步交给AI系统处理，使驾驶体验能够大幅度提升，将对驾驶技术的需求降低到能够更大范围进行普及的程度，这也是电动助力系统未来发展的技术需求重点。

参考文献：

[1]刘鑫.汽车电动助力转向系统关键技术分析[J].中国高新科技，2018.

[2]王虎，许晓楠.汽车电动助力转向系统选型研究[J].汽车实用技术，2017（15）：40-41.

[3]杨杰，冉光伟，马乐，et al.四轮驱动汽车电动助力转向控制策略研究[J].汽车实用技术，2017（14）：61-64.

[4]潘国栋，段敏，王清.电动助力转向系统控制策略和仿真技术的研究[J].汽车实用技术，2017.