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電子控制執行系統的滲透率不斷提升

在現代汽車系統及模塊電子化的趨勢下,電子控制執行系統的滲透率不斷提升;隨著電動車發展,由于傳統發動機的消失,傳動、轉向、制動的動力源與執行方式發生了根本性的轉變,電動控制執行系統則是成為了基本配置;進入自動駕駛時代,控制系統收集來自感知層的大量傳感器的信息,將其處理分析,感知周圍環境,規劃駕駛線路,最終通過線控執行系統操縱車輛。

傳統純機械轉向系統幾乎被替代,由機械液壓助力轉向系統(HPS),升級至電子液壓助力轉向系統(EHPS)之后,由電力驅動的電動助力轉向系統(EPS)逐步占據主流。隨著汽車電子化程度不斷加深,轉向系統電子化滲透率加速,電動助力轉向逐步占據主流,而未來自動駕駛時代的到來,進而進入線控轉向。

1、機械液壓助力轉向系統(HPS)

機械液壓助力轉向,利用人體轉動方向盤的力與發動機機械能結合,并結合液壓對施力的放大效果,推動轉向拉桿,完成轉向動作。機械式液壓助力系統主要包括齒輪齒條轉向結構和液壓系統(液壓助力泵、液壓缸、活塞等)兩部分。工作原理是通過液壓泵(由發動機皮帶帶動)提供油壓推動活塞,進而產生輔助力推動轉向拉桿,輔助車輪轉向。

首先位于轉向機上的機械閥體(可隨轉向柱轉動),在方向盤沒有轉動時,閥體保持原位,活塞兩側的油壓相同,處于平衡狀態。當方向盤轉動時,轉向控制閥就會相應的打開或關閉,一側油液不經過液壓缸而直接回流至儲油罐,另一側油液繼續注入液壓缸內,這樣活塞兩側就會產生壓差而被推動,進而產生輔助力推動轉向拉桿,使轉向更加輕松。

機械液壓助力技術成熟穩定,完全機械結構不依賴電子設備,可靠性高,路感清晰,方便駕駛員判斷轉向角度,因此應用十分廣泛。但其缺點也很明顯,結構較復雜,占用空間大,設計、制造和維護成本都較高。而且單純的機械式液壓助力系統助力力度不可調節,很難兼顧低速和高速行駛時對指向精度的不同需求,更不能滿足自動駕駛需求。

2、電子液壓助力轉向系統(EHPS)

電子式液壓助力與機械式液壓助力的區別主要是油泵的驅動方式不同,機械式液壓助力的液壓泵直接是通過發動機皮帶驅動的,而電子式液壓助力利用 ECU檢測方向盤的轉向角度,并由電力驅動電子泵對液壓缸施力,可以將方向盤設計得很“輕”,方便駕駛員使用。

電子液壓助力的電子泵,不用依靠發動機本身的動力帶動,而且電子泵是由電子系統控制的,不需要轉向時,電子泵關閉,進一步減少能耗。電子液壓助力轉向系統的電子控制單元,利用對車速傳感器、轉向角度傳感器等傳感器的信息處理,可以通過改變電子泵的流量來改變轉向助力的力度大小。

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