為了減輕駕駛員動(dòng)作在轉(zhuǎn)向盤（也可稱為方向盤）上的操作力，使用外來動(dòng)力而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向補(bǔ)助力的裝置稱為轉(zhuǎn)向助力裝置扇住。
我們常見的助力轉(zhuǎn)向有機(jī)械液壓助力迈窟、電子液壓助力、電動(dòng)助力三種挎塌。
1. 轉(zhuǎn)向助力裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理[1]
1.1 機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的主要組成部分有液壓泵徘六、油管、壓力流體控制閥榴都、V型傳動(dòng)皮帶待锈、儲油罐等等。這種助力方式是將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)化成液壓泵壓力嘴高，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助作用力竿音，從而使輪胎轉(zhuǎn)向和屎。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力。
常壓式液壓助力系統(tǒng)的特點(diǎn)是無論方向盤處于正中位置還是轉(zhuǎn)向位置春瞬、方向盤保持靜止還是在轉(zhuǎn)動(dòng)柴信，系統(tǒng)管路中的油液總是保持高壓狀態(tài)；而常流式液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵雖然始終工作宽气，但液壓助力系統(tǒng)不工作時(shí)随常，油泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，管路的負(fù)荷要比常壓式小萄涯，現(xiàn)在大多數(shù)液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)都采用常流式线罕。可以看到窃判，不管哪種方式钞楼，轉(zhuǎn)向油泵都是必備部件，它可以將輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力袄琳。
1.2?電子液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
電子液壓助力的原理與機(jī)械液壓助力基本相同询件，不同的是油泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)助力力度可變唆樊。車速傳感器監(jiān)控車速宛琅，電控單元獲取數(shù)據(jù)后通過控制轉(zhuǎn)向控制閥的開啟程度改變油液壓力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力力度的大小調(diào)節(jié)逗旁。
1.3 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
駕駛員在操縱方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)嘿辟，轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)矩的大小，將電壓信號輸送到電子控制單元片效，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到的轉(zhuǎn)距電壓信號红伦、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和車速信號等，向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出指令淀衣，使電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)大小和方向的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩昙读，從而產(chǎn)生輔助動(dòng)力。汽車不轉(zhuǎn)向時(shí)膨桥，電子控制單元不向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出指令蛮浑，電動(dòng)機(jī)不工作。
2. 三種轉(zhuǎn)向助力裝置的優(yōu)缺點(diǎn)
2.1 機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向助力
機(jī)械液壓助力的方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間全部是機(jī)械部件連接只嚣，操控精準(zhǔn)沮稚，路感直接，信息反饋豐富册舞；液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蕴掏，轉(zhuǎn)向動(dòng)力充沛，大小車輛都適用；技術(shù)成熟囚似，可靠性高，平均制造成本低线得。
由于依靠發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)油泵饶唤，能耗比較高，所以車輛的行駛動(dòng)力無形中就被消耗了一部分贯钩；液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜募狂，各種控制油液的閥門數(shù)量繁多，后期的保養(yǎng)維護(hù)需要成本角雷；整套油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài)祸穷，使用壽命也會受到影響，這些都是機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)所在勺三。
2.2?電子液壓式轉(zhuǎn)向助力
電子液壓助力擁有機(jī)械液壓助力的大部分優(yōu)點(diǎn)雷滚，同時(shí)還降低了能耗，反應(yīng)也更加靈敏吗坚，轉(zhuǎn)向助力大小也能根據(jù)轉(zhuǎn)角祈远、車速等參數(shù)自行調(diào)節(jié)，更加人性化商源。不過车份，引入了很多電子單元，其制造牡彻、維修成本也會相應(yīng)增加扫沼，使用穩(wěn)定性也不如機(jī)械液壓式的牢靠。隨著技術(shù)的不斷成熟庄吼，這些缺點(diǎn)正在被逐漸克服缎除，電子液壓助力已經(jīng)成為很多家用車型的選擇。
2.3?電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力
由電動(dòng)助力機(jī)直接提供轉(zhuǎn)向助力总寻，省去了液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵伴找、軟管、液壓油废菱、傳送帶和裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪技矮，既節(jié)省能量，又保護(hù)了環(huán)境殊轴。另外衰倦，還具有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點(diǎn)旁理。
3. 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理[2]
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)樊零，電機(jī)只在需要的時(shí)候工作，而且還省去了液壓泵和液壓回路裝置。它可以通過軟件來調(diào)整助力曲線驻襟，而不需要調(diào)整扭力桿夺艰；還可以實(shí)現(xiàn)隨速調(diào)整助力，改善路感沉衣。接下來將重點(diǎn)解析電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的工作原理郁副。
3.2 EPS系統(tǒng)
如上圖所示，負(fù)責(zé)感知扭矩和轉(zhuǎn)向行為豌习，就像扭力彈簧一樣的扭矩傳感器的一端連接著方向盤存谎，另外一端連接變速箱，變速箱又連接齒輪肥隆。齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒條橫向拉動(dòng)連接車輪的橫拉桿既荚，從而使車輪轉(zhuǎn)向《把蓿控制單元通過控制電動(dòng)機(jī)給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供助力恰聘，而控制單元的輸入為扭矩傳感器的輸出和車速。
對助力的基本要求是吸占，隨方向盤扭矩的增加憨琳，助力應(yīng)增加，以使轉(zhuǎn)向輕便旬昭；隨車速的提升篙螟，助力應(yīng)減小，以保持高速轉(zhuǎn)向時(shí)的路感问拘。另外遍略，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還應(yīng)對來自路面的高頻干擾有一定的抑制作用，以改善方向盤的手感骤坐。
助力特性的確定
助力特性是指方向盤扭矩與助力扭矩（或助力電流）之間的關(guān)系绪杏。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的助力特性一般有3中：直線型、折線形和曲線型纽绍，由于直線型形式簡單蕾久，容易調(diào)節(jié)，被廣泛才用拌夏。
圖中僧著，直線的斜率一般被稱為助力比，直線段的助力電流與方向盤的扭矩成正比障簿。在相同的車速區(qū)間盹愚，直線型的助力比是固定的；折線形的助力比是分階段的站故，當(dāng)方向盤輸入的扭矩較小時(shí)皆怕，助力比較小，方向盤輸入的扭矩較大時(shí)，助力比較大愈腾，一般設(shè)計(jì)成兩段或三段折線憋活；而曲線型的助力比則不是直線關(guān)系，而是曲線關(guān)系虱黄，在不同的方向盤扭矩下呈現(xiàn)出不同的助力比特性悦即。
開始助力時(shí)方向盤輸入轉(zhuǎn)矩Td0
當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)矩小于某一值時(shí)，一般不進(jìn)行助力礁鲁，否則轉(zhuǎn)向過于靈敏，轎車常取Td0= 1Nm赁豆。
方向盤最大輸入轉(zhuǎn)矩Tdmax
受駕駛員極限體力的限制仅醇，Tdmax一般不能過大，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方向盤的最大切向力不能大于50N魔种。另外析二，還需要根據(jù)駕駛員對轉(zhuǎn)向輕便性的要求確定合理的數(shù)值，參考Tdmax=7Nm节预。
最大助力電流Imax的確定
汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)叶摄，轉(zhuǎn)向阻力矩最大，一般根據(jù)該阻力確定最大助力電流安拟。原地轉(zhuǎn)向阻力矩值可通過試驗(yàn)測得蛤吓，也可通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算獲得。在瀝青或者混凝土路面上轉(zhuǎn)向輪繞主銷最大阻力矩經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為
式中：f為輪胎與路面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)糠赦，一般取0.7会傲；G1為汽車前軸負(fù)荷，N拙泽；p為輪胎氣壓淌山，MPa；
計(jì)算出MR后顾瞻，通過轉(zhuǎn)向系參數(shù)將其折算到轉(zhuǎn)向軸上泼疑，可得出轉(zhuǎn)向軸上的最大轉(zhuǎn)向阻力矩Trmax，進(jìn)一步按照式（2）求出最大助力電流Imax荷荤。
式中：im為電動(dòng)機(jī)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比退渗；Kt為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)。
車速系數(shù)的確定
根據(jù)上述3個(gè)參數(shù)可以制定出汽車最大助力特性曲線蕴纳。當(dāng)汽車原地轉(zhuǎn)向阻力較大時(shí)氓辣，需要的助力比很大，這是系統(tǒng)阻尼會減少袱蚓。車速增大時(shí)钞啸，為保證駕駛員有合適的路感，應(yīng)適當(dāng)減少助力。助力大小與車速之間應(yīng)該有依賴關(guān)系体斩，在不同的車速區(qū)間才用相同的助力比梭稚，顯然是不適宜的。但是助力大小與車速之間應(yīng)成什么關(guān)系絮吵，有賴于各家廠商對不同車型和不同路感要求進(jìn)行針對性調(diào)校弧烤。
[1] 助力轉(zhuǎn)向，百度百科
[2]?電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的建模與仿真技術(shù)[J]. 施國標(biāo)蹬敲，申榮衛(wèi). 吉林大學(xué)學(xué)報(bào), 37(1),2017]
