楊易嘉，程建興

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣州 510225）

0 引言

車輛助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展可以分為3 個(gè)發(fā)展階段，第1 階段以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主的助力轉(zhuǎn)向（MS）系統(tǒng)，該階段駕駛?cè)藛T作為轉(zhuǎn)向唯一動(dòng)力源。第2 階段因?yàn)橐簤嚎刂萍夹g(shù)的發(fā)展，有液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）、以機(jī)械為主的差速助力轉(zhuǎn)向（MDPS）和液壓差速助力轉(zhuǎn)向（HDPS）系統(tǒng)，其中機(jī)械液壓差速助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常用于履帶車，人工不再是唯一轉(zhuǎn)向動(dòng)力源，相對(duì)第1 階段的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更省力。到了第3 階段，由于電子電力技術(shù)和液壓控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了電控液壓助力轉(zhuǎn)向（EHPS）系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)，目前這兩個(gè)系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但還存在各種問題有待解決。此外，因?yàn)槟壳半妱?dòng)車逐漸普及，在EPS基礎(chǔ)上正在發(fā)展EDPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前還存在容易導(dǎo)致輪胎壽命縮短、安全可靠性弱、駕駛員操縱不匹配等問題。從助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展過程來看，整體正逐漸往輕量化、高效率、高集成性方向發(fā)展，更多地考慮了人、車、環(huán)境的有機(jī)結(jié)合。本文按機(jī)械結(jié)構(gòu)占比程度，將各個(gè)階段的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)一分為以機(jī)械為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和以電機(jī)控制為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩種。簡要介紹了4 種以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，著重介紹了以電機(jī)控制為主的EPS、EPHS、EDPS這3個(gè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，并對(duì)這3個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行性能對(duì)比。提出目前助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所面臨的難題并對(duì)未來助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)行展望。

1 以機(jī)械為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1.1 MS系統(tǒng)

傳統(tǒng)以機(jī)械為主轉(zhuǎn)向（MS）系統(tǒng)由多種機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，如轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向萬向節(jié)等。以駕駛員體力作為唯一的動(dòng)力源，整體笨重且轉(zhuǎn)向效率低，但可靠性好，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 HPS系統(tǒng)

傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）系統(tǒng)是機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與液壓控制系統(tǒng)的結(jié)合，轉(zhuǎn)向油泵的控制是系統(tǒng)的關(guān)鍵，HPS 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖2 所示。由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)原因，開發(fā)制造初期各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)已經(jīng)確定，無法針對(duì)路況進(jìn)行調(diào)整。無論車輛是否處于轉(zhuǎn)向狀態(tài)在，液壓泵總是持續(xù)工作，能耗大且不夠環(huán)保。

圖2 HPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1.3 MDPS系統(tǒng)

機(jī)械差速助力轉(zhuǎn)向（MDPS）系統(tǒng)主要有純機(jī)械差速器式、行星齒輪與轉(zhuǎn)向離合器復(fù)合式這兩種，主要應(yīng)用于履帶式車輛上[1]。純機(jī)械差速器式，也叫單流差速式，其出現(xiàn)時(shí)間最早，通過降低一側(cè)車輪速度和提高另一側(cè)車輪速度來實(shí)現(xiàn)簡單的差速轉(zhuǎn)向功能。為了在一定程度上克服干擾因素帶來的影響，國外早期針對(duì)轉(zhuǎn)彎半徑，提出改進(jìn)的錐齒輪和直齒圓柱齒輪結(jié)合的差速器，該控制器可以在一定程度上增大轉(zhuǎn)彎半徑，提高轉(zhuǎn)向性能，但機(jī)械傳遞效率不高。行星轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)緊湊且簡單，雖然轉(zhuǎn)彎半徑不高，但傳動(dòng)效率高，廣泛運(yùn)用于履帶車、民用汽車、農(nóng)機(jī)等領(lǐng)域[2-5]。其基本原理是轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的再生功率能夠傳回到轉(zhuǎn)向外側(cè)進(jìn)行功率補(bǔ)償，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)功耗。但也存在兩個(gè)缺點(diǎn)：一是對(duì)于農(nóng)業(yè)、軍事領(lǐng)域下大部分車輛需要用非標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)彎半徑，功耗大；二是轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)需要頻繁調(diào)節(jié)，加大了機(jī)械損耗，影響了車輛平均速度和操控穩(wěn)定性等。

1.4 HDPS系統(tǒng)

機(jī)械液壓差速助力轉(zhuǎn)向（HDPS）系統(tǒng)的出現(xiàn)，代表著液壓控制技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的重要一步。最早是在軍事領(lǐng)域應(yīng)用，二戰(zhàn)期間德國RenkAG 公司研發(fā)出的LG600 首先裝載這個(gè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有占用小、體量輕、負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其轉(zhuǎn)向結(jié)合了液壓和機(jī)械傳動(dòng)特性，通過液壓泵的正負(fù)壓控制轉(zhuǎn)彎半徑，實(shí)現(xiàn)連續(xù)可控的無級(jí)轉(zhuǎn)向[6]。但制約該系統(tǒng)性能的問題還有待解決：一是使用的液壓泵和馬達(dá)成本較高，且控制精度要求也較高；二是液壓傳動(dòng)效率不高，最多只能達(dá)到80%，最少50%甚至更低，大部分是因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)之間的協(xié)作效率受各種因素影響，這些問題給駕駛?cè)藛T轉(zhuǎn)向帶來很多困難。之后學(xué)者針對(duì)液壓元件在轉(zhuǎn)向時(shí)功率不足和彎道適用性問題進(jìn)行研究，改進(jìn)HDPS系統(tǒng)，但因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的根本缺陷問題，轉(zhuǎn)向效率沒有很大提高。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)之間聯(lián)動(dòng)而帶來傳動(dòng)效率低下的問題，電傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它有效地降低了材料合成和制作工藝帶來的影響和燃油消耗。

2 以電控為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

2.1 EHPS系統(tǒng)

在20 世紀(jì)90 年代初，電動(dòng)液壓控制（EHPS）系統(tǒng)開始開發(fā)，在國外起步較早。國內(nèi)最早在2005 年開始研究電控液壓系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容[7-8]。西北農(nóng)林科技大學(xué)霍立志等[9]開始農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的電液助力轉(zhuǎn)向（EHPS）系統(tǒng)的研究，將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩引入到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩感應(yīng)型的液壓助力轉(zhuǎn)向，仿真結(jié)果表明系統(tǒng)在車輛低速作業(yè)的情況下具有良好的控制精度、快響應(yīng)的特性，EHPS 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖3 所示。為了提高助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能量效率和可靠性，實(shí)現(xiàn)線傳控制，侯占峰等[10]設(shè)計(jì)了一種由傳統(tǒng)液壓裝置和電控比例溢流閥相結(jié)合的電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，系統(tǒng)系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向具有較高的靈活性。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與控制策略研究的關(guān)鍵是對(duì)于電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究，李書霞等[11]設(shè)計(jì)了助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)電液耦合動(dòng)力學(xué)模型和搭建動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)非線性時(shí)變系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行求解，仿真結(jié)果與動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試結(jié)果吻合良好。謝一兵等[12]根據(jù)助力特性曲線模型繪制3 種（直線形、曲線行、折線行）特性曲線并進(jìn)行對(duì)比分析和改進(jìn)。為了解決車輛在非轉(zhuǎn)向工況下助力電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)導(dǎo)致能耗過大的問題，呂晗珺[13]提出了一種輔助蓄能器式的EHPS 系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠使車輛工作能耗降低。

圖3 EHPS系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

大部分的學(xué)者都是以車輛中低速行駛情況為基礎(chǔ)進(jìn)行研究。在中低速情況下，EHPS可以提供比較大的轉(zhuǎn)向助力，節(jié)約發(fā)動(dòng)機(jī)能量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，比較適用于大型貨車。但液壓泵占用車輛體積較大，不具有輕便性。此外，液壓油的使用不夠環(huán)保。隨著EPS 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)慢慢顯現(xiàn)，EHPS系統(tǒng)的改進(jìn)正在慢慢向著EPS系統(tǒng)靠近。

2.2 EPS系統(tǒng)

EPS 系統(tǒng)根據(jù)助力電機(jī)裝載位置不同可以分為轉(zhuǎn)向軸式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[14]。其中轉(zhuǎn)向軸式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4 所示。曹景勝等[15]引入轉(zhuǎn)向盤力矩和行車速度建立相應(yīng)模型進(jìn)行仿真，有效確定了最優(yōu)的輔助轉(zhuǎn)向電流。陳丹丹等[16]為了解決電機(jī)占用空間大、應(yīng)用復(fù)雜等問題提出了一種變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。馬錚等[17]對(duì)基于模型驅(qū)動(dòng)架構(gòu)（MDA）的EPS 系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行研究，提出一種系統(tǒng)可靠性評(píng)估辦法，為系統(tǒng)開發(fā)前期提供參考。吳立群等[18]提出一種基于改進(jìn)細(xì)菌覓食優(yōu)化算法的功率優(yōu)化控制策略，測(cè)試結(jié)果表明該控制器能夠高效地降低助力電機(jī)消耗功率，降低轉(zhuǎn)向能耗。Hung Y C[19]提出了一種基于非對(duì)稱隸屬函數(shù)的小波模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（WFNN-AMF）和改進(jìn)差分進(jìn)化(IDE)算法的控制策略，提高了EPS系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖4 EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

大部分學(xué)者的主要研究方向有助力電機(jī)、控制器、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性等。其發(fā)展趨勢(shì)主要在助力電機(jī)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)矩控制策略方面[20]。在助力電機(jī)結(jié)構(gòu)方面盡可能低成本、高效率。在控制策略方面，在傳統(tǒng)PID控制基礎(chǔ)上結(jié)合各種控制策略應(yīng)用于EPS系統(tǒng)，如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。EPS具有很好的隨速助力轉(zhuǎn)向特性，助力大小可控。此外該系統(tǒng)是純電機(jī)助力，省去了EPHS系統(tǒng)所必須的機(jī)械結(jié)構(gòu)，既節(jié)省能量，又保護(hù)環(huán)境。雖然EPS系統(tǒng)性能優(yōu)越，但因助力功率有限，僅適用于中小型車輛，且電磁閥成本較高。未來將繼續(xù)簡化EPS結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。

2.3 EDPS系統(tǒng)

隨著電動(dòng)車的普及應(yīng)用，EDPS系統(tǒng)的研究逐漸受到重視。該系統(tǒng)與EPS 系統(tǒng)最主要的區(qū)別是不再采用助力電機(jī)直接控制方向盤轉(zhuǎn)向扭矩。對(duì)電動(dòng)輪進(jìn)行電子差速控制一般有3 種作用，第一種作用是在轉(zhuǎn)向時(shí)穩(wěn)定車身防止車輪滑移率變高，提高行車安全性；第二種作用在復(fù)雜的道路下依據(jù)駕駛員習(xí)慣間接補(bǔ)償方向盤扭矩故而減少轉(zhuǎn)向能耗，提高能量利用率；第三種作用是防止因?yàn)闄C(jī)械轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)故障造成的操作失誤，采取后輪轉(zhuǎn)矩控制策略進(jìn)行修正。該系統(tǒng)一般以方向盤轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角作為輸入變量來控制兩側(cè)電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩對(duì)方向盤轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償，可以有效提高電動(dòng)車行駛穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性等，EDPS系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 差速助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電子差速控制策略作為EDPS（Electric Differential Power Steering）系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，國內(nèi)外有許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。靳立強(qiáng)等[21-23]針對(duì)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)建受力分析圖，進(jìn)而提出了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩模式控制，設(shè)計(jì)了一種汽車自適應(yīng)電子差速控制方法。Tabbache B等[24]運(yùn)用直接轉(zhuǎn)矩控制策略對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，從魯棒性和穩(wěn)定性方面證明該自適應(yīng)電子差速策略在無機(jī)械傳感器情況下具有可行性。鐘志華等[25]分析差動(dòng)助力特性，設(shè)計(jì)了一種采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行控制，仿真結(jié)果表明該控制器具有良好的穩(wěn)定性，但該系統(tǒng)在機(jī)械轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)失效時(shí)才有作用，應(yīng)對(duì)不同的行駛情況較少。車輛在不同工況下進(jìn)行轉(zhuǎn)向，由于縱、側(cè)向加速度的不確定，輪胎載荷在四輪間會(huì)發(fā)生偏移，使得同軸兩驅(qū)動(dòng)輪滑移率很難完全一致。為了解決這個(gè)問題，陳東團(tuán)隊(duì)和趙艷娥團(tuán)隊(duì)[26-27]在車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，考慮到輪胎載荷位移、輪胎中心和側(cè)滑角的影響，相應(yīng)地提出基于閾值和扭矩調(diào)控器的電子差速控制策略，但該控制策略卻只能在達(dá)到一定閾值才能起作用，不具有很強(qiáng)的靈活性。Daya J 等[28]借助小波控制器控制無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。該控制器采用離散小波變換對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)速與參考轉(zhuǎn)速之間差值進(jìn)行解析，仿真結(jié)果證明了小波控制器相較于PID控制器具有較優(yōu)的穩(wěn)定性。

從上述來看，可以根據(jù)是否以驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率為電子差速策略動(dòng)態(tài)控制目標(biāo)，電子差速控制策略分為自適應(yīng)式、直接滑轉(zhuǎn)率控制式、間接滑轉(zhuǎn)率控制式3 種[29]。自適應(yīng)式電子差速策略就是模仿機(jī)械差速器的同軸電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力矩近似均等分配的原理，它雖然能實(shí)現(xiàn)電子差速，但對(duì)操作穩(wěn)定性有負(fù)面影響。直接滑轉(zhuǎn)率控制式電子差速策略輪胎滑移率的具體值都是基于阿克曼轉(zhuǎn)向模型來計(jì)算得到的，但阿克曼轉(zhuǎn)向原理是基于理想條件下車輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系，而實(shí)際應(yīng)用中，車輛不是完全遵循阿克曼模型，在實(shí)際應(yīng)用方面較為局限。間接滑轉(zhuǎn)率控制式策略在車輛低速行駛且轉(zhuǎn)向角不大的情況下適用，適用的范圍不大。另外，間接滑轉(zhuǎn)率控制和直接滑轉(zhuǎn)率控制電子差速策略僅深入研究了車輛轉(zhuǎn)彎情況下的差速問題，忽略了車輛行駛在凹凸不平的直道上的差速問題。

2.4 三種以電控為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)比

綜上所述，EHPS、EPS 和EDPS 三種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，本文用表格方法對(duì)3種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)，如表1所示。3個(gè)系統(tǒng)都能夠隨車速大小提供相應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力，但EHPS 系統(tǒng)隨速助力大小變化趨勢(shì)相對(duì)固定，在低速時(shí)轉(zhuǎn)向特性變化不大，在高速時(shí)隨速度增加助力大小減小，而其他兩個(gè)系統(tǒng)在不同速度下的助力大小可調(diào)。EPHS 系統(tǒng)由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)的作用，駕駛時(shí)路感反饋更強(qiáng)，在凹凸不平的路面方向盤反饋較為明顯。其制造總成本相對(duì)較低，在私家車和貨車上都有應(yīng)用，應(yīng)用范圍較廣。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜又使用液壓泵，有液壓油泄漏、液壓油受凍、機(jī)械結(jié)構(gòu)損耗等問題，不易維修。此外，在非轉(zhuǎn)向狀態(tài)，該系統(tǒng)的助力電機(jī)并不停止工作，能耗較大。其復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)協(xié)作導(dǎo)致傳動(dòng)效率低，大概在60%～70%之間。EPS 系統(tǒng)省去了EPHS 系統(tǒng)的部分機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用純電機(jī)助力，傳動(dòng)效率能達(dá)到90%以上。結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，故靈活性較高，易于維修。另外，沒有使用液壓油，使該系統(tǒng)更節(jié)能環(huán)保。但其電磁閥、電機(jī)要求苛刻，故成本較高。主要適用范圍在中高級(jí)轎車。因?yàn)槠渲﹄姍C(jī)功率有限，所以難以應(yīng)用于大型客車和貨車上，適用范圍相對(duì)局限。目前研究人員正在努力研發(fā)適合大型客車和貨運(yùn)汽車的EPS系統(tǒng)。EDPS系統(tǒng)是在EPS 系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其繼承了EPS 系統(tǒng)的大部分優(yōu)點(diǎn)，都有著占用空間小、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。此外，相較于其他兩個(gè)系統(tǒng)，EDPS對(duì)于復(fù)雜路況的適應(yīng)性更高，駕駛感更舒適。EDPS系統(tǒng)更多的是針對(duì)電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向，使用高效的電子差速控制策略能有效降低能耗，更加節(jié)能環(huán)保。3種系統(tǒng)性能對(duì)比如表2所示。

表1 三種助力轉(zhuǎn)向方式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

表2 三種助力轉(zhuǎn)向方式性能對(duì)比

3 以機(jī)械為主和以電控為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)比

總體來看，以機(jī)械為主與以電控為主的的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都有不同程度的減少駕駛員操作難度和提高車輛操縱性的優(yōu)點(diǎn)。在轉(zhuǎn)向操作方面，以機(jī)械為主助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的存在，整體傳動(dòng)效率通常在50%～70%，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向靈活性不高。以電控為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，省去了機(jī)械差速器、轉(zhuǎn)向等機(jī)械結(jié)構(gòu)，總體重量減輕，采用線傳技術(shù)使得整體傳動(dòng)效率高達(dá)90%[30]。在燃油消耗量方面，以機(jī)械為主助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較依賴發(fā)動(dòng)機(jī)，且整體結(jié)構(gòu)笨重，燃油消耗量大。按以上分析，列出表格比較，如表3所示。

表3 以機(jī)械為主與以電控為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)比

4 發(fā)展趨勢(shì)與展望

隨著電子電力技術(shù)的發(fā)展，因?yàn)檎加每臻g、能耗、傳動(dòng)效率等因素，以機(jī)械為主的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正逐漸淘汰，在履帶式車輛中有小部分的應(yīng)用。履帶式車輛正逐漸拋棄效率低下的純機(jī)械結(jié)構(gòu)，更多地采用電控技術(shù)。目前EPS 系統(tǒng)在中小型汽車領(lǐng)域中大量車型都有應(yīng)用，而EPHS在重型汽車領(lǐng)域應(yīng)用較多，在小部分中小型汽車也有應(yīng)用。EPS系統(tǒng)相較于EPHS系統(tǒng)有可靠性高、集成性好、占用空間小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。但EPS由于電機(jī)功率問題還不能完全替代EPHS 系統(tǒng)。EPHS 系統(tǒng)由于其特性很好的適用于重型車輛，該系統(tǒng)整體發(fā)展正逐漸向EPS系統(tǒng)的功能特性靠攏，如最新的蓄能式電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過蓄能的方式確保車輛功耗需求同時(shí)實(shí)現(xiàn)了助力電機(jī)斷續(xù)工作，達(dá)到節(jié)能的要求[30]。EDPS系統(tǒng)在國外有小部分應(yīng)用，在國內(nèi)還處于試驗(yàn)階段，制約其發(fā)展最主要的還是差速控制策略不夠成熟且對(duì)輪胎損耗較大，系統(tǒng)可靠性不高。針對(duì)以上問題對(duì)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提出以下4點(diǎn)展望。

（1）開展電動(dòng)機(jī)與差速控制器的匹配研究，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)向效率。車輛系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)通常要求工作電壓低，額定電流、功率要足夠大，而差速控制器要保證如何在有限的條件下實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制效率最大化又能保證電機(jī)不過度損耗是有待深入研究的問題。此外，電機(jī)工作過程中，由于不同形式的能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生熱量，有大量能量損耗，通過差速控制器進(jìn)行有機(jī)調(diào)節(jié)能夠抑制這問題。

（2）優(yōu)化電子差速控制策略。在不降低控制策略控制效果的情況下，使控制策略輕量化，降低應(yīng)用成本。電子差速控制策略的控制效果直接決定了車輛差速特性。目前有多種基于不同理論的電子差速控制策略，各有其優(yōu)點(diǎn)，雖然新型控制理論控制效果良好，但實(shí)際工程應(yīng)用成本高。優(yōu)化電子差速控制策略，進(jìn)一步推進(jìn)該系統(tǒng)的實(shí)際工程應(yīng)用。

（3）深入研究大功率電機(jī)，在重型車輛上避免使用不環(huán)保的液壓控制技術(shù)，積極采用電機(jī)控制轉(zhuǎn)向技術(shù)。隨著全世界環(huán)境污染的加重，綠色能源的應(yīng)用受到重視，目前大型貨車、拖拉機(jī)等重型車輛普遍應(yīng)用液壓控制技術(shù)，主要受助力電機(jī)功率影響。若采用新能源應(yīng)用于重型車輛使用頻繁的場(chǎng)景，必將帶來更多發(fā)展機(jī)遇。比如在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域避免使用液壓控制技術(shù)，能降低農(nóng)田污染，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

（4）車輛助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不應(yīng)只考慮轉(zhuǎn)向輕便性而應(yīng)更多地考慮駕駛員習(xí)慣和實(shí)際路況等復(fù)雜因素設(shè)計(jì)一種適應(yīng)不同路況、不同駕駛員的智能控制策略。目前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更多的針對(duì)轉(zhuǎn)向便性與路感反饋的平衡，對(duì)于駕駛員習(xí)慣以及實(shí)際路況采取相應(yīng)節(jié)能控制方式考慮較少。雖然現(xiàn)階段的車輛助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)成熟，但更多針對(duì)的是城市路況，針對(duì)田間路況較少。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，田間道路復(fù)雜，采取有效的節(jié)能轉(zhuǎn)向控制策略，可以節(jié)約能源，間接地提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量以及總體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語

從目前汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展來看，整體發(fā)展趨勢(shì)正逐漸朝向輕量化、高效率、高集成性方向，處理好人、車、環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一是其助力轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。目前國內(nèi)外車輛助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究針對(duì)城市車輛應(yīng)用領(lǐng)域研究較多，農(nóng)業(yè)車輛應(yīng)用領(lǐng)域研究相對(duì)較少。農(nóng)業(yè)作為國家第一產(chǎn)業(yè)，應(yīng)受到研究人員更多的重視。對(duì)于目前整個(gè)汽車研究領(lǐng)域來說，隨著無人智能駕駛技術(shù)的發(fā)展，未來將更注重電機(jī)智能控制方面，不過多注重路感反饋的駕駛模式。