当普通用户在驾驶的时候，可能很少去关注过这样一些现象：一个大全尺寸SUV和一个微型车的方向盘，操作起来都很轻便。制动踏板踩起来都很轻盈，并没有因为SUV的巨大车重而变得沉重…
作为工程师来说，这当然不是问题，因为这有个叫‘助力系统’的机构存在，转向有液压帮助力、电动帮助力；制动系统有真空帮助力、气压帮助力、还有现在行业网红的电动助力器，这些部件提供的帮助力，让我们无论操纵起大型商用车，还是小微车辆，都灵活舒适。
今天我们就来聊聊电动助力器！
真空助力器的辉煌与尴尬
对于发动机来说，这个真空度无论你用与不用，它都在那里。所以发明真空助力器的工程师，也正是看中这与生俱来的能量来源，如果发动机没有这一真空源，制动帮助力历史就改写了。
就目前市面上的车辆，尤其燃油车辆，几乎都是真空助力器去当道。它的存在让我们踩制动踏板的力大为减轻(可以尝试，在发动机熄火的情况下，踩几脚制动踏板，你还能踩得动？）
作为发动机的工程师来说，他的使命就是提高发动机燃烧效率，其中一条就是要充入更多的空气进入气缸，所以各种的措施都出来了,机械增压、涡轮增压……但在提高发动机进气效率提高的同时，发动的真空度却在降低，这显然对制动帮助力不利。
在需要真空和抑制真空，这一博弈的过程中，毫无悬念，要妥协的是制动系统。因为提高发动机燃烧效率这是有利于环境、能源消耗的大课题。所以对于一些增压发动机以及柴油机，底盘工程师们想出来一个折中或者叫妥协的办法，就是增加一个真空泵来弥补真空度不足的情况，这是目前来说比较经济的做法了。
真空泵目前主要以电子真空泵（左下）和机械真空泵（右下）所示：
终极解决方案---电动助力器
在妥协让步，折中方案的同时，其实工程师们也没闲着，下一代的助力器已经产生了，那就是纯电动助力器。因为各个供应商的命名不尽相同，诸如I-BOOST\E-BOOST\EVB….等等，为了避免针对某一产品的嫌疑，我们还是将所有这些统称为电动助力器吧（听起来很有80年代的乡土感觉，就像那会儿听到的‘XX牌的电视机、XX牌电冰箱’一样）。
目前的电动助力器只是替换掉了传统的真空助力器，制动力的传递介质还是制动液。
催生电动助力器出现的另一个原因，是近年来的电动车兴起。因为电动车压根没有真空源，如果纯粹用真空泵来提供真空，再用真空助力器提供帮助力。那着实有点画蛇添足，用电来的多直接…另一个就是对能量回收的要求，虽然能量回收在传统的助力器+ESP模块上也可以实现，但用电动助力器来实现却更简单易行。
电动助力器功能详解
跟任何一个新生事物一样，都会趋于最合理的一种结构方式。电动助力器的驱动方式也从百家争鸣，渐渐的演变为蜗轮蜗杆+齿轮齿条的方式。这点类似EPS的方式，之所所以采用这种方式，因为它的正向、逆向效率都能接受。
电动助力器如果按大的分类来说，可以分为解耦和非解耦。所谓解耦就是制动踏板踩的力并没有直接作用在制动主缸，只克服一段弹簧力。作用在制动主缸上的推力是纯电机产生的推力。而非解耦结构则类似传统助力器的方式，踏板力和电机力同时作用在主缸上。如果体现在结构上，就是电动助力器推杆部分是否存在一个解耦间隙，如下图:
不要小看这一点间隙，它是实现能量回收的关键所在。下面我们就聊聊电动助力器的匹配以及工作过程。
踏板感觉，在电动助力器选型（电机容量）布置完成之后，第一件要做的事情是踏板感觉的匹配，千万不要被匹配这个词眼给吓倒。电动助力器的踏板感觉匹配其实没那么神秘，在单纯踏板感觉匹配阶段不考虑整车的减速度。
唯一考量的就是人机踏板力和踏板行程的舒适性，也就是类似车辆静止踩制动踏板，找到一个舒适的踏板力和行程的对应关系，最终决定的其实就是踏板模拟弹簧刚度。
在完成了踏板感觉匹配之后，就是如何将踏板感觉跟整车减速度关联起来，这就是电机的驱动帮助力的设定。比如踏板踩20mm时对应的输出压力，我们将之转变为电机驱动齿条能达到的堵转电流，当电流达到额定电流的时候就开始保压。这个过程中，解耦间隙始终是存在。
这里有个问题，电机如何知道踏板踩了多少？别急，这里有个叫行程传感器的东西。它监控踏板踩出的行程，发给ECU，ECU根据行程换算成电机堵转电流来驱动电机。
能量回收如何实现？目前，能量回收主要是针对EV\PHEV车辆来说的，应用其驱动电机反拖发电来制动，并将车辆动能转化为电能对电池进行充电。
具体到技术层面就是，踩下制动踏板（一定的行程范围内），系统不能有液压作用到卡钳之上，同时电机接受到踏板行程信号，并将其转化为反拖发电负荷（阻值）进行发电。那反应到电动助力器上是如何实现，其实就是，踏板走而驱动电机不转，此时的踏板行程只反应到解耦间隙的减小之上。
助力失效后的操作，只要是机械部件，都存在失效的可能，那如果电动助力器的电动助力部分失效了该如何制动？在电动助力器上，其实就是推杆前行，直到解耦间隙消失，推杆和齿条活塞刚性接触，此时只能通过推杆没有帮助力的情况下推动活塞建压，但必须满足2.44m/s^2的减速度要求。
自动驾驶模式下的主动建压，随着AEB\ACC的普及以及更高级的LV3自动驾驶的热潮，作为车辆纵向主动控制之一的主动制动，在电动助力器的车辆上实现起来并不难，以AEB为例，助力器ECU接受到来自雷达的减速度信号，并将该减速度信号转化为电机的堵转电流来驱动电机，此时踏板行程的信号将被置零（始终有效）。结果就是电机驱动涡轮蜗杆、齿轮齿条推动主缸建压，而踏板则原地不动。此时的解耦间隙扩大。
电动助力器将是趋势
技术的发展就是一个革命的过程。而现在的趋势，电动助力取代其他助力方式的趋势不变，EPS的装机量已经超过了HPS，从零部件数量上来说，EPS少了油泵、油壶、管路、还有转向油等等，取而代之的只是一个带有助力电机的转向机。
对于助力器来说，面临的挑战也许没有HPS这么尖锐，但电动助力所提供的功能是传统真空助力系统所无法比拟的，尤其能量回收、主动建压这块。另外电动助力器的应用也进一步解放了发动机的限制，不需要在背负真空泵、管路。
当然了，电动化带来的后果是耗电量的增加，所以发电机的功率和负荷将会升高，但二者相比取其利，电动助力器将是趋势。关于汽车助力器的分享就到这里啦，希望对朋友们有所帮助。如果大家有什么疑问欢迎在文末给我们留言，也可在APP上向相关的前辈公开或者单独地咨询，
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