EPS系統(tǒng)在路面激勵(lì)下的汽車操縱穩(wěn)定性響應(yīng)研究

段金萍

摘 要：隨著大眾對(duì)汽車安全性，舒適性，節(jié)能和環(huán)保要求的提高，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車中。與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。汽車的重要結(jié)構(gòu)之一是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特殊功能是改變和保持汽車的方向，并根據(jù)駕駛意圖保持汽車的方向。本文深入分析了汽車的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，結(jié)合了當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r和未來的發(fā)展趨勢(shì)，深入研究了駕駛操作穩(wěn)定性問題。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng);道路激勵(lì);穩(wěn)定性操作

0 引言

電子技術(shù)的飛速發(fā)展提高了汽車工業(yè)的水平，并進(jìn)一步提高了現(xiàn)代汽車技術(shù)的水平。在當(dāng)前階段，汽車應(yīng)用實(shí)踐對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱技能的要求不斷提升，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，摒棄了原有的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高效，節(jié)能和高操縱性能，都最大程度上避免了汽車在高速行駛期間的不穩(wěn)定性。

1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念

1.1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的含義

汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的縮寫是EPS。EPS使用其電動(dòng)機(jī)作為其電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力，并將其與實(shí)際的相應(yīng)車速數(shù)據(jù)和操舵參與相結(jié)合，以將其轉(zhuǎn)換為電子控制單元，最終完成了控制汽車運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)提供輔助扭矩作為汽車鍛煉的動(dòng)力要素。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要組件是扭矩，車速傳感器，電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元，轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向設(shè)備。

1.2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類主要根據(jù)汽車的電力應(yīng)用的不確定位置和不同的機(jī)械部件分為四種不同的類型。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為四種按列，并由小齒輪輔助。雙小齒輪助力器和滾珠絲杠助力器。可以將四種類型的輔助系統(tǒng)與它們自己的輔助系統(tǒng)的安裝位置區(qū)分開：例如，柱輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的輔助電動(dòng)機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向柱中，而小齒輪輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的輔助電動(dòng)機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向柱中。增壓電機(jī)安裝在小齒輪附近。當(dāng)然，這種類型不僅要與安裝位置區(qū)分開，還要根據(jù)其不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)來區(qū)分。

1.3 電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理可以大致分為以下幾點(diǎn)。當(dāng)然，首先，必須基于其自身的扭矩傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量駕駛員車輛的轉(zhuǎn)向扭矩，并將其數(shù)據(jù)進(jìn)一步集成到車輛的速度傳感器中以測(cè)量車輛的行駛速度。車輛ECU接收到來自兩者的信號(hào)，同時(shí)，ECU控制策略計(jì)算出合理有效的目標(biāo)輔助對(duì)等，并將其集成到電流中以控制其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令。減速機(jī)構(gòu)可以在汽車行駛時(shí)放大其操作，并使用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的客觀輔助扭矩作用在機(jī)械師的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上，以控制駕駛員的轉(zhuǎn)向扭矩并在超過轉(zhuǎn)向阻力扭矩。整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)決定了該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的系統(tǒng)性能，并與ECU計(jì)算機(jī)中心配合使用以最大化其控制功能。控制策略，故障診斷和保護(hù)程序主要決定該系統(tǒng)軟件技術(shù)的完整性，并用作目標(biāo)電流以跟蹤控制并發(fā)布其輔助轉(zhuǎn)矩。操作電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)使用故障診斷軟件和保護(hù)程序來保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)功能。

2 汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在操作穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢(shì)

2.1 改善了汽車的駕駛性能

該汽車在運(yùn)動(dòng)過程中應(yīng)用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以在運(yùn)動(dòng)過程中為駕駛員提供幫助，也就是說，該汽車的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以對(duì)幾種不同的狀況提供多種有效的預(yù)防并為駕駛員提供最有效的幫助，避免因路面不平整而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)問題。同時(shí)，它可以降低和改善汽車的轉(zhuǎn)向性能，提高駕駛員的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性和感光度。使駕駛員在低速行駛時(shí)提高轉(zhuǎn)向性能，并在高速行駛時(shí)提高汽車的整體主動(dòng)安全性能。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向是提高汽車機(jī)動(dòng)性的有效途徑。

2.2 輕巧緊湊的結(jié)構(gòu)

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用電動(dòng)機(jī)作為直接能量來提供轉(zhuǎn)向輔助，并且還將轉(zhuǎn)向輔助應(yīng)用于停車位以提供最大程度的轉(zhuǎn)向動(dòng)力。不僅如此，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還使用原始的液壓助力轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)中的一些必要組件被丟棄，以最大限度地提高整個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的質(zhì)量，并使之更輕，更緊湊。當(dāng)然，通過放棄這些不必要的組件，可以將配件自由地安裝在各個(gè)位置，升降機(jī)組件的自動(dòng)化程度和人員維護(hù)上。此外，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以在低溫環(huán)境下運(yùn)行，從而消除了溫度影響汽車運(yùn)行的問題。

2.3 改善燃油經(jīng)濟(jì)性并減少環(huán)境污染

當(dāng)液壓泵在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以避免浪費(fèi)液壓油能量。相對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在運(yùn)行過程中僅使用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，是按需節(jié)能的系統(tǒng)。即，在不轉(zhuǎn)彎的情況下，使用其電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車的燃料消耗的減少率可以達(dá)到2.5%，并且在轉(zhuǎn)彎條件下，使用其電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車的燃料消耗的減少率。電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以達(dá)到5.5%。

2.4 增強(qiáng)轉(zhuǎn)向跟隨性和可靠性

電機(jī)零件的阻力是在倒轉(zhuǎn)車輪時(shí)大大降低前輪的旋轉(zhuǎn)頻率。同時(shí)，此系統(tǒng)可以大大提高系統(tǒng)的抗干擾能力，并提高了方向盤的轉(zhuǎn)向性能。這是傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法達(dá)到的一點(diǎn)。

3 從行駛穩(wěn)定性方面分析電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)過程包括不斷集成和開發(fā)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及液壓和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。它將帶動(dòng)其發(fā)展和向汽車電動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)的變革的轉(zhuǎn)變，并進(jìn)一步針對(duì)其微型化，提出了汽車轉(zhuǎn)向輔助的類型，以滿足汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，并為未來的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展提出了更高的系統(tǒng)控制性能和系統(tǒng)成本，更新了其電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制技術(shù)。

4 結(jié)束語

本文對(duì)車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并結(jié)合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述，在操作穩(wěn)定性發(fā)展分析等方面對(duì)汽車的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增加了其轉(zhuǎn)向操作能力，充分實(shí)現(xiàn)了其對(duì)汽車駕駛員的輔助作用。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和大趨勢(shì)，電力驅(qū)動(dòng)的輔助動(dòng)力完全避免了傳統(tǒng)能源輔助系統(tǒng)和電控液壓動(dòng)力輔助系統(tǒng)的不足，其符合“綠色，環(huán)保”時(shí)代的趨勢(shì)，并且必將成為未來能源輔助系統(tǒng)發(fā)展的支柱。

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