汽車電動助力轉向系統的控制策略分析

陳軍明

摘 要：汽車轉向為汽車行業各項性能中的重要組成部分，電動助力轉向技術屬于其他類別的新興技術，動力轉向模式區別于傳統電力的工作原理，其主要是通過電子控制系統的具體操作單元，電子控制系統傳感器主要以采集信號控制功率的電機運行，從而輔助汽車在轉向方面的功能實現。總之，汽車電動助力轉向系統是目前電子控制技術研究中的一項重要領域，應對其相關軟件控制器進行合理設計，使系統基本助力特性得到有效調整，從而使駕駛要求得到有效提升。

關鍵詞：汽車技術;電動助力轉向;系統控制

0 引言

交通工具的使用和發展人類社會在任何時代都具有技術提前性，汽車出現后，成為了陸地上的交通工具，有不可替代的作用在。現代社會人們逐漸增強汽車的功能指標要求，同時在細節層面的優化發展的關鍵點之一。操作汽車時，轉向在駕駛的過程中是必不可少的步驟，除了司機需要按照操作標準進行設備調整，在汽車內部零件和設備系統的優化，科技水平也在不斷上升，從傳統轉向系統液壓制動轉變為今天已經開始使用電動助力轉向，這是一個技術的飛躍，同時，是汽車應用領域的一個巨大進步。其改變了過去機械傳動在實際運行中故障率高的問題，該技術的具體發展與汽車行業綜合技術水平的提高密切相關。

1 汽車電動助力轉向系統的概述

汽車電動助力轉向系統的基本結構和位置各不相同，主要包括轉向軸動力結構、齒輪動力結構和齒條動力結構。雖然位置上有一定差異，但基本工作原理是相似的，其中最典型的是轉向軸動力結構。結構主要取決于輸入軸和輸出軸的力量，通過基本驅動機制來指導整個方向盤轉向桿，也可以確保司機在現實操作過程中，通過輸入角位移，速度傳感器的對車速進行有效測試，確保傳輸操作信號及電子控制單元（ECU）的實現有效采集、從而確定電子控制單元（ECU）的功率大小和方向值，可以得出與之相對應的輸出轉矩功率，可以指導驅動電路的控制信號，以促進整體轉向軸電壓和電流對動力轉向功能基本電機輸出轉矩的實現過程中的整體實時控制。如果汽車出現故障或超速，該結構能夠瞬間切斷離合器，系統將從基本控制系統切換到機械轉向控制系統。此外，車輛電動助力轉向系統還包括基本信號傳感器、助力轉向結構和電子控制單元，可升級整體信號和操作措施。汽車電動助力轉向系統一般是一種減速結構，在電機輸出扭矩運行過程中，扭矩減速增加，從而改善助力轉向系統的運行[1]。

2 汽車電動助力轉向系統基礎設計

2.1 主控軟件

對于汽車的轉向助力系統需要借助單片機進行操作，將電子信號通過微處理器完成整合，繼而達到從根本上全面優化完善汽車主控軟件，實現高質量的汽車轉向系統持續運轉。特別是汽車的基礎設施建設活動開展，確保控制系統的操作性和穩定性，符合汽車轉向系統控制成本的費用支出要求，貼合當前汽車電動轉向系統的結構趨于合理化，盡可能的縮短主控軟件開發所需時間，最終為建造高標準性能的汽車轉向系統主控軟件提供必要的理論依據支持，彰顯綜合汽車轉向系統性能指標。

2.2 執行電動結構

汽車內部的動力轉向系統主要是確保汽車發揮低轉速大扭矩的功能作用，引用科學合理的汽車電動轉向結構，將波動延伸范圍控制在最小值，提升轉動尺寸的標準要求。具體的運行目標是將提供汽車動力支持的直流電動機，更好的應對有刷和無刷兩種結構形態，而產生的必要運轉方式，在很大程度上有助于推進汽車電動結構運轉的統一協調性。

2.3 扭矩傳感器結構

汽車電動助力轉向系統的扭轉傳感器，可以有效的將轉向盤數據進行規劃整合，確保相關結構高效運行的同時，提升應用的穩定性。特別是對于非接觸性的扭轉傳感器來說，由于本身的精確程度相對較高，花費的成本費用支出相應較多，電阻值相應產生變化。必須注重對基本傳感器的信號獲取過程進行優化，從而落實汽車轉向系統試運行過程中數據的精準測量。

2.4 主功率逆變器結構

在當下，汽車電動助力轉向系統通過調整電壓中樞，實現脈沖性能的調整升級。蓄電池直流電壓經技術調整轉變為電壓脈沖，促使系統的正常運轉，有效增強汽車轉向能力。轉向系統的H型逆變器，通過多重方式將電路基本構成進行深度剖析，應用與之相匹配的控制方式完成脈沖信號計算。

3 汽車電動助力轉向系統控制策略

3.1 基礎助力控制

汽車轉向動作發生按照計算法則獲取真實的傳動比數據，進而落實汽車轉向力的控制管理，獲取準確的摩擦力數據，最終實現反沖行車壓力的監控。對于液壓動力轉向器使用，基本的液壓助力保持穩定，按照相關定量的測算形式，完成剛度值的數據測量，從根本上有效的提升汽車電動轉向系統的實際應用效果。

3.2 電機輸出轉矩控制

基于汽車電動助力轉向系統基本輸出轉矩的計算和電機轉矩控制以及電流控制算法的基礎上，需要對汽車方向盤的轉矩以及速度控制系統進行試驗操作，主要目的是將對實際電流和轉矩電機反饋電流進行閉環控制和優化計算，進而可以將整個系統的數據進行收集并且整理，總結預算輸出轉矩和實際輸出轉矩兩者的差別。控制系統應基于駕駛員對方向盤扭矩的分析，以確保目標是基于電機功率控制的基本動態特性和方向，并根據汽車電動助力轉向系統的基本特性，方向盤扭矩控制的靈敏度，以確保電機不會導致負載過大的故障。

3.3 基礎控制方法

隨著汽車電動助力轉向系統應用面積的擴展，為更好的與之相適應，微控制器進一步完成的功能應用升級，從根本上有效的提升汽車整體性能。從基本控制的角度進行分析，將方向盤作為重點應用，實現控制阻力的優化，確保汽車轉向性能的全方位控制升級。對于汽車的不同運行方案，予以相對應的語言程序劃分，增強技術水平的實用性功能。對于汽車的助力轉向系統設計規劃提出了高標準的要求，不僅需要對信號數據模塊予以收集處理，同時還需要對整體數據信息的運算過程予以全周期監控，從根本上有效的落實電機控制與阻力控制兩部分工作內容。通過電路接口保障汽車轉向系統的穩定直流電供給，充分展現汽車轉向系統的穩定、實時作用，盡可能的保障轉向系統設計規劃的全面性特點，從而完善汽車轉向系統的信號數據獲取，進一步增強汽車轉向軟件的更新升級效果。

3.4 模式判斷與轉向盤轉矩信號補償

當操作力矩和助力矩兩部分結構中的方向表現為回正狀態，觀察汽車轉向盤角度和角速度數值，當數據一致且符合轉矩傳感器數值大于最初設定數值時，可以認為此時的汽車處于轉向助力控制模式。當轉向盤角度與角速度方向存在偏差，即將運轉至回正控制狀態。此時的汽車實際獲取的回正力矩遠超出摩擦力阻值，轉向盤扭矩產生變化，阻力控制發揮作用，盡可能的削弱轉向盤抖動。對于轉矩傳感器顯示的數值數據，予以合理的預判補償，從而確保控制系統發揮持續穩定的作用。

4 總結

電動助力轉向技術不僅在汽車領域應用前景廣闊，而且在機械操作、電子工程、自動控制系統等諸多領域也有廣闊的應用前景。作為一門專業技術，其具有多向延性和技術研究的可能性。總之，從基礎助力控制、電機輸出轉矩控制、模式判斷等方面進行研究。可以發現其中汽車電動助力轉向系統對于路面產生的沖擊力敏感性較高，同時，汽車主動性的進行轉向控制難易程度相對較高，需要全面的考量汽車各部分控制結構的協調性。對于汽車轉向系統的智能化控制管理進行分析，衡量相關控制參數的具體數值，匹配相應的計算法則，更好的優化汽車電動助力轉向技術。

參考文獻：

[1]黃玉鵬.基于dSPACE的電動助力轉向系統控制策略研究[J].聊城大學，2017.

[2]彭滔，周鵬，胡桃川.電動助力轉向系統的智能控制研究[J].重慶理工大學學報（自然科學版），2019（04）.

[3]李明祥.汽車電動助力轉向電子控制系統的研究[J].軍民兩用技術與產品，2017（18）.