整車電子助力轉向系統試驗方法

鄭祖林

摘 要：本文簡要的闡述了整車匹配電子助力轉向系統后，在滿足相應的法規性要求的基礎上，需進行的相關驗證，確保車輛的操控性能及客戶使用的安全性，減少客戶使用過程中的抱怨。

關鍵詞：電子助力轉向（EPS） 駕駛操安 中位電壓

1 引言

只有性能良好、工作可靠的轉向系統才能保證汽車的操控性能及安全性能。傳統的液壓助力轉向系統在節能減排的強大壓力下，將慢慢淡出歷史舞臺。電子助力轉向（EPS）將占據主導地位。需確保EPS的操控性、實用性及可靠性等各方面性能，方可使EPS在汽車工業中站穩腳步。

2 概述

為使EPS除了改善車輛節能減排，并于能滿足客戶各種使用工況，需要確認EPS系統開發是否滿足目標要求，見表1。

3 試驗方法

3.1 油耗及排放試驗

依國標《GB/T 19233-2008》實施油耗試驗，依國標《GB 18352.3-2005》實施排放試驗。

3.2 駕駛操安評價及EPS ECU實車標定

依下表評價項目實施EPS駕駛操安評價，并根據評價結果進行EPS ECU實車標定，見表2。

3.3 方向盤操舵力量測

操安評價及ECU標定OK后進行方向盤操舵力量測，包括靜態及動態。

3.3.1 靜態方向盤操舵力量測

量測靜態方向盤操舵力，確認EPS中位電壓處于設計值時，左右方向盤操舵力差是否處于判定基準內，靜態方向盤操舵力讀數方法如下：

根據量測數據，做出操舵力與角度的關系曲線。

（1）在數據源上取角度區間為200°～-200°的連續角度數據和與之相對應的操舵力數據，作成操舵力與角度的關系曲線，即為方向盤向左打時的操舵力曲線，并為曲線添加線性趨勢線。（2）趨勢線與O角度刻線的交點所對應的力值即為方向盤左切力F左（0），（可將A點附近的角度線刻度最大值、最小值進行調整，以便清楚的看到趨勢線與0角度刻線的交點所對應的力值大小。）在數據源上取角度區間為-200°～200°的連續角度數據和與之相對應的操舵力數據，作成操舵力與角度的關系曲線，即為方向盤向右打時的操舵力曲線，并為曲線添加線性趨勢線。以同樣的方法讀出方向盤右切力F右（0）。

3.3.2 靜態操作力判定基準

（1）電子助力判定標準：17～22N。（2）操舵力曲線相鄰的波峰與波谷差值≤3N，若操舵力曲線相鄰的波峰與波谷差值大于3N，手力可明顯感覺到波動。

3.3.3 動態方向盤操舵力量測

量測動態方向盤操舵力數據，包括方向盤左切和右切的操舵力，即方向盤角度為40deg時的方向盤操舵力與車速的關系，確認其是否在判定基準內。

3.3.4 靜態操作力判定基準

方向盤角度為40deg時方向盤操舵力與車速的關系，應在判定基準的曲線之間。

說明：

（1）反復驗證測量多個車型操舵力數據（如：卡羅拉、騏達、東南V3等車型），設定EPS動態操舵力判定區間，確認該區間內其操安性能良好。

（2）上限規格曲線公式為：N=0.1444V+13.556

（3）下限規格曲線公式為：N=0.1111V+8.8889。

3.4 EMC機能性能干擾確認試驗

確認EPS系統的耐靜電氣性能及抗干擾性能，確認EPS系統與其他車載電器部品是否有相互影響干擾現象。

3.5 實用性確認試驗

3.5.1 左右方向盤操舵力不均確認試驗

成車方向盤操舵力由EPS中位電壓決定，同時中位電壓的變化會影響左右方向盤操舵力的不均，當中位電壓偏離設計值越多，左右操舵力不均感就越嚴重。故實用性確認試驗主要包括以下幾點：①確認成車EPS受各因素影響后中位電壓的累積變化值，判定是否在基準范圍內;②確認中位電壓偏移量在基準范圍內時左右操舵力差值是否處于判定基準內。

3.5.1.1 EPS受影響后中位電壓的累積變化值確認試驗影響中位電壓的主要因素有溫度、竄動量、振動等。

（1）溫度試驗。

（a）溫飄調查，確認溫度由-35～120℃時EPS中位電壓的變化量（此數據可由廠商提供）。（b）成車EPS工作溫度調查，根據EPS ECU及傳感器layout的不同，確認EPS在最嚴苛條件下的工作溫度，包括低溫和高溫。以P-EPS（齒輪式電子助力轉向機）為例，P-EPS傳感器處于引擎艙，故最嚴苛的高溫工作條件為發動機負荷最大時（爬坡、AC on等）。V3 P-EPS ECU處于駕駛室，且靠近出風口，故最嚴苛高溫工作條件為頻繁操舵方向盤（八字回旋試驗）且暖氣開。（c）結合溫飄調查數據及成車EPS工作溫度調查結果，求出成車EPS在最嚴苛工作溫度（最低溫～最高溫）范圍內，相對中位電壓的變化量，確認其是否處于判定基準范圍內。

（2）確認竄動量、振動等對中位電壓產生的變化量及生產線調整變異量（此數據可由廠商提供）。

（3）中位電壓最大可能變化量=（1）+（2）

3.5.1.2 靜態方向盤操舵力與中位電壓的關系。

量測EPS不同中位電壓下的左右方向盤操舵力值，確認中位電壓在最大變化量（+/-）時左右操

舵力差值是否處于判定基準內。以V3捷隆P-EPS為例。

3.5.2 EPS部品實用性確認

通過廠商提供的EPS部品工作溫度范圍，結合成車EPS工作溫度調查結果，確認EPS部品是否能滿足成車工作溫度條件。

3.6 確認更換EPS ECU及轉向機對中位電壓的影響

確認更換ECU、轉向機對中位電壓是否有影響，要求是無影響。

3.7 三萬公里實操綜合耐久試驗

確認EPS系統成車耐久可靠性及實用性，確認項目為：

（1）EPS是否有失效現象。

（2）中位電壓及左右方向盤操舵力是否有變化，程度如何。

（3）EPS轉向機是否有異響，且是否有劣化。

（4）操舵方向盤時是否有異常波動或抖動，且是否有耐久劣化現象。

參考文獻：

[1]輕型汽車燃料消耗量試驗方法.GB/T.19233-2008.

[2]輕型汽車污染物排放限值及測量方法.GB 18352.3-2005.

[3]電動助力車用密封鉛酸蓄電池.GB/T.22199-2008.