電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制方法的研究

雷 超

（四川城市職業(yè)學(xué)院，四川 成都 610100）

1 研究背景

從汽車出現(xiàn)伊始，汽車性能便成為人們最關(guān)注的問題，而解決這些問題的關(guān)鍵，便在于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)程。隨著科學(xué)發(fā)展，車輛的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過了幾個發(fā)展歷程，從最初的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到最終電控電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷程，然而這些轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以無液壓泵、油管，避免了系統(tǒng)容易漏油弊端的優(yōu)勢成為了當(dāng)今時代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主流，并且電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)成簡易，成本低，方便大規(guī)模量化生產(chǎn)。

2 研究意義

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、控制單元、電流傳感器、離合器、機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、助力電動機及減速機構(gòu)等部件。車輛在行駛過程中，車速傳感器、電流機電傳感器和扭矩傳感器會隨之發(fā)生分歧的電信號，電信號隨之輸入，在濾波、信號電經(jīng)過調(diào)整后傳輸?shù)娇刂茊卧?，控制單元隨之系統(tǒng)分析后處理信號單元，隨之輸出脈寬調(diào)制信號到電機驅(qū)動單元，從而完成對助力電機扭矩控制。

由于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能在不同路況的行進(jìn)過程中提供最好的轉(zhuǎn)向助力，降低因環(huán)境而致使的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，加強轉(zhuǎn)向特性，提高轉(zhuǎn)向跟從性，下降遲滯效應(yīng)。而且由于是用電動機直接給車輛供給轉(zhuǎn)向助力，所以無論何時，車輛都能從系統(tǒng)中獲得最佳的轉(zhuǎn)向動力。正是因為這種工作方式，減少了系統(tǒng)損耗，從而降低車輛燃油性，提高車輛的經(jīng)濟(jì)燃油性。而且電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自身帶有的故障自我診斷功能，能使汽車駕駛?cè)四芴崆邦A(yù)知故障的發(fā)生，使用安全可靠，提高了車輛的安全性能。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)擁有其他系統(tǒng)不可替代的特點，國外不少車輛生產(chǎn)廠家紛紛利用龐大的財力、物力來對進(jìn)行電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及相干產(chǎn)物的開新立異。EPS系統(tǒng)開始是出現(xiàn)日本所出產(chǎn)的微小型汽車之中。1990年日本鈴木公司在他們公司的牡鹿牌汽車上第一次利用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，反向較好后，鈴木公司隨之在其公司的其他汽車上大規(guī)模應(yīng)用。在這之后，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也迎來了飛速發(fā)展的黃金時期。日本的馬自達(dá)、三菱、十五玲、豐田，美國的湯普

森·拉莫·伍爾德里奇，德國的ZF等汽車制造廠家都出臺了屬于自己的電動助力轉(zhuǎn)向的汽車產(chǎn)品，并裝車進(jìn)入市場。自此電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運用逐漸的從微小型汽車向大型汽車以及商用車的目標(biāo)發(fā)展。電動助力轉(zhuǎn)向助力方式，也成功實現(xiàn)了由低速助力，向全速助力方向的目標(biāo)成長。

4 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類及工作原理

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類方法主要是根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動機安裝位置的不同而進(jìn)行分類，主要可分為四類：轉(zhuǎn)向管柱助力式、齒輪助力式、雙齒輪助力式及齒條助力式。

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是以傳統(tǒng)型的機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)為根本，在此根本上增加了像電子控制裝置，信號傳感裝置，以及轉(zhuǎn)向助力機構(gòu)等機械系統(tǒng)。因此即使是種類相異的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，他們的根本工作方式是一樣的。他們都是通過以電動機的方式，從而擁有足夠的動力，以來幫助駕駛?cè)藛T的轉(zhuǎn)向過程。在汽車不轉(zhuǎn)向的時候，電動機是處于停止?fàn)顟B(tài)；然而，在轉(zhuǎn)向發(fā)生的時候，轉(zhuǎn)矩和扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號，輸入到控制單元。然后，控制單元將會依據(jù)系統(tǒng)所輸入數(shù)據(jù)信號里面的轉(zhuǎn)矩方向位置、力矩的大小以及根據(jù)從車速傳感器中所傳來的速度數(shù)據(jù)信號，并以此為根本。再向電動機給出所需的指令動作，電動機輸出相應(yīng)大小和其方向的偏轉(zhuǎn)信號，從而發(fā)生助力矩。它便比較方便地完成電動機在汽車行駛速度改變時，供給相對應(yīng)的助力作用，從而維持汽車在比較低的速度當(dāng)中靈活方便，在相對較高的速度中平安舒適。按照汽車行駛過程的不同和駕駛員目的的轉(zhuǎn)變，電動助力轉(zhuǎn)向能幫助實現(xiàn)多目標(biāo)控制。從而得到較高的路況感覺，較高的操縱力，較高的回正特性，較高的抗干擾本領(lǐng)，較快的響應(yīng)轉(zhuǎn)向輸入。

5 結(jié)語

目前來說，在國外，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究已經(jīng)逐漸趨于成熟與完善，形成了規(guī)?；a(chǎn)，并且已大量投入使用，處于領(lǐng)先的地位。然而，在國內(nèi)，基于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)尚且處在開始階段，設(shè)備技術(shù)等相對來說比較落后，如何提高規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化將是今后我國發(fā)展的重點。