基于汽車電動轉向系統(tǒng)技術實驗方法的分析

田榮

（黔東南民族職業(yè)技術學院 556000)

0 引言

汽車轉向系統(tǒng)其實指的就時由于設計或者制造過程等原因導致同一個系列或者同一個型號的汽車在系統(tǒng)上存在著一些不符合國家標準或者人民安全的問題，汽車轉向系統(tǒng)一旦存在著一點問題，那么就可能會導致汽車的操縱系統(tǒng)出現(xiàn)問題，甚至會影響使用者的行駛安全和使用安全性，所以只有提升缺陷的辨識和判定，才能夠最大限度上提升我國汽車產(chǎn)業(yè)的整體水平和質量，從而為我國汽車產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展提供強有力的基礎。

1 汽車電動轉向系統(tǒng)缺陷的形式分析

我國常見的轉向系統(tǒng)一般分為機械結構部件和助力裝置電子控制系統(tǒng)以及傳感器這三個部分，而我國汽車電動轉向系統(tǒng)缺陷的形式一般分為以下幾種形式[1]。

1.1 機械結構部件缺陷

機械的結構部件一般分為轉向的操縱機構和轉向的傳動機構兩種形式，一般情況下，轉向的操縱機構鏈接的永遠都是轉向的方向盤和轉向器，可以說操縱轉向器時轉向盤和轉向器之間所有零件和部件的總稱呼，其中也包括方向盤和轉向管柱，但是機械結構部件形式的缺陷也是顯而易見的，就是容易產(chǎn)生斷裂、磨損、裂紋以及強度不足等問題，這些問題產(chǎn)生時，一般都會伴隨著機械結構部件發(fā)出異響以及彎曲和變形。

1.2 助力裝置缺陷形式

汽車電動轉向系統(tǒng)最常見的還有一種裝置就是轉向助理裝置，轉向助理裝置包括這液壓助力裝置和電動裝置兩種裝置方案，液壓助力裝置主要就是通過轉動油泵和油管來進行控制機械的轉動，而液壓助力裝置的缺陷也是顯而易見的，那就是容易發(fā)生內(nèi)部的泄露和外部的泄露。而電力助力裝置則是依靠著電動機和減速機構組成的，電力助力裝置的主要缺陷就是系統(tǒng)會經(jīng)常性的發(fā)生短路、溫度異常、特性不良以及啃齒等問題[2]。

1.3 電子控制和傳感器缺陷形式

電子控制其實指的就是MCU的控制單元，也就是說MUC主要傳感器能夠同時實現(xiàn)轉矩、車速傳感以及轉角等諸多功能。電子控制和傳感器裝置的缺陷形式中，最大的一個問題就是傳感器輸出飄忽不定，甚至還會出現(xiàn)無輸出的現(xiàn)象，這種缺陷會直接導致汽車電路的短路、過電壓、開路以及沖擊荷載，這種問題一旦發(fā)生就會導致汽車整體電路癱瘓，導致汽車的很多功能全部禁止使用，甚至還會因為電路板壓力過大，損壞電路板，導致汽車所有功能都同時失去使用價值。

2 EPS的缺陷辨識實驗方式

2.1 轉向系統(tǒng)缺陷的辨識原則

汽車電動轉向系統(tǒng)中的EPS系統(tǒng)判定缺陷的實驗目的其實就是有效的判定汽車未知或者已知轉向系統(tǒng)問題產(chǎn)生的原因以及解決方法。在大多數(shù)情況下，汽車電動轉向系統(tǒng)的缺陷會對汽車造成大多數(shù)功能性參數(shù)的改變甚至畸變，所以有效的對汽車轉向系統(tǒng)進行缺陷的鑒別和判定，將能夠最大限度上防止汽車轉向系統(tǒng)發(fā)生故障影響開車者的人身安全。轉向系統(tǒng)的功能主要是在兩個方面，其一就是能夠提供給開車人員一個控制方向的功能，其二就是提供給開車人員一個車輛和地面之間受壓力的汽車行駛狀況。所以轉向系統(tǒng)直接影響著汽車系統(tǒng)的所有重要參數(shù)，其中就包括汽車轉向盤和轉矩[3]。

2.2 EPS缺陷辨識方法的設計

EPS缺陷辨識方法其實就是在汽車器械系統(tǒng)的基礎上，來進一步的增加驅動電機和轉向盤轉矩控制器等裝置，也就是說當缺陷中斜坡轉角的輸入實驗中，測量的參數(shù)發(fā)生畸變，比如指標為：1.θ→；Th↑；r→時，汽車轉向系統(tǒng)的缺陷形式就表現(xiàn)為失去轉向能力，這種缺陷產(chǎn)生的原因就是轉向盤不能正常轉動或者完全喪失轉向的功能；當指標為：2.θ↑；Th→；r→時，同樣的缺陷表現(xiàn)形式都為失去轉向能力，而這這種缺陷產(chǎn)生的原因則是轉向盤已經(jīng)失去了自由轉動的所有功能。當正弦轉角輸入實驗中時，測量參數(shù)的畸變形式則為3.dTh/dθ↑；Th↑，當出現(xiàn)這種參數(shù)畸變時，主要的缺陷表現(xiàn)形式則為汽車轉向系統(tǒng)突然轉向沉重，而缺陷產(chǎn)生的原因主要是因為汽車電路轉向系統(tǒng)的助力減小甚至助力消失。

3 汽車電動轉向系統(tǒng)缺陷辨識實驗方式的驗證

3.1 EPS助力不足缺陷的辨識

EPS助力不足，將會導致汽車轉向盤反應不靈敏甚至會出現(xiàn)停止轉向功能的現(xiàn)象，所以如果想要從根本上解決此類問題，那么就必須要對測量的參數(shù)進行是否畸變的辨別，當測量的參數(shù)發(fā)生重要畸變時，首先要做的就是要檢查汽車的轉向盤轉矩，通過檢查汽車轉向盤轉矩就能夠得知此類問題產(chǎn)生的原因，這種缺陷會導致開車人員駕駛和轉向十分沉重，這就需要對EPS的轉向數(shù)據(jù)進行對比和檢測，因為當檢測的轉向盤數(shù)據(jù)和EPS正常工作時的數(shù)據(jù)呈正比時，才能夠徹底的辨別EPS助力不足的缺陷問題[4]。

3.2 EPS助力過大缺陷的辨識

當測量的參數(shù)發(fā)生重要畸變時，首先要做的就是要檢查汽車的轉向盤轉矩，通過檢查汽車轉向盤轉矩就能夠得知此類問題產(chǎn)生的原因，這種缺陷會導致開車人員駕駛和轉向過輕，很有可能開車人員剛剛轉動方向盤，汽車的轉向系統(tǒng)直接將轉向數(shù)據(jù)上升到最大，也就是人們常說的“汽車轉向發(fā)飄”，這就需要對EPS的轉向數(shù)據(jù)進行對比和檢測，因為當檢測的轉向盤數(shù)據(jù)和EPS正常工作時的數(shù)據(jù)呈正比時，才能夠徹底的辨別EPS助力過大的缺陷問題。

3.3 EPS誤助力缺陷的辨識

通過對汽車電動轉向系統(tǒng)缺陷辨別得知，當缺陷發(fā)生時，可能會導致直線行駛中的汽車轉向盤失控，出現(xiàn)轉角或者轉矩突變的問題，從而使開車人員短時間內(nèi)對汽車的轉向盤失去控制，并且在汽車自動轉向過程中出現(xiàn)轉矩突變或者轉角數(shù)據(jù)發(fā)生變化，使開車人員不能準確的判斷出汽車的轉矩和轉角，甚至會導致汽車轉向系統(tǒng)不能滿足開車人員的轉角或者轉向意圖。所以只有通過辨別汽車轉向盤的轉矩值，來對比EPS正常工作狀態(tài)下的轉矩值，才能夠準確的檢測出EPS誤助力的缺陷[5]。

4 結束語

綜上所述，如果想從根本上確立汽車電動轉向系統(tǒng)的缺陷問題，那么就必須要通過FMECA方法和EPS助力系統(tǒng)的測量，通過對汽車轉向系統(tǒng)缺陷導致的可能性數(shù)據(jù)的分析和辨識，就可以得出EPS實際應用實驗臺架的故障辨別方法。

[1]熊璐,陳晨,馮源.基于Carsim/Simulink聯(lián)合仿真的分布式驅動電動汽車建模[J].系統(tǒng)仿真學報,2014,05(23):1143-1148+1155.

[2]肖凌云,劉亞輝,張衛(wèi)亮.汽車電動轉向系統(tǒng)缺陷辨識實驗方法的研究[J].汽車工程,2014,09(17):1117-1121.

[3]韓海蘭.智能四輪獨立驅動輪轂電機電動汽車自適應轉向研究[D].遼寧:遼寧工業(yè)大學,2016.

[4]趙飛翔.感應電機電動助力轉向系統(tǒng)電機助力矩控制算法研究[D].長春:吉林大學,2014.

[5]王延強,王若平,林軍.某型汽車轉向節(jié)臂斷裂原因分析[J].機械設計與制造,2017,06(25):1107-1108.