电液比例阀旁通流量式ECHPS系统设计与试验

针对液压助力转向(HPS)系统无法兼顾低速转向轻便性和高速转向路感的问题,提出了电液比例阀旁通流量式电控液压助力转向(ECHPS)系统。通过试验获得了驾驶员偏好的方向盘转矩,通过仿真得到了典型车速下的等效转向阻力矩。以典型车速和转向盘转矩下的助力油压与特征点助力油压的残差平方和最小为目标函数,对转向系统参数进行了优化,设计了基于驾驶员偏好转矩的随速可变助力特性。通过台架试验验证了可变助力特性设计方法的正确性,制定了基于自适应模糊滑模控制的控制策略,进行了双纽线和高速中间位置小转角转向道路试验。道路试验结果表明:与装备HPS系统的车辆相比,装备ECHPS系统的车辆低速转向轻便性提高了35.3%,高速转向路感提高了52.2%。     

重型商用车旁通流量控制式ECHPS建模与性能研究

针对重型商用车采用固定助力特性的液压转向系统引起高速操控失稳的问题,设计了具有可变助力特性的比例阀旁通流量式电控液压转向系统。运用AMESim建立了包含各子模型的系统仿真模型,通过分析转向阻力矩与车速的关系,获得了比例阀电流与车速的特性关系,进而对不同车速下的比例阀位移特性及典型车速下的助力特性进行了仿真分析,结果显示：40 km/h和80 km/h的最大助力油压比低速20 km/h的最大助力油压分别下降了约50％和65％,满足了重型车高速操控性要求。在此基础上进行了台架试验,结果表明：该系统典型车速下试验和仿真的助力特性曲线变化趋势、饱和区最大油压以及操纵力矩均基本一致,可很好的兼顾重型车低速转向轻便性和高速操控性。     

商用车混合动力电控转向系统的操稳性与节能性

为了提高重型商用车的高速转向"路感",并降低转向系统能耗,在电液复合式转向系统的基础上提出了一种带有助力矩耦合装置的混合动力电控转向系统(electronically controlled hybrid po-wer steering system,ECHBPS).阐述了ECHBPS的结构组成和工作原理,以降低转向系统能耗为目标,对液压助力子系统参数进行了重新匹配,根据驾驶员在不同车速下偏好的转向盘力矩,设计了电动助力子系统和液压助力子系统的助力特性曲线,建立了ECHBPS功率损耗模型.进行了Matlab/Simulink与Trucksim的联合仿真,结果表明:与传统的液压助力转向系统(hydraulic power stee-ring system,HPS)比较,在原地转向工况下,ECHBPS转向轻便性提高了21.3%;在转向盘中心区转向工况下,ECHBPS的转向"路感"提高了108.96%;在转向工况及直线行驶工况下,ECHBPS能耗分别降低了15.74%和62.61%.     

分布式驱动电动汽车操纵性改善控制策略设计

根据分布式电动汽车各轮驱动/制动转矩独立精确可控的特点,设计了一种改善车辆操纵性能的控制策略.根据不同车速下理想的助力特性曲线设计了差动助力转向控制策略以改善转向轻便性,根据优化的横摆角速度参考模型设计了转矩矢量分配控制策略以改善操纵灵敏性,最后利用纵向力分配算法将两者结合形成差动助力转向/转矩矢量分配联合控制策略.实车试验结果表明,操纵性改善控制策略在保证驾驶员路感信息的前提下明显减小了转向盘转矩,减小了转向盘转角,降低了驾驶员操纵负担.明显提高了整车横摆角速度响应,有效地抑制了车辆的加速不足转向特性,显著地改善了分布式驱动电动汽车的操纵性能.     

旁通流量式ECHPS系统功率流模型与节能特性

为了降低目前商用车广泛采用的液压助力转向(HPS)系统的能耗,设计了基于比例电磁阀控制旁通流量的新型电控液压转向(ECHPS)系统,研究了新型ECHPS系统在改善车辆操稳性的同时,在降低转向系统能耗方面的效果.分析了ECHPS系统各模块的功率平衡关系,基于Matlab/Simulink建立了ECHPS的功率流模型,采用模糊PID控制算法对ECHPS系统中比例电磁阀的阀芯位移进行控制,仿真分析了动态多工况下ECHPS系统的功耗,并进行了大客车ECHPS道路试验.结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,所建的ECHPS系统功率流模型有效;与HPS系统相比,ECHPS系统在整车空载与满载试验时的功率损耗分别降低了7.0%和15.6%;驾驶员主观评价的整车高速路感得到明显改善.     

低附着路面电动助力转向控制策略

车辆在低附着路面转向时转向阻力矩大幅降低,导致转向盘转矩随之减小,严重影响驾驶员的路感,易导致事故的发生.鉴于此,提出电动助力转向电流补偿控制策略以提高低附着路面驾驶员路感.利用扩展卡尔曼滤波方法估计出低附着路面前轴侧向力,进而计算出补偿电流值.在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,利用实车试验数据与仿真数据对比,验证了仿真模型的准确性.不同行驶工况的仿真结果显示采用本文提出的控制策略后,转向盘力矩显著提高,使驾驶员在低附着路面下的路感与正常高附着路面相同,可以有效防止驾驶员的误操作,提高车辆行驶安全性.     

四轮转向干预下电动助力转向控制策略研究

四轮转向（4WS）车辆相较于前轮转向（FWS）车辆具有更高的灵活性,其后轮转向在提高车辆操稳性的同时转向阻力矩也发生变化,使得原电动助力转向系统助力策略与四轮转向车辆不匹配,对行车安全产生影响.本文以线性二自由度车辆模型为基础,对比分析了前轮转向车辆与四轮转向车辆的转向特性,提出电动助力转向修正控制策略.仿真结果表明,角阶跃工况下,有助力修正的四轮转向车辆,驾驶员操纵方向盘力矩与驾驶前轮转向车辆基本一致,既保证了四轮转向车辆低速时的操纵轻便性,也兼顾了高速时的操纵稳定性.     

电动液压助力转向系统仿真

依据电动液压助力转向(EHPS)系统的参数,运用AMESim软件建立了电动液压助力转向系统仿真模型.分析了车速参与系统控制时对助力特性的影响.相同扭矩下,高速时提供助力较小,低速时提供助力较大.既可保证转向轻便性,又防止高速时转向盘发飘.转向盘角速度参与控制后,提高了系统的跟随性.改善了系统的回正性能.将仿真所得调试控制参数用于实际控制系统中,进行了台架实验.实验结果表明,电动液压助力转向系统的实际控制效果与仿真结果相同.     

电动助力转向系统控制策略的仿真分析

建立了电动助力转向系统的数学模型,根据路感强度的表达式,运用伯德图进行了频域分析,并制定了比例微分助力的控制策略。结合考虑车身侧倾的三自由度汽车模型和轮胎模型,建立了用于分析电动助力转向特性的仿真模型,针对转向轻便性、高速回正性和合适路感的多重目标,进行了方向盘正弦输入和方向盘撒手仿真试验,总结出了控制器参数在不同车速和转向盘输入转矩下的变化规律。     

汽车电动助力转向系统控制策略的研究

在分析电动助力转向系统(EPS)结构和工作原理的基础上,建立了转矩传感器、输入转向轴、输出转向轴及助力电机的数学模型,设计了直线型EPS助力特性曲线。提出了一种带输入信号相位超前补偿的增量式闭环PID控制策略。在MATLAB/Simulink环境下,建立了EPS系统仿真模型,对所设计的控制策略进行仿真。仿真结果表明:所设计的控制策略提高了EPS工作的实时性,可以满足汽车行驶时低速转向的轻便性和高速转向保持较强路感的要求。