基于ADAMS的EPS系统助力特性设计方法的研究温控仪表

基于ADAMS的EPS系统助力特性设计方法的研究

基于ADAMS的EPS系统助力特性设计方法的研究 2011： 摘要：在直线型助力特性曲线分析的基础上，给出了基于MSC ADAMS 的EPS 动力学分析模型构建方法，以及基于仿真的直线型助力特性曲线设计方法。通过某轿车算例表明，提出的基于仿真的直线型助力特性曲线设计方法是可行的，对汽车助力特性的研究与开发具有重要的参考意义。关键词：电动助力转向；助力特性；车感系数引言助力特性是电机的助力随汽车运动状况(转向盘手力和车速)变化的规律，包括特定车速下和不同车速下转向盘输入力矩-助力电机力矩关系，助力特性是电动助力转向系统电子控制单元控制程序设计的基础。因此助力特性设计方法是电动助力转向系统设计的关键技术。理想的助力特性应能充分协调好汽车转向轻便性与路感之间的关系，并提供给驾驶员与手动转向尽可能一致的、可控的转向特性。在满足转向轻便性的条件下，如果路感强度在整个助力特性区域内不变，则驾驶员就能容易地判定汽车行驶状况的变化，预测出所需要的转向操纵力矩的大小。EPS 的助力特性主要有直线型、折线型和曲线型三种，其中直线型简单，容易调整，曲线型过于复杂，调整不方便，折线型助特性介于两者之间。汽车助力特性研究有物理试验法和虚拟样机法。前者数据可靠，操作繁杂，多次试验成本高；后者建模方便，成本低，仿真试验灵活。尽管EPS 系统助力特性对汽车操纵稳定性和转向性能影响的研究有不少文献[2-5]，但EPS系统助力特性曲线设计方法的文献却很少。本文以基于机械动力学分析软件MSC ADAMS 的电动助力转向动力学分析模型为基础，提出了基于仿真的汽车电动助力转向系统直线型助力特性曲线设计方法，并给出了算例结果。1 直线型助力特性曲线设计方法1.1 直线型助力特性曲线分析图1 为典型的直线型助力特性曲线，由图中可以看出曲线可分为3 个区间： 0 ≤ Td 100km/h 时，K(v)<0，即车速超过100km/h时就不再需要提供助力，此时转向力矩完全由驾驶员来提供。因此只需要在EPS 的控制系统中设置如图3 所示的助力程序并通过试验调试，便可获得不同车速下理想的助力特性。由于不同类型的汽车的转向路感不尽相同，所以上式的车速感应与车速的函数关系应当根据不同的具体车型采用以上方法进行确定。3 结论本文通过某轿车实例给出汽车电动助力转向系统直线型助力特性曲线的设计过程，该设计方法通过建模和数据分析进行设计助力特性曲线，具有更高的实用价值，对于汽车EPS 系统折线型和曲线型助力特性曲线的设计、不同类型汽车的转向路感设计和EPS 系统的开发也具有一定的指导意义。参考文献[1] 王绍銧，夏群生，李建秋等. 汽车电子学[M]. 北京：清华大学出版社，2005.[2] 唐子雷. 电动助力转向系统助力特性的研究[J]. 专用汽车，2008.3：44-46.[3] 孙立军, 陈 龙, 赵景波, 江浩斌. 汽车电动助力转向系统助力特性研究及试验[J]. 郑州大学报（工学版），2007.12：117-121.[4] 蒋芬，钟绍华. 汽车电动助力转向系统的仿真分析[J]. 北京汽车，2008.3：22-24.[5] 陈龙，袁朝春，江浩斌，陆海燕. 电动助力转向系统助力特性研究[J]. 中国机械工程，2008.9：1119-1122.[6] 刘惟信. 汽车设计[M]. 清华大学出版社，2001.7.

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