电液助力转向系统对汽车操作稳定性影响的研究

摘要

本文研究的是电动液压助力转向(EHPS)系统对汽车操作稳定性的影响。EHPS系统具有较好的转向轻便性和操纵稳定性,同时兼具液压助力转向(HPS)系统的柔顺手感和电动助力转向(EPS)系统的燃油经济性,因此被广泛采用,并且成为动力转向技术研究的焦点。
　　论文基于电动液压助力转向系统的结构、工作原理及关键部件的性能特点,提出系统设计要满足的条件;介绍了汽车操作稳定性的研究体系,并确定本文的研究方法和研究对象;按照系统对助力特性的要求,提出助力特性曲线的设计方法,确定采用直线型助力特性曲线;依据助力需求,对系统的控制策略进行分析,确定了既满足助力特性曲线又兼顾紧急转向工况的控制策略,采用电动机转速、电流双闭环PID控制方法调节直流电动机的转速,保证系统具有良好的稳态性能和动态性能;通过对电动液压助力转向系统的动力学分析,建立基于AMESim和Simulink的EHPS系统的联合仿真模型,然后仿真国际通行的研究汽车操纵稳定性的实验。仿真实验结果如下:在方向盘转矩阶跃输入试验中,有PID控制模块的EHPS系统侧向加速度响应曲线的超调量较小,最大超调量仅为7.7％;泵输出流量的时间响应曲线在两次阶跃信号输入时的最大超调量分别是8.3%和6.7%。在转向回正性试验中,横摆角速度响应曲线用时2.8s回到预期工位。在稳态圆周回转实验中,低速和中速两种工况分别在t1=1.5s、t2=3.4s达到稳态值,而高速下的系统却一直处于波动状态而没有达到稳态值。
　　结果表明:论文所建立的EHPS系统模型以及采用的控制策略,可以保证车辆在低、中速行驶时的轻便性、稳定性和高速行驶时的路感,并且使汽车有较好的响应速度和操作稳定性,为电动液压助力转向系统的开发提供了可行的理论依据;而在高速段,车辆的操作稳定性明显下降,侧向角速度波动较大,易发生打滑、甩尾等危险工况,所以不建议使用EHPS的汽车在此工况下长期工作。作为一种研究手段,AMESim和Simulink联合建模仿真在电动液压助力转向系统的动力学分析与研究中表现出极大的优势和可行性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

1绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 EHPS系统简介

1.3 选题的目的和意义

1.4 本课题研究的主要内容

2 汽车操作稳定性评价体系

2.1 汽车操纵稳定性简介

2.2 汽车操纵稳定性的研究方法

2.3 汽车操纵稳定性的评价方法

2.4 本章小结

3EHPS系统的助力特性与电机控制原理

3.1 EHPS系统的助力基本特性和设计

3.2 EHPS系统的控制策略

3.3 本章小结

4EHPS系统的建模

4.1 AMESim和Simulink在本文的应用

4.2 EHPS系统中的AMESim模型的建立

4.3 EHPS系统中的Simulink模型的建立

4.4 EHPS系统的模型的建立

4.5 本章小结

5 整车操纵稳定性实验与模型验证

5.1 方向盘转矩阶跃输入试验与模型评价

5.2 转向回正性试验与模型评价

5.3 稳态圆周回转实验与模型评价

5.4 本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢