汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(eps)的設(shè)計(jì)[含cad圖紙和文檔資料]

汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(eps)的設(shè)計(jì)[含cad圖紙和文檔資料],含cad圖紙和文檔資料,汽車,電動(dòng),助力,轉(zhuǎn)向,系統(tǒng),eps,設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,文檔,資料 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附件 附件C：譯文 附件C：譯文 采用輔助電機(jī)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 邏輯控制 摘要 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）與傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比在發(fā)動(dòng)機(jī)能源利用率，空間利用率，與環(huán)境的相容性方面有很多有點(diǎn)。這篇論文研究的目的在于發(fā)展提高EPS的邏輯控制，以達(dá)到減小由駕駛員提供的轉(zhuǎn)向力矩并且保持各種工況的路感，提高轉(zhuǎn)向回正性能的目的。另外，力矩傳感器能夠測(cè)量轉(zhuǎn)向力矩并計(jì)算車輪的轉(zhuǎn)角，能夠計(jì)算出一種實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩并提供給轉(zhuǎn)向柱的回路仿真系統(tǒng)硬件也得到一定的發(fā)展。使用我們所介紹的EPS邏輯控制，駕駛員能夠使用由轉(zhuǎn)矩發(fā)生器提供的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪，轉(zhuǎn)向發(fā)生器發(fā)出的轉(zhuǎn)矩隨著駕駛員提供給轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩的變化而變化，但是兩個(gè)相互對(duì)立的轉(zhuǎn)矩。經(jīng)驗(yàn)研究表明，我們研究的EPS邏輯控制能夠控制輔助電機(jī)來(lái)提高轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向回正性。 2002年Elsevier科學(xué)有限公司；保留所有權(quán)。 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)向力矩；轉(zhuǎn)矩傳感器；輔助電機(jī)；主動(dòng)阻尼 1. 引言 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車控制主要子系統(tǒng)之一。它按照駕駛員的輸入以相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)前輪。當(dāng)汽車前輪轉(zhuǎn)向過(guò)后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)回正力矩，它意圖將轉(zhuǎn)向輪恢復(fù)到原來(lái)的位置。雖然回正力矩能夠提高轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，但駕駛員必須提供更打的轉(zhuǎn)向力矩來(lái)克服它以使汽車轉(zhuǎn)向。 * 通訊作者。電話：+82-2-3290-3363；傳真：+82-2-3290-3757。 電子郵箱：jbsong@korea.ac.kr (J.-B. Song). 0957-4158/02/$ - 見(jiàn)前面相關(guān)事宜 2002年Elsevier科學(xué)有限公司；保留所有權(quán)。 PII: S09 5 7-4 1 58 (01)00004- 6 對(duì)于大車來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向效率是一個(gè)非常需要考慮的問(wèn)題，尤其在低速的情況之下。因此我們引進(jìn)了動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)幫助駕駛員實(shí)現(xiàn)這種情況下的轉(zhuǎn)向。很多動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵和一些管路執(zhí)行器件組成[1]。 因?yàn)閭鹘y(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，它不但不能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的能源消耗，而且其運(yùn)轉(zhuǎn)還需要一些復(fù)雜的液壓器件如液壓泵，傳動(dòng)帶，軟管等。對(duì)于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)來(lái)說(shuō)，它由一個(gè)獨(dú)立與發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)提供能量，減少了復(fù)雜的液壓器件，正因如此，它提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和空間利用率，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)它也能獨(dú)立提供轉(zhuǎn)向能量。另外，因?yàn)樗皇褂靡簤河?，因此相?dāng)環(huán)保。由于它與液壓系統(tǒng)相比有這些優(yōu)點(diǎn)，EPS已經(jīng)開(kāi)始取代HPS用于一些高檔轎車上，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，它還將運(yùn)用到其他類型的轎車上 [2]。 EPS有如下兩種功能。第一，它能減少駕駛員提供的轉(zhuǎn)向力矩并且保持各種工況的路感。這里的轉(zhuǎn)向力矩定義為汽車轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員感覺(jué)到的力矩。當(dāng)EPS系統(tǒng)發(fā)出的輔助力矩與駕駛員的的轉(zhuǎn)向力矩作用方向一致時(shí)，駕駛員所需要提供的轉(zhuǎn)向力矩就會(huì)有很大程度的降低。另外，調(diào)整轉(zhuǎn)向助力特性，駕駛員會(huì)感到不同路況的路感。第二，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向后，它能提高車輪的轉(zhuǎn)向回正性能。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，駕駛員放開(kāi)轉(zhuǎn)向盤，車輪能夠在自調(diào)力矩的作用下回到中間位置，這個(gè)自調(diào)力矩是由地面施加給轉(zhuǎn)向車輪的。因?yàn)榛卣仉S著車速的增加而增加，因此在高速情況下，由于回正力矩過(guò)大而使汽車發(fā)生連續(xù)的擺動(dòng)。EPS 能夠提供主動(dòng)阻尼來(lái)減小這種現(xiàn)象，因此能提高回正性能 。 雖然有關(guān)邏輯控制的細(xì)節(jié)還未發(fā)表，但一些關(guān)于EPS的研究已經(jīng)完成。在商業(yè)上，德?tīng)柛Ｆ嚭蚑RW汽車已經(jīng)為實(shí)車設(shè)計(jì)了EPS系統(tǒng)模型，本田已經(jīng)將其開(kāi)發(fā)的EPS系統(tǒng)用于阿庫(kù)拉 NSX實(shí)車上[3]。大多數(shù)的EPS控制系統(tǒng)框圖如圖1，目標(biāo)電流發(fā)生器根據(jù)行使條件來(lái)確定供給電機(jī)的參考電流[4 ,5 ]由控制器計(jì)算控制信號(hào)，它能利用和實(shí)際電流將錯(cuò)誤減少到最低。這種方案的一個(gè)不足之處在于它實(shí)間接的控制轉(zhuǎn)矩，真正的控制參數(shù)是電機(jī)電流。 圖1. 典型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制框圖 這篇研究的主要目的是開(kāi)發(fā)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制邏輯。 這篇研究構(gòu)造的邏輯控制目的在于測(cè)量轉(zhuǎn)向力矩本身，并且將它反饋會(huì)控制器中，控制器產(chǎn)生控制信號(hào)使參考力矩和轉(zhuǎn)向力矩的誤差達(dá)到最小。參考力矩由力矩規(guī)律圖參照汽車速度信號(hào)和轉(zhuǎn)向輪狀態(tài)產(chǎn)生。這種方法的好處在于它能直接控制駕駛員的轉(zhuǎn)向力矩因此能改善各種工況的路感。 為了測(cè)量轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向輪的角度，我們?cè)O(shè)計(jì)了由兩個(gè)光電編碼器組成的力矩傳感器。為了驗(yàn)證所提出的邏輯控制，我們建立了回路仿真硬件系統(tǒng)，在這個(gè)回路仿真系統(tǒng)里面的負(fù)載電機(jī)附加到一組齒輪齒條機(jī)構(gòu)上，電機(jī)產(chǎn)生不同的附加力矩傳遞到轉(zhuǎn)向軸上。 2. EPS系統(tǒng)的構(gòu)建與造型 這項(xiàng)研究的主要工作是開(kāi)發(fā)EPS系統(tǒng)的邏輯控制（而不是EPS硬件設(shè)計(jì)）。因此這篇論文研究的EPS系統(tǒng)用簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系進(jìn)行改裝來(lái)進(jìn)行建模。圖2為回路仿真硬件系統(tǒng)的試驗(yàn)裝置，其中一些因數(shù)如汽車動(dòng)力和回正力矩通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，否則，這個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能就只有在真實(shí)的硬件上進(jìn)行完成。 圖2 所示的電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為一轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，輔助電機(jī)連接在轉(zhuǎn)向柱上通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)傳遞力矩給轉(zhuǎn)向柱。連接到機(jī)架和齒輪機(jī)構(gòu)中的負(fù)載電機(jī)提供等效的負(fù)載力矩，其中包括地面與車輪的摩擦力矩。輔助電機(jī)和負(fù)載電機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制，它們的控制信號(hào)來(lái)自裝有邏輯控制的電腦。輔助電機(jī)和負(fù)載電機(jī)都是使用的無(wú)刷直流電機(jī)(BLDS)。雖然兩種電機(jī)在結(jié)構(gòu)上有所不同，但它們?cè)诮７矫鎱s由相同的性能。轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角由我們上面提到的扭矩傳感器測(cè)量。 圖2.用于實(shí)現(xiàn)EPS邏輯控制的試驗(yàn)裝置 2.1. 扭矩傳感器 為了測(cè)量由司機(jī)施加在轉(zhuǎn)向軸上的力矩Ts，我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖3所示的力矩傳感器。在這個(gè)傳感器當(dāng)中，轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)角作用于扭桿兩端，扭桿安裝在轉(zhuǎn)向保護(hù)套管里面，和分別由光電編碼器1、2分別測(cè)量。因?yàn)榧?xì)長(zhǎng)的扭桿發(fā)生相對(duì)較大的角位移后Δθ，同步皮帶和滑輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑦@個(gè)角位移放大，所以即使在小扭矩的情況下光電編碼器也能測(cè)量出這個(gè)角位移。我們知道，作用在轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)向力矩Ts與這個(gè)相對(duì)位移Δθ有如下比例關(guān)系： （1） ktorsion為扭桿的扭轉(zhuǎn)剛度。EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)邏輯控制需要的轉(zhuǎn)向盤的角度不需要其他傳感器而只需要我們所設(shè)計(jì)的扭矩傳感器就能夠獲得。 圖3.力矩傳感器結(jié)構(gòu)圖 2.2. 系統(tǒng)建模 EPS系統(tǒng)的物理模型分為轉(zhuǎn)向軸部分和轉(zhuǎn)向輔助電機(jī)部分，如圖4。在圖里Ta和Tl分別代表傳遞給轉(zhuǎn)向軸的輔助力矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩來(lái)自車輪與地面的摩擦、傳動(dòng)系的效率等。輔助電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程表示為： (2) 這里的和分別代表輔助電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼系數(shù)，代表電機(jī)的力矩，N代表齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，它與轉(zhuǎn)向軸的運(yùn)動(dòng)關(guān)系有這永磁無(wú)刷直流電機(jī)的電動(dòng)方程如下，它與直流電機(jī)的方程相同。 (3) 和分別代表電樞電壓和電流，和分別代表電樞電阻和反電勢(shì)常數(shù)輪。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為： (4) KT是電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)。 為了運(yùn)行設(shè)計(jì)的回路仿真硬件系統(tǒng)，必須測(cè)量路面作用在車輪上的力矩。為了測(cè)量這個(gè)力矩，我們運(yùn)用了Dugoff輪胎模型[7]，其縱向力和橫向力分別為： 圖4. 轉(zhuǎn)向軸的自由結(jié)構(gòu)示意圖 (5) 其中和分別代表輪胎縱向和橫向剛度，A, s,α分別表示車輪與地面的接觸面積，滑移率，側(cè)偏角。 如圖5所示，輪胎受到的縱向和橫向的力傳遞到機(jī)架上后為： (6) 轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角δ的關(guān)系為：，n為轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比，路面的負(fù)載力矩傳遞到轉(zhuǎn)向盤上后變?yōu)椋? (7) 圖6所示為路面施加與車輪的力矩于轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的關(guān)系，負(fù)載電機(jī)根據(jù)方程式來(lái)產(chǎn)生負(fù)載轉(zhuǎn)矩（7）。駕駛員按照正旋規(guī)律輸入。我們常用滑移率和側(cè)偏角參數(shù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的好壞。施通過(guò)圖我們可以看出：路面產(chǎn)生的力矩與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角成比例。雖然在計(jì)算路面力矩的時(shí)候我們應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的效率，但我們這里假設(shè)我們所的的值近似等于真實(shí)的路面力矩。 圖5.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條的簡(jiǎn)化模型 圖6.路面力矩與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的關(guān)系（試驗(yàn)數(shù)據(jù)） 3. EPS控制邏輯 EPS系統(tǒng)的主要作用是減小轉(zhuǎn)向力矩與提高轉(zhuǎn)向回正性能。這兩項(xiàng)功能不需要同時(shí)起作用，在某一個(gè)瞬間只需要一個(gè)功能。例如，在J形轉(zhuǎn)向試驗(yàn)中，輔助電機(jī)產(chǎn)生輔助力矩來(lái)減小駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩，通常，轉(zhuǎn)向盤會(huì)平滑的回到起始位置而不會(huì)引起回正力矩過(guò)大造成汽車發(fā)生連續(xù)振動(dòng)，最終汽車將恢復(fù)直線行使。這一現(xiàn)象需要EPS系統(tǒng)提供兩個(gè)獨(dú)立的控制算法來(lái)滿足每一個(gè)行使?fàn)顩r。 3.1. 減小轉(zhuǎn)向力矩的控制邏輯 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向的時(shí)候由電機(jī)產(chǎn)生足夠而又適量的輔助力矩來(lái)幫助駕駛員完成轉(zhuǎn)向操作。圖7為產(chǎn)生這種輔助力矩的轉(zhuǎn)向系控制系統(tǒng)方框圖。在力矩規(guī)律圖上（下面將要討論）首先通過(guò)行使條件來(lái)確定參考力矩。輔助電機(jī)然后產(chǎn)生合適的輔助力矩使得轉(zhuǎn)向力矩接近。例如，當(dāng)路面輸入力矩為20Nm時(shí)設(shè)定為3Nm，駕駛員將提供3Nm的轉(zhuǎn)向力矩，輔助電機(jī)提供17Nm的輔助力矩到轉(zhuǎn)向軸上。如沒(méi)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向，駕駛員將提供20Nm的轉(zhuǎn)向力矩在轉(zhuǎn)向盤上。當(dāng)然，在實(shí)際的行使條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩?zé)o法測(cè)量，但是轉(zhuǎn)向力矩能夠由轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)量。因此用這種方式調(diào)節(jié)輔助電機(jī)使和之間的誤差達(dá)到最小。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們使用了下面的PI控制方式： (8) K1和K2是PI控制增益。以這種方式產(chǎn)生的輔助力矩按照與駕駛員發(fā)出的力矩方向施加到轉(zhuǎn)向軸上。 圖7.減小轉(zhuǎn)矩的邏輯控制方框圖 這個(gè)系統(tǒng)最大的好處之一是引入了力矩規(guī)律圖，它根據(jù)車速V和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角來(lái)確定參考力矩。車速起著很重要的作用，因?yàn)轳{駛員提供的轉(zhuǎn)向力矩隨著車速的不同而不同。比如說(shuō)在低速情況下（停車時(shí)），為了方便轉(zhuǎn)向，助力系統(tǒng)要提供很大的力矩。在高速時(shí)，轉(zhuǎn)向力矩越大路感越強(qiáng)行使的安全性就越好。方向盤的轉(zhuǎn)角也很重要，因?yàn)樗c負(fù)載力矩由如圖6所示的關(guān)系。 圖8為我們?cè)谠囼?yàn)中所采用的力矩規(guī)律圖。在圖a中，在速度為0時(shí)為了轉(zhuǎn)向輕便將參考力矩T0設(shè)計(jì)的相當(dāng)?shù)?，為了高速駕駛的安全性，參考力矩隨速度的增加而增大。因此駕駛員的轉(zhuǎn)向路感隨著車速的增加而增強(qiáng)。當(dāng)車速到達(dá)極限車速時(shí)，參考力矩達(dá)到飽和值而不再增加，因此在高速時(shí)也能保持某些時(shí)候的轉(zhuǎn)向輕便；圖b所示為參考力矩隨著轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的變化而變化，參考力矩與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角成正比。參考力矩，車速，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的三維關(guān)系構(gòu)成了力矩規(guī)律圖，它儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器了以供使用。如圖9所示。使用力矩規(guī)律圖的一個(gè)好處在于參考力矩能夠隨著行使?fàn)顩r和駕駛員的需求隨時(shí)修改。 3.2. 轉(zhuǎn)向回正性的控制邏輯 在行使過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤發(fā)生轉(zhuǎn)向時(shí)，自動(dòng)回正力矩能夠自然的使轉(zhuǎn)向盤回到中間位置。這種性能能夠?yàn)轳{駛員回正方向提供方便，但如果其值過(guò)大又會(huì)破壞汽車的行使穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠依靠系統(tǒng)的慣性和摩擦提供一些阻尼，但是是處于被動(dòng)的不是主動(dòng)的提供阻尼。對(duì)于EPS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電機(jī)通過(guò)一定的控制能夠產(chǎn)生主動(dòng)抑制阻尼。 (a) (b) 圖8.（a）依據(jù)車速確定參考力矩（b）依據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角確定參考力矩 圖9.推薦的力矩規(guī)律三維曲線 回正性能的控制策略被分為2個(gè)運(yùn)算部分。一個(gè)是使車輪回到中間位置的回正過(guò)程的運(yùn)算。這個(gè)過(guò)程的主要作用是使車輪快速準(zhǔn)確的回到中間位置，因此在車輪受到恒定的摩擦阻力而使回正受阻是這項(xiàng)功能就相當(dāng)有用。另一種算法是主動(dòng)抑制算法，它使車輪在適當(dāng)?shù)淖枘嶂禄氐街虚g位置，避免了經(jīng)常在高速情況下產(chǎn)生的振動(dòng)。因此，將兩種算法加在一起就顯得比較理想。為了達(dá)到這個(gè)目的，在這篇研究中我們引入了PDI控制器： (9) K3,K4和K5為控制器增益。請(qǐng)注意方程式（9）里的PI部分，它為大方向轉(zhuǎn)角提供了很大的轉(zhuǎn)矩以供轉(zhuǎn)向控制，微分部分則提供主動(dòng)阻尼，它隨著方向盤的角速度的增加而增加。調(diào)節(jié)控制增益就能獲得不同的控制特性。 4. 結(jié)果討論 使用這種控制邏輯能夠?qū)⒉煌男惺範(fàn)顩r在硬件試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行不同的仿真。一些典型的結(jié)果如下： 圖10為在方向盤轉(zhuǎn)角和車速恒定的情況下的仿真結(jié)果。參考力矩和負(fù)載力矩設(shè)定為恒定值分別為7.5Nm和30Nm。在有EPS邏輯控制下減小轉(zhuǎn)向力矩的試驗(yàn)結(jié)果為：輔助電機(jī)提供22.5Nm的穩(wěn)定力矩，因此駕駛員感覺(jué)到的轉(zhuǎn)向力矩為7.5Nm。因此轉(zhuǎn)向力矩與參考力矩精確相符。 圖10.在車速和負(fù)載力矩恒定時(shí)轉(zhuǎn)向力矩和輔助力矩隨時(shí)間的關(guān)系 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向的試驗(yàn)結(jié)果如圖11。我們假設(shè)駕駛員以180的振幅5s為周期進(jìn)行正旋輸入。負(fù)載電機(jī)按照方程（7）的結(jié)果發(fā)出負(fù)載力矩經(jīng)機(jī)架和小齒輪傳遞到轉(zhuǎn)向軸上。為了方便起見(jiàn)，我們?cè)O(shè)定轉(zhuǎn)向力矩隨時(shí)針為正。 在沒(méi)有動(dòng)力輔助的時(shí)候，駕駛員需要提供相對(duì)較大和連續(xù)變化的轉(zhuǎn)向力矩來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的。但是有了動(dòng)力輔助后，駕駛員提供的轉(zhuǎn)向力矩有很大程度的減小。另外，參考力矩設(shè)定的不同轉(zhuǎn)向力矩也不相同。因此產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)向路感。比如說(shuō)，在參考力矩設(shè)定的很小的時(shí)候，駕駛員的路感很輕，參考力矩很大時(shí)駕駛員的路感很重。 圖11.轉(zhuǎn)向盤正旋輸入下的轉(zhuǎn)向力矩 圖12為有EPS系統(tǒng)下的參考力矩與轉(zhuǎn)向角的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在圖6我們知道，負(fù)載力矩與轉(zhuǎn)向角成比例，因此，在沒(méi)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向的情況下轉(zhuǎn)向力矩隨著轉(zhuǎn)向角的變化而發(fā)生很大的改變。但是在有EPS系統(tǒng)參與的情況下，轉(zhuǎn)向力矩在很大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)變化很小，如圖12。 接著，我們對(duì)EPS回正控制邏輯進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖13為在主動(dòng)阻尼起作用時(shí)的回正性能曲線，在沒(méi)有阻尼控制時(shí)表現(xiàn)出回正過(guò)量，在有阻尼控制時(shí)沒(méi)有觀察到回正過(guò)量的情況，因?yàn)橐恍┳枘釓?qiáng)加在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向。如果我們調(diào)節(jié)對(duì)方程（9）中微分起作用的阻尼控制增益，將得到不同的回正穩(wěn)定性能。比如在圖13中，曲線A比曲線B有更大的阻尼增益，因此轉(zhuǎn)向更為遲鈍。 圖12.轉(zhuǎn)向力矩隨轉(zhuǎn)向角的變化規(guī)律 圖13.方向盤轉(zhuǎn)角隨主動(dòng)阻尼變化的響應(yīng) 圖14.方向盤轉(zhuǎn)角控制輸入隨阻尼和回正控制的響應(yīng) 雖然在主動(dòng)阻尼的控制作用下不會(huì)出現(xiàn)回正過(guò)量的情況，但它使得回正速度減慢。另外，在主動(dòng)阻尼的作用下，由于系統(tǒng)內(nèi)部的摩擦使得車輪不能精確的回到中間位置。為了克服這種現(xiàn)象，基于方程（9）的PID控制被引入了，在產(chǎn)生阻尼力的同時(shí)產(chǎn)生了恢復(fù)力矩。圖14（a）表明與單獨(dú)的阻尼控制相比，有PID加入的控制的回正反映更快而起不會(huì)引起回正過(guò)量。圖14(b)表明在開(kāi)始時(shí)采用恢復(fù)力控制后面采用主動(dòng)阻尼控制時(shí)的控制輸入的控制情況。因此由不同比例的阻尼控制和回正控制能夠構(gòu)成不同的回正特性。 5. 結(jié)論； 在這篇論文里，我們推薦了減小轉(zhuǎn)向力矩、保持不同路感以及轉(zhuǎn)向回正性能的控制邏輯。另外，力矩傳感器能夠測(cè)量轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，為EPS系統(tǒng)提供足夠準(zhǔn)確的力矩值?；芈贩抡嬗布到y(tǒng)HILS的研究能夠根據(jù)行使情況為轉(zhuǎn)向軸提供負(fù)載力矩，負(fù)載力矩的提供為EPS的邏輯控制的研究起了重要的作用。 EPS控制邏輯能夠減小轉(zhuǎn)向力矩，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的力矩能夠由很大程度的降低。它也表明：轉(zhuǎn)向力矩也能參照由轉(zhuǎn)向力矩圖決定的參考力矩。 參考文獻(xiàn) [1] Ribbens WB. 認(rèn)識(shí)汽車電子產(chǎn)品。第四章 Sams,1992. [2] Badawy AA, Bolourchi F, Gaut SK. 電動(dòng)轉(zhuǎn)向改變轉(zhuǎn)向技術(shù) 汽車工程. SAE 國(guó)標(biāo), 1997, p. 15–18. [3] SAE 國(guó)標(biāo). 汽車工程. SAE 國(guó)標(biāo), 1997, p. 39–40. [4] Endo S. 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定補(bǔ)償控制機(jī)構(gòu) 美國(guó)專利, 5732373, 1998. [5] Mukai Y, Noro Y, Hironaka S. 電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì). 美國(guó)專利, 5844387, 1998. [6] Crandall SH. 剛體力學(xué)介紹. 紐約: McGraw-Hill, 1978. [7] Dugoff H, Fancher PS. 輪胎牽引性能及其對(duì)汽車動(dòng)力性影響分析. SAE 700377, 1970. C12