旁通流量式ECHPS系統建模與助力特性設計.pdf

1、目前中重型商用車普遍采用液壓助力轉向系統(HPS,HydraulicPowerSteering),由于HPS轉向助力特性不能隨車速的變化而變化,設計時一般以滿足車輛原地轉向或低速急轉向時的操縱輕便性為主,因此當車輛高速(車速大于80km/h)行駛時,駕駛員就會覺得“路感”不足或方向盤“發(fā)飄”,容易造成轉向幅度過大而危及車輛的行駛安全性。運用電子控制技術構建中重型車輛電控液壓助力轉向(ECHPS,ElectricalControlledH

2、ydraulicPowerSteering)系統是克服傳統HPS性能缺點的有效途徑。本文基于液壓助力轉向系統電控技術的國內外研究現狀,從ECHPS系統的基本原理和實現方式、旁通流量控制式ECHPS的設計方案與系統建模、助力特性設計與驗證等方面進行了深入研究。
　　 首先分析了電控液壓助力轉向系統的國內外研究現狀,在此基礎上提出了本課題的研究方案。分析了旁通流量式ECHPS系統的結構和工作原理,介紹了所選用的2FRE6型比例調速閥

3、的結構及工作原理。建立了旁通流量式ECHPS系統的動力學模型,基于二自由度車輛模型建立了ECHPS系統助力特性曲線的仿真模型。
　　 其次,將傳統的HPS助力特性和ECHPS助力特性進行對比分析,結果表明,轉閥的結構參數是影響助力特性的重要因素。為此,對ECHPS系統的轉閥靜態(tài)特性進行了詳細分析,建立其simulink模型,通過仿真分析了轉閥各結構參數對轉向系統助力特性的影響,并對相關結構參數進行了優(yōu)化。
　　 最后,根

4、據商用車轉向輕便性和路感的要求,分析了轉向助力特性曲線的設計要求、理想的助力特性曲線形式以及駕駛員理想的轉向盤輸入轉矩;介紹了三種助力特性曲線的形式,并分析其優(yōu)缺點,根據中重型商用車轉向系統的特點,選擇了曲線型助力特性曲線,對曲線型助力特性曲線的設計方法進行了研究,基于MATLAB/SIMULINK仿真設計,設計出ECHPS系統的曲線型助力特性曲線,并通過臺架試驗進行驗證。
　　 研究結果表明,本文設計的助力特性曲線滿足了中重型

5、商用車對轉向路感和轉向輕便性的要求,與傳統的HPS系統相比,ECHPS系統的轉向輕便性得到了很大的提升,當車輛在原地轉向或低速行駛工況下,轉向助力系統能夠提供較大的助力幫助駕駛員實現轉向操作,大大減小了駕駛員作用在轉向盤上的操縱力矩;同時,ECHPS系統的轉向路感也有了很大的改善,當車輛在中高速行駛工況下進行轉向操縱時,轉向助力系統只提供很小的助力甚至不提供助力,使駕駛員獲得良好的路感,提高駕駛安全性。ECHPS系統兼顧轉向輕便性和轉向