旁通流量式ECHPS系統(tǒng)建模與助力特性設(shè)計(jì).pdf

1、目前中重型商用車(chē)普遍采用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS,HydraulicPowerSteering),由于HPS轉(zhuǎn)向助力特性不能隨車(chē)速的變化而變化,設(shè)計(jì)時(shí)一般以滿(mǎn)足車(chē)輛原地轉(zhuǎn)向或低速急轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱輕便性為主,因此當(dāng)車(chē)輛高速(車(chē)速大于80km/h)行駛時(shí),駕駛員就會(huì)覺(jué)得“路感”不足或方向盤(pán)“發(fā)飄”,容易造成轉(zhuǎn)向幅度過(guò)大而危及車(chē)輛的行駛安全性。運(yùn)用電子控制技術(shù)構(gòu)建中重型車(chē)輛電控液壓助力轉(zhuǎn)向(ECHPS,ElectricalControlledH

2、ydraulicPowerSteering)系統(tǒng)是克服傳統(tǒng)HPS性能缺點(diǎn)的有效途徑。本文基于液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,從ECHPS系統(tǒng)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方式、旁通流量控制式ECHPS的設(shè)計(jì)方案與系統(tǒng)建模、助力特性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證等方面進(jìn)行了深入研究。
　　 首先分析了電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上提出了本課題的研究方案。分析了旁通流量式ECHPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,介紹了所選用的2FRE6型比例調(diào)速閥

3、的結(jié)構(gòu)及工作原理。建立了旁通流量式ECHPS系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,基于二自由度車(chē)輛模型建立了ECHPS系統(tǒng)助力特性曲線的仿真模型。
　　 其次,將傳統(tǒng)的HPS助力特性和ECHPS助力特性進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響助力特性的重要因素。為此,對(duì)ECHPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)閥靜態(tài)特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,建立其simulink模型,通過(guò)仿真分析了轉(zhuǎn)閥各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性的影響,并對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 最后,根

4、據(jù)商用車(chē)轉(zhuǎn)向輕便性和路感的要求,分析了轉(zhuǎn)向助力特性曲線的設(shè)計(jì)要求、理想的助力特性曲線形式以及駕駛員理想的轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入轉(zhuǎn)矩;介紹了三種助力特性曲線的形式,并分析其優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)中重型商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn),選擇了曲線型助力特性曲線,對(duì)曲線型助力特性曲線的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究,基于MATLAB/SIMULINK仿真設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出ECHPS系統(tǒng)的曲線型助力特性曲線,并通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 研究結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的助力特性曲線滿(mǎn)足了中重型

5、商用車(chē)對(duì)轉(zhuǎn)向路感和轉(zhuǎn)向輕便性的要求,與傳統(tǒng)的HPS系統(tǒng)相比,ECHPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向輕便性得到了很大的提升,當(dāng)車(chē)輛在原地轉(zhuǎn)向或低速行駛工況下,轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)能夠提供較大的助力幫助駕駛員實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向操作,大大減小了駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的操縱力矩;同時(shí),ECHPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向路感也有了很大的改善,當(dāng)車(chē)輛在中高速行駛工況下進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱時(shí),轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)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(tǒng)兼顧轉(zhuǎn)向輕便性和轉(zhuǎn)向