方向盘转角传感器性能标定及检测系统设计

针对某企业方向盘转角传感器性能标定和检测的需求,设计了一套方向盘转角传感器性能标定及检测系统,该系统能够实现对方向盘转角传感器的性能标定补偿和自动检测。基于PCI数据采集卡设计的高精度数据采集模块实现了对过程数据的实时采集;基于低惯性伺服电机、MPC08运动控制板卡设计的驱动加载系统实现了方向盘转角传感器静态标定时的驱动角度精准控制;采用高速CAN总线通信对方向盘转角传感器信号进行高速通信,实时读取方向盘转角传感器角度信息;使用LabVIEW编程软件,完成对方向盘转角传感器标定检测流程的实时控制、数据采集处理显示等功能。在方向盘转角传感器完成灵敏度标定后,经检测,其非线性误差、迟滞误差等均在允许范围之内。对方向盘转角传感器性能标定及检测系统进行大量重复性试验,得出输出角度的合成标准不确定度为0.145°,试验数据表明,该系统能够满足企业对于方向盘转角传感器性能标定和检测功能的测试要求。     

EPS转矩传感器性能测试技术研究

对EPS转矩传感器测试技术进行研究,研制自动化测试设备,通过基准转矩传感器实时采集EPS系统输入转矩值,并与EPS转矩传感器信号值进行对比分析,从而得到EPS转矩传感器的零点输入滞后。实际测试结果验证了该测试设备及测试技术的有效性、稳定性,可用于EPS转矩传感器的性能判定。     

电动助力转向系统光电式转矩传感器的研究

转矩传感器是汽车电动助力转向系统(EPS系统)的关键部件之一，其输出特性直接影响到EPS系统的控制性能。在分析国外EPS系统转矩传感器的基础上，根据EPS系统的要求，设计开发了一种结构简单、成本低廉的光电式非接触转向盘转矩传感器。给出该光电式传感器的结构和原理，并对其进行测试；对传感器输出特性的分析表明：所设计的光电式转矩传感器在输出重复性、温度漂移等综合性能方面基本满足EPS系统的要求。     

基于BP神经网络的EPS助力特性研究

提出了基于BP神经网络优化算法计算任意车速下方向盘扭矩与电机助力电流的非线性关系的方法。对基于BP神经网络优化算法的EPS系统控制策略和算法进行了深入研究。通过分析车辆和驾驶员对转向控制的要求和特点,获得了汽车车速和方向盘扭矩二输入下的EPS的助力特性,对研究汽车转向系统助力特性具有实际应用价值和直接指导意义。     

电动汽车转向传感器设计理论研究

转向传感器是汽车电动助力转向系统(EPS系统[1])的关键部件之一,其输出特性直接影响到EPS系统的控制性能[2].在分析国外EPS系统转矩传感器的基础上,设计了一种结构简单,成本低廉的差动变压器式转矩传感器.运用UG软件设计了该传感器的结构,分析了工作原理,并对其进行测试;对传感器的输出特性的分析表明:所设计的传感器在输出线性度、重复性等综合性能方面基本满足EPS系统的要求.     

电动助力转向系统回正补偿控制研究

车辆在不同附着系数路面上行驶时,转向回正力变化显著导致车辆回正时回正不足或回正超调。为克服路面附着系数变化对车辆回正性能的影响,研究了基于实际回正力估计的回正控制。建立了电动助力转向系统(Electric power steering system,EPS)模型,由车速和方向盘转角确定期望回正力矩。采用变内阻、变反电动势系数的电机模型估计电机转速,由估计的电机转速、电机电流,方向盘扭矩,估计车辆的回正力矩。根据期望回正力矩和估计的实际回正力矩对EPS回正补偿,采用分段PID(Proportional integral derivative)进行闭环控制。建立了EPS硬件在环试验台架,并对提出的控制算法进行试验验证,结果表明车辆在不同附着路面上均具有良好的回正性能。     

电动助力转向系统模糊控制算法研究

针对电动助力转向系统(EPS)对控制系统的实时性、稳定性的要求,提出了一种应用于EPS的模糊控制算法,并将其应用在EPS控制器上组成模糊控制器。兼顾转向的轻便性和平稳性,在EPS实验平台上测试所设计的模糊控制器,并在线调整模糊控制参数,使EPS转向手感达到最佳。实验结果表明,所提出的模糊控制算法具有良好的跟踪性能,能满足EPS快速、频繁启停以及转向轻便、稳定的要求。     

电动助力转向试验台开发

电动助力转向系统(EPS)节约能量,提高安全性,且有利于环保,是未来动力转向技术发展的方向之一.为配合EPS的开发,研究了EPS试验台.试验台测控系统运用虚拟仪器技术,把硬件和软件系统有机地结合起来,试验台能进行EPS部件测试和总成性能测试.在实车试验前,能获得基本的性能数据,可以对控制器等部件进行初步优化,有效地缩短EPS的开发周期.     

汽车液压助力转向器性能测试台

汽车液压助力转向器常见于高级轿车和重型汽车上。与常规的机械式转向器相比,由于汽车转向时所需的转向力是由液压系统提供而驾驶员转动方向盘仅仅是控制液压系统的动作,因而操作方向盘轻松自如。液压助力转向器实质上是一种液压伺服力矩放大器,转向器的特性主要取决于液压助力特性。为满足安全性的要求,汽车转向器厂生产的每一台液压助力转向器必须经过全面性能测试后才能装车。性能测试项目包括:输入轴转动总圈数和空载力矩、转向器满负载时输入轴力矩、转向器灵敏度和力特性、转向器的回正能力、转向器内部的内泄漏等,所有测试项目均为连…     

C—EPS，S-EPS，P—EPS浅析

理想的汽车助力转向系统不仅要求操纵轻便和灵敏．而且要求驾驶员有良好的“路感”。汽车采用EPS技术可以在汽车高速行驶时降低助力甚至于增加阻尼达到增加转向手力的目的,使驾驶员在高速行驶时操纵方向盘有沉重感,不再有发飘的感觉。汽车采用EPS技术以后,由于采用了回位控制,可大大减轻摆头现象。改善了汽车的操纵稳定性。还可减轻转向系统重量,有助于整车轻量化。     

电动助力转向系统与汽车转向盘力特性的仿真研究

将EPS系统模型与多自由度汽车动力学仿真软件相结合,讨论了EPS系统对汽车转向盘力特性的影响,提出并验证了将EPS系统比例控制系数设计成随车速和侧向加速度递减的函数来改善转向盘力特性的方法。     

Improvement of the steering feel of an electric power steering system by torque map modification

This paper discusses a de motor equipped electric power steering (EPS) system and demonstrates its advantages over a typical hydraulic power steering (HPS) system The tire-road interaction torque at the steering tires is calculated using the 2 d o f bicycle model, in other words by using a single-track model, which was verified with the J-turn test of a real vehicle Because the detail parameters of a steering system are not easily acquired, a simple system is modeled here In previous EPS systems, the assisting torque for the measured driving torque is developed as a boost curve similar to that of the HPS system To improve steering stiffness and return-ability of the steering system, a third-order polynomial as a torque map is introduced and modified within the preferred driving torques researched by Bertollini Using the torque map modification sufficiently improves the EPS system     

基于多传感融合的电动助力转向系统的硬件设计

针对目前EPS主要监控车速、转矩、转向角、转向速度信号等传感信号,高速时转向很难实时反映车辆自身惯性作用及路面状况,提出在传统的电动助力转向基础上,建立横向加速度、前轴惯性重力、路况等动态惯性参数的多传感参数融合的EPS模式。并对该EPS控制系统的硬件电路进行了研究设计,提出了采用受限单极性可逆PWM控制模式控制直流电机驱动方式。试验结果表明：整个系统具有良好的电动助力特性,符合汽车运动特性。     

汽车ESC系统DIL/HIL仿真平台设计

全面准确地标定与测试是开发车辆电子稳定控制(electronic stability control,ESC)系统的关键环节。车辆控制过程是典型的强非线性系统,建立精确的车辆模型比较困难,驾驶员模型也很难准确模拟紧急工况下驾驶员的真实反应。在仿真系统中将难以精确建模的液压制动系统、ESC压力调节单元、转向及电子节气门装置采用真实硬件,并在试验平台中嵌入真实驾驶员,基于Matlab/Simulink/dSPACE环境和车辆动力学软件veDYNA,开发硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)和驾驶员在环(driver-in-the-loop,DIL)的仿真试验平台,并在此平台上对所设计的ESC系统进行仿真试验研究。试验结果表明,所设计的DIL/HIL仿真平台可以大幅提高ESC系统的开发效率和测试准确性。     

人体模块撞击汽车转向机构数值模拟与试验分析

根据国家标准《防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》,人体模块以 2 4.1km/ h～ 2 5 .3 km/ h的速度水平撞击转向盘时 ,作用在转向盘上的水平力不得大于 1112 3 N。本文按国家标准建立了人体模块与某车型的转向机构有限元模型 ,并对试验过程进行数值模拟分析 ,仿真结果与试验结果吻合。因此 ,利用仿真技术对评价汽车转向机构碰撞安全性具有一定借鉴意义     

转向轴式EPS系统转矩传感器故障诊断功能设计

为保障电动助力转向系统助力转向轻便安全,针对电动助力转向系统关键部件之一的转矩传感器进行了控制系统故障自诊断技术研究;对转向系统的工作原理与故障模式进行了深入分析,基于转矩传感器故障模式对EPS控制系统进行了转矩传感器故障诊断功能程序设计;提出了一种监测转矩传感器信号异常的控制方法;文章对控制系统故障诊断研究具有一定的参考价值,对不同类型的EPS系统研究具有实际应用价值。     

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著,因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此,将转向梯形机构简化为一个连杆机构,并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型,基于该摆振模型,应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素,在摆振系统建模过程中应予以充分考虑;随着运动副间隙增大,转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态,造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。     

基于转向轻便性及回正性能设计的EPS应用

在建立电动助力转向系统(Electric power steering system,EPS)数学模型的基础上,将方向盘转矩传感器测得的转矩信号和估算的转向盘转角值相结合以判断转向的状态,然后运用模糊比例微分(Proportion derivative,PD)控制进行常规助力控制或回正控制。仿真结果表明,原地和低速条件下转向盘操纵转矩明显降低,车辆回正性能显著提高。并通过相关的软、硬件设计实现所设计的控制策略。为检验控制策略合理性和控制软件可行性以及自主设计控制单元(Electronic control unit,ECU)的可靠性,参照相关国家标准,进行无助力、自主研发的EPS实车对比试验,试验结果与仿真结果相吻合。     

电动转向系统中两种辅助转向传动机构方案的分析

在电动转向系统设计中辅助转向传动机构方案的选型对转向性能如转向灵敏性和转向路感等有很大的影响。目前在转向柱辅助转向方式中有两种传动机构方案即蜗轮蜗杆机构方案和差动轮系机构方案。本文首先介绍这两种方案的组成 ,然后分别对这两种方案进行运动学分析和动力学建模。其中在建立蜗轮蜗杆机构方案的动力学模型时 ,首次考虑了电磁离合器的动特性。通过运动学分析 ,讨论了两种传动机构方案对转向灵敏性的影响。在动力学模型的基础上 ,结合具体算例讨论了两种传动机构方案对转向路感的影响。