基于路感的电动液压助力转向系统优化设计

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1、第53卷第2期农业装备与车辆工程2015年2月Vol．5第533卷第No．22期AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGFebruary2015doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．02．006基于路感的电动液压助力转向系统优化设计1，21解后循，高翔（1.212013江苏省镇江市江苏大学汽车与交通工程学院；2.215008江苏省苏州市苏州农业职业技术学院）［摘要］对电动液压助力转向系统方向盘反馈力矩数学模型进行了分析，提出采用液压

2、阻尼系数及阻力系数进行建模，给出了阻尼及助力系数表达式。针对车辆高速驾驶需要精确路感反馈的要求，提出以方向盘路感最优为目标的优化设计方法，实例优化计算结果表明了该方法能有效提高方向盘动态反馈力矩的精度。理论分析证明该优化系统阻尼比为0.5，与实例数值计算结果一致，证明了该优化方法的正确性。［关键词］电动液压；助力转向系统；路感；优化设计方法；建模方法［中图分类号］U463.44［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(2015)02-0025-06OptimalDesignofElectro－H

3、ydraulicPowerSteeringSystemBasedonRoadFeelXieHouxun1，2，GaoXiang1（1．SchoolofAutomotive＆TrafficEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangCity，JiangsuProvince212013，China；2．SuzhouPolytechnicInstituteofAgriculture，SuzhouCity，JiangsuProvince215008，China）［Abstra

4、ct］Anewmethod，whichuseshydraulicpoweranddampingcoefficientstomodelelectro－hydraulicpowersteeringsystem，ispresented．Inordertomeettherequirementofaccuratesteeringwheeltorqueinhighspeeddriving，anoptimizationdesignmethodisputforwardbasedonroadfeel．Examplede

5、signandsimulationresultsshowthatthemethodcaneffectivelyimprovetheaccuracyofsteeringwheeltorque．Theoreticalanalysisshowsthatthedampingratiooftheoptimizedsystemis0．5，whichisconsistentwiththeexampledesignresultandprovesthevalidityoftheoptimizationmethod．［K

6、eywords］electro－hydraulicdrive；powersteeringsystem；roadfeel；optimumdesignmethod；modelingmethod0引言车辆侧向加速度大小）影响之外，还与转向系的动态响应特性有关。车辆转向时，地面对车辆的侧向作用力通过本文对电动液压助力转向系统相关设计参数车轮及转向机构的反馈作用使驾驶员感受到路面对反向盘反馈力矩动态特性的影响进行了分析，对车辆的作用力，即路感。驾驶员通过感受方向盘提出了基于最佳路感的系统参数优化设计方法。的反馈

7、力矩与车身响应强度（如车身侧向加速度值）的对应程度来评价车辆的驾驶路感，如反馈力1方向盘反馈力矩数学模型矩在一个合适的水平，驾驶员会认为该车的驾驶电动液压助力转向系统的组成如图1所示。路感好，易于操控。常规（常流量）液压助力转向系统是以车辆低速转向操作轻便性为目标设计的，39往往导致车辆的中高速路感过低，不利于车辆的高速操控。1电动液压助力转向系统将原来由发动机驱动2MECU的液压泵改由ECU控制的电机驱动。系统根据车速及驾驶员操纵方向盘转速的变化实时调整液压浮子5678泵的输出流量，使得随着车速升高

8、减小助力值，加1．转向盘2．扭杆弹簧3．转角传感器4．转阀5．转向小齿轮大方向盘反馈力矩，提高了车辆的中高速操纵路6．助力液压缸7．电动液压泵8．控制器9．车速传感器感。但是由于车辆转向操纵响应是一个动态过程，图1电动液压助力转向系统组成Fig．1Diagramofelectro－hydraulicpowersteeringsystem驾驶员实际感受到的方向盘反馈力矩也是动态过程，方向盘反馈力矩除了受到车轮侧向力大小（即不考虑液压油压力变化的动态过程，将