中位封闭电液助力转向系统

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1、实用标准文案中位封闭电液助力转向系统的建模、仿真与实验研究AlessandroDell’Amico,PetterKrus摘要：在与转向相关的主动安全系统中，主动转向是一个关键的部分。主动转向指通过电子信号来控制车轮转角或必需的扭矩来使车轮转弯。由于重型车辆轴荷很高，所以为了帮助驾驶员转动方向盘，液压动力是必需的。实现主动转向的一个方法是使用电子控制的中位封闭阀门。这意味着辅助动力可以设置在任何一个可能的阀门处，且仍然能从流体动力系统的高功率密度获得益处。一个中位封闭的解决办法也意味着能有效减少燃料的消耗。这篇文章就是研究这样一个电液助力转向系统，同时也与原始的系统做了比

2、较。研究结果表明，当一个良好的转向感需要控制回路的高响应时，不稳定性可能发生在较高的转向盘扭矩水平。这个结果通过仿真模拟与半实物仿真以及线性分析有效的显示和解释了。对于任何所需的升压曲线，压力控制环路的响应的设计必须在整个工作范围内保持稳定。索引词：主动转向，动力转向系统，半实物仿真，非线性模拟。1.介绍在汽车产业的发展趋势是主动安全系统的开发和实施。主动安全系统是一个在紧急情况提供给驾驶员或多或少帮助的系统。完善的主动安全系统包括防抱死制动系统和电子稳定程序。这一趋势也开始包括依靠主动转向的转向系统。主动转向指通过电子信号来控制车轮转角或必需的扭矩来使车轮转弯。典型的

3、安全功能将帮助驾驶员例如避免碰撞或无意偏离车道，[1],[2],[3]。主动转向系统对稳定车辆也是有精彩文档实用标准文案作用的，还可以辅助刹车，[4],[5],[6],[7]。另一种系统是行人安全系统，其中刹车和转向都用来避免与行人的碰撞,[8]。当谈到自主驾驶，[9]或线控转向系统时,[10]主动转向系统也是一个重要条件。道路车辆转向系统的目的在于向驾驶者提供一个控制车辆方向的工具或方法。动力转向中，还提供一个辅助系统以减少当转动车轮时驾驶员的工作负荷。辅助驾驶员的传统方法是通过液压动力，即液压助力转向（HPAS）系统。液力机械的解决方案，包括一个旋转式开放中心阀和一

4、个由发动机驱动的恒流泵，它根据驾驶员的输入来控制辅助压力。这个系统由于其高功率密度、可控性和可靠性,[11]已经达到很高的验收水平。该系统还因它的低惯性和摩擦提供了一个良好的转向感。然而，糟糕的能量消耗导致它不可能实现主动转向。术语转向感与路面对驾驶者的转矩反馈相关联，它为驾驶者提供与道路和轮胎动力学相关的信息[12]，他可以根据回正性能、中心感、线性度、转矩刚度以及转向灵敏度等客观指标定义。电液助力转向（EHPAS）系统的采用可以改善动力转向系统的能耗[13]。此处的泵由电动马达驱动，这意味着液体流量可以根据驾驶状况而变化，例如车速。相对于传统的系统，每百公里节约燃料

5、可达0.2升，[14]。在没有转向的时候，因为不需要辅助转向，电机速度是非常低的。然而，在很多情况下，为了使辅助不明显滞后，一定程度的电机转速是非常必要的,[15]。该系统的其他优点包括：改进的包装以及在不同的情况下改变辅助水平的能力，从而达到调整转向感。这种系统也保留了液压助力转向所接受的转向感。这种EHPS系统的一精彩文档实用标准文案个缺点是，不能实现主动转向。然而，辅助水平的可变性可以使车辆稳定，比如通过转向节角度的变化速率来改变辅助水平从而使半挂牵引车保持稳定[16],。在EHPAS系统的另一版本中，开中心旋转阀被闭合中心旋转阀替换,[17],[18]。在中心位

6、置，阀门关闭了泵和缸室之间的接口。微小的阀门重叠为手动转向提供了空间，改善了转向感和直线行驶稳定性。一旦在转向的时候有一条油路失效，一个小泵也能发挥作用。在客车行业中，电动助力转向（EPAS）系统已经被广泛使用。在这里，液压系统被一个电动马达所替换，它通过转向柱或者直接通过齿条来提供必要的辅助程度[19]。该EPAS系统只在必要时提供扭矩，与HPAS系统相比，显著降低了能耗,[20]。EPAS系统遇到的挑战主要在于转向感，这是因为电动机具有高惯性，且存在摩擦、间隙以及转矩脉冲。EPAS系统的另一个优点是，它直接允许主动转向。该系统是电子控制，因此辅助转矩可适应不同的安全

7、功能。当涉及到重型汽车，由于其有更大的轴荷，仍然需要液压动力辅助驾驶员转动方向盘。唯一的例外是混合动力汽车，其中高压电池允许使用EPAS系统。在对混合动力汽车EPAS系统的能量回收潜力进行的研究中发现，完成一个完整的转向操作所需的能量高达20％可被回收[21]。在液压助力转向系统中实现主动转向的技术也已由宝马公司研发出来[22]。一个电动机通过作用一行星齿轮，可以增加或减少由驾驶员施加的车轮角度。另一种解决方案是主动小齿轮理论,[23]。一个驱动器能直接影响液压阀，修改驾驶员的手力和辅助转矩的关精彩文档实用标准文案系，可以产生一个偏置转矩