汽车EPS试验台的设计及试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com．试验测试．汽车EPS试验台的设计及试验研究胡延平李友真宋东奇李亮徐强(合肥工业大学)【摘要】在建立汽车电动助力转向系统(EPS)数学模型的基础上，设计了汽车EPS阻力加载试验台．并在该试验台上进行了EPS的转向轻便性试验和转向盘转向回正试验，验证了试验台设计的合理性。试验表明．该试验台可加载不同大小、不同波形的阻力，在模拟汽车全工况的同时可降低EPS研发初期的试验成本、提高开发效率．能够达到实车试验的效果。主题词：EPS试验台阻力加载系统中图分类号：U463．44文

2、献标识码：A文章编号：1000—3703(2014)11-0035—04DesignandExperimentalResearchofAutomobileEPSTest-benchHnYanping，LiYouzhen，SongDongqi，LiLiang，XnQiang(HefeiUniversityofTechnology)【Abstract]AnautomotiveEPSresistanceloadingtest—benchisdesignedandEPSeaseofsteeringtestand

3、steeringwheelreversaltestarecarriedbutonthetest—benchafteranEPSmathematicalmodelisbuilhtherationalityofthistestbenchdesignl’Sverified．Testresultsshowthatthetest-benchcanbeloadedwithresistanceofdifferentsizesanddifferentwaveforrns，itcanreducetestcostofEPS

4、intheearlystageofdevelopment，improvedevelopmentefficiencyandachievetheeffectofvehicletest。Keywords：EPS，Test-bench，Resistanceloadingsystem具体设计试验台的阻力加载系统．无法实现对汽车1前言全工况的模拟。为此，针对EPS阻力加载系统进行了汽车电动助力转向系统(EPS)能显著改善汽车研究与设计．所设计的EPS试验台达到了实车试验动态性能和静态性能．提高行驶中驾驶员的舒适性效

5、果。和安全性．减少环境污染．是当前汽车转向系统的研2EPS数学模型的建立究重点目前．我国EPS产品的设计参数与性能指标尚未完善．在其研发过程中需要进行大量的实车2．1EPS工作原理试验。为降低产品研发成本，需要设计试验台并进EPS主要由转向机构、助力电机、减速机构、转行性能测试试验．以获取良好的性能参数。所设计向横拉杆和转矩转角传感器、电子控制单元ECU等的试验台必须达到实车试验条件．同时要保证获取部分组成．其工作原理为：当转动转向盘时，转向管的试验数据真实可靠我国部分学者对EPS试验台柱内的转矩转角传

6、感器获得转矩转角的变化值．结进行了相关研究．如翟邵春等【1J对汽车电动助力转合车速、电机反馈电流和转子位置信号，通过ECU向装置试验台的测控系统进行了研究与开发：车江所采用的控制策略计算出助力电机的目标电流以控鸽等嗍将模糊PID控制器引入EPS试验台测控系制电机转动．再经过减速机构产生助力力矩作用在统：申红明等[31设计了电动助力转向装置性能试验汽车的转向横拉杆上产生助力转向效果．进而提高台：张昕等【4搭建了EPS试验台。但上述研究均没有驾驶的转向轻便性和操纵稳定性2014年第1I期一35—学兔兔www

7、.xuetutu.com．试验测试．2．2数学建模向横拉杆所受的转向阻力随刚性系数呈线性变化。根据EPS的工作原理对其模型进行简化，简化由于转向输出轴和转向器之间通过十字轴万向节联模型如图1所示。接．故转向输出轴转角与转向小齿轮的转角大小相等．即==}(6)，P助力电机的转向助力力矩为：=KG(，r广G)(7)将式(5)式(7)分别带人到式(1)、式(3)和式(4)中，得：．+K=(8)J图1EPS的简化模型p根据牛顿运动定律．对EPS模型的各组件进行．m=K(G_r)(9)受力分析．并建立如下数学模型

8、。Jp转向输人轴动力学方程：(m，+冬)，+(胁+)，+KX+Ks(一)(1)rp减速机构动力学方程：：((一(10)+(一)+—r，r(2)助力电机动力学方程：3EPS试验台设计方案．．．．．JTL3、)3．1EPS试验台结构组成’U转向输出轴动力学方程：EPS试验台是由转向管柱总成、阻力加载系统、一．数据采集控制系统和固定平台等组成。转向管柱是m，r十+(4)，P由转向输入轴、传感器、减速机构、电机固定法兰数学模型中各参数及其含义见表l