汽车转向系统回正力矩模型的比较及仿真研究

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1、机械设计与制造第2期258MachineryDesign&Manufacture2016年2月汽车转向系统回正力矩模型的比较及仿真研究杨翔宇，吕世明，李楠，徐腾飞(1．重庆理工大学机械工程学院，重庆400054；2．重庆理工大学车辆工程学院，重庆400054)摘要：在汽车转向系统中电动助力转向系统已经成为研究的重点，其中，回正力矩模型的建立则是一个核心问题。根据回正力矩产生的原理，选择了Mitschke模型、GaY-力矩半经验模型、Reimpell模型三种典型的回正力矩模型，通过改变模型中轮胎的侧偏角和垂直载荷，对回正力矩大小进行对比。对比结果表明，在相同情况下三种模型GaY-力矩逐

2、渐增大，且回正力矩随着侧偏角和垂直载荷的变化而改变。通过仿真对比分析确定了适合不同轴距和整备质量的汽车电动助力转向系统回正力矩基础模型。关键词：电动助力转向系统，回正力矩。侧偏角，垂直载荷中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)02—0258—05ComparisonandSimulationofAligningTorqueModelsofVehicleSteeringSystemYANGXiang-yu，LVShi-ming，LINan，XUTeng-~i(1．SchoolofMechanicalEngineering，ChongqingUnive

3、rsityofScienceandTechnology，Chongqing400054，China；2．SchoolofVehicleEngineering，ChongqingUniversityofScienceandTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：Inthevehiclesteeringsystem,ElectricPowerSteerings~tem(EPS)hasbeentheresearchfocusintheestablishmentofthealigningtorquemodels．Accordingtotheprin

4、cipleofaligningtarquegeneratedtochoseMitschkemodel,aligningtorquesemi-empiricalmodelandReimpellmodelarethreetypicalaligningtorquemodels．Thenchangingtheslipangleandverticalforceinthemodelitcomparesthealigningtorque．Theresultsshowthatthealigningtorqueofkthreetypicalmodelsgraduallybecomelargerunde

5、rthesolneconditionsandthealigningtorquechangeswithslipangleandverticalforce．thesimulationtodetermineanaligningtorqfoundationmodelofEPSitissuitablefordifferentwheelbaseandcurbweight．KeyWords：ElectricPowerSteeringSystem(EPS)；AligningTorque；SlipAngle；Vertic~Force1引言进行设计，从回正力矩产生的原理人手。目前国内外有几种比较典型的回

6、正力矩模型，通过对这几种模型进行对比研究，可以为汽车的回正性能表征了汽车从曲线行驶自行回复到直线行电动助力转向系统回正力矩模型的建立提供基础。驶的能力，是汽车操纵稳定性和转向性能的一个重要评价指标并且关乎汽车驾乘人员的舒适性和安全。如今汽车已朝着节能环2回正力矩模型保的方向发展，汽车转向系统也由机械转向系统向电动助力转向从转向理论发展至今，国内外大多数学者都是在轮胎和转发展131。由于结构发生了变化，转向系统的回正性能也有相应的一向杆系的受力分析基础上来对回正力矩进行研究，并且根据受力些变化。在机械转向系统和液压助力转向系统中，路面和轮胎之的变化情况建立回正力矩的数学模型。间产生的回

7、正力矩可以通过转向系统的机械连接传递到转向机2．1Mitschke模型构中使车轮回正。在1990年，德国汽车专家ManfredMitschke：[4】由轮胎的侧在电动助力转向系统中，当驾驶员完成转向松开方向盘过偏理论以及轮胎的受力，得到了侧向力以及回正力矩的表达式：后，转向Ec根据转向力矩和方向盘转角等信号判断汽车是否F=kot(1)需要回正。若需蓦回正，则电池提供一定的电流给助力电机使其1=’nR’(2)产生一个扭矩使车轮反转，以达到回正的目的。但具体应