电控液压助力转向系统(EHPS)研究概述

电控液压助力转向系统采用电机驱动转向油泵工作,可以实时调节助力,不但节省转向燃油消耗,还解决了低速转向轻便性与高速转向路感之间的矛盾。简要介绍了EHPS的国内外发展现状及其主要特点,以期为相关工作提供参考和借鉴。

基于电磁离合器的重型车辆节能型电控液压转向系统

为降低重型车辆液压转向系统(HPS)的能耗,改善高速工况转向驾驶员路感、提出一种节能型电磁离合器电控液压转向系统(E-ECHPS),该系统采用电磁离合器控制转向泵转矩和转速。运用有限元分析法,建立电磁离合器主、副电机仿真模型,研究主、副电机的动力特性;研究电磁离合器功率输入输出的关系,分析该E-ECHPS的节能性;对E-ECHPS转向工况下的助力性能和直行工况下的能耗进行了仿真分析。结果表明:在转向工况,电磁离合器的输出转矩随车速增大而减小;在直行工况,在车速为10、40、80 km/h的时段内,该E-ECHPS的总能耗相比HPS减少71%。该E-ECHPS可实现随车速可变的助力特性,并具有明显优于HPS的节能性。

电控液压助力转向系统的初步匹配计算

电控液压助力转向系统(ECHPS)具有随车速调节的可变助力特性,可改善驾驶员的转向路感.通过对转向器转阀及ECHPS的分析,建立了转向器模型以及分流式ECHPS的模型,采用简化算式对转向器及分流式ECHPS操舵力特性曲线进行了分析.通过改变转阀的预开隙、转阀的坡口半径、转向器扭杆刚度及电磁阀阀芯节流口形状等参数,分析了ECHPS的影响参数.计算结果表明分流式ECHPS操舵力特性主要取决于转向器转阀的结构参数,并且和电磁阀阀芯开口有一定关系.

电控液压动力转向系统液压管路建模与特性

用键合图方法建立了电控液压动力转向系统(EHPS)液压管路的数学模型并得到管路的状态空间方程。在建模的过程中考虑了液压管路的动态摩擦阻力,通过实验,验证了模型的准确性。应用Matlab/Simulink工具,对管路液阻、液容、液感各参数对管路工作特性的影响进行了仿真分析,结果表明,在条件许可范围内,增大液阻和液感,减小液容可以增强管路工作的稳定性。

旁通流量式ECHPS系统功率流模型与节能特性

为了降低目前商用车广泛采用的液压助力转向(HPS)系统的能耗,设计了基于比例电磁阀控制旁通流量的新型电控液压转向(ECHPS)系统,研究了新型ECHPS系统在改善车辆操稳性的同时,在降低转向系统能耗方面的效果.分析了ECHPS系统各模块的功率平衡关系,基于Matlab/Simulink建立了ECHPS的功率流模型,采用模糊PID控制算法对ECHPS系统中比例电磁阀的阀芯位移进行控制,仿真分析了动态多工况下ECHPS系统的功耗,并进行了大客车ECHPS道路试验.结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,所建的ECHPS系统功率流模型有效;与HPS系统相比,ECHPS系统在整车空载与满载试验时的功率损耗分别降低了7.0%和15.6%;驾驶员主观评价的整车高速路感得到明显改善.

基于微分几何的E-ECHPS车辆转向稳定性控制

为了提高装备电控液压助力转向系统(E-ECHPS)的车辆高速紧急转向稳定性,提出了基于微分几何的线性参考模型反馈跟踪控制策略;建立了包括整车动力学模型、轮胎模型、转向系统模型和ESC模型的非线性动力学模型,通过整车试验和台架试验验证了模型的正确性;推导了系统的仿射非线性状态方程,考虑到轮胎、液压系统和ESC的非线性,运用微分几何理论对系统进行精确线性化得到输入输出伪线性系统;建立了包含转向系统的线性参考模型,为了实现对线性参考模型理想状态的跟踪,构造了反馈跟踪控制器;以方向盘转矩为输入进行了有控制和无控制下的阶跃转向仿真和单移线仿真,结果表明:施加反馈跟踪控制可以显著提高车辆在高速紧急转向工况下的操纵稳定性,为E-ECHPS系统的控制策略设计提供了理论依据。

E-ECHPS系统的电磁离合器设计及能量转换分析

为了降低重型车辆液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS)能耗并改善高速工况转向路感,提出一种用电磁离合器控制转向泵的节能型转向系统——电控液压转向系统(Electromagnetic Clutch-Electronical Controlled Hydraulic Power Steering,E-ECHPS)。重点分析了由主、副电机及转差功率回收装置组成的电磁离合器的结构和工作原理,并对电磁离合器进行了功率流分析,发现E-ECHPS相对于HPS具有明显的节能性。运用Ansoft软件建立了某重型车辆E-ECHPS的电磁离合器主、副电机仿真模型,并设计了主电机的外电路和副电机的驱动电路,对典型车速转向和直行工况下的电磁离合器进行仿真分析。结果表明,在转向工况下,电磁离合器的输出转矩随车速增大而减小,符合助力特性要求;在直行工况下,主电机回收的转差功率大于副电机的输入功率。电磁离合器从助力特性和能量角度均满足E-ECHPS系统的工作要求。

基于综合控制的多轴车辆电控液压转向系统

针对某8×2重型货车,建立了阀控缸的二自由度多轴车辆转向动力学模型。使用门限阈值控制及基于RBF神经网络的PID在线整定控制方法,以操纵稳定性和轮胎磨损最优为控制目标,在MATLAB/Simulink中进行仿真,得到了20km/h和50km/h时横摆角速度、质心侧偏角、侧向加速度在第一轴转角阶跃输入下的时域响应,并进行了bode图的频域分析。同时对比了开环控制、PID控制、RBF神经网络整定PID控制下,第三轴转角在行驶及原地转向时的阶跃时域响应。仿真结果表明,车辆具有较好的操纵稳定性和轮胎抗磨性。

流量控制式ECHPS系统的自适应动态面控制策略

针对商用车普遍采用的液压动力转向系统(HPS)助力特性不可变的缺点,提出了一种旁通流量控制式电控液压转向系统。设计了这种转向系统的助力控制策略,研究其核心部件电液比例阀的结构原理和数学模型,采用动态面控制方法设计了一个鲁棒自适应动态面控制器。理论推导证明所设计的控制器不仅能够保证闭环系统半全局渐近稳定,输出渐近跟踪期望轨迹,而且对于系统不确定参数和外界干扰具有较强的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的自适应动态面控制器不仅响应快、跟踪效果好、控制精度高,而且能够实现汽车低速时的转向轻便性和高速时的良好路感要求。

基于SimHydraulics的电控液压转向系统仿真

运用SimHydraulics工具对某型农业车辆改造后的电控液压转向系统进行了仿真研究,根据电控液压转向系统工作原理图,调用工具中相应的液压元件模型,建立仿真框图。仿真结果验证了系统的可行性和有效性,为实际研制提供了理论基础;同时,该工具适用于车辆上液压系统的快速建模仿真。

基于自适应神经网络动态面算法的ECHPS系统控制策略研究

针对重型商用车采用固定助力特性的液压转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS)存在操纵稳定性差的缺点,提出了一种旁通流量控制式电控液压转向系统(Electrical Controlled Hydraulic Power Steering,ECHPS)。建立了该转向系统核心部件电液比例阀数学模型,设计了ECHPS系统的助力控制策略和助力特性曲线,为了消除被控系统受到参数不确定性和外界干扰的影响,采用神经网络与自适应动态面技术相结合的算法设计了一种新型控制器。通过理论与仿真分析证明了所设计的自适应神经网络动态面控制器不仅响应快、跟踪效果好、控制精度高,而且能够实现汽车低速时的转向轻便性和高速时的良好路感要求。

电控液压助力转向系统机理研究

目前国内外生产的低、中档轿车普遍采用恒定助力的动力转向系统,但国外生产的高档轿车已经引入按车速与转向盘转速或转矩自动变助力的电控液压动力转向系统或电动助力转向系统,上海大众生产的Polo轿车也装配了电控液压助力转向系统。以Koyo公司研制的EHPS系统和上海大众Polo轿车装配的EHPS系统为例,研究EHPS系统的结构、工作原理以及控制原理。

双向行驶汽车电控液压转向系统设计

双向行驶汽车属于应市场需求而生,车辆双向均可驾驶、转向,对驾驶员更友好,更适应特殊场合的使用。但双向行驶车辆有几个设计难点:一是两驾驶室可靠切换;二是角度控制精确且能修正;三是单向各转向模式切换流畅;四是转向系统安全可靠。围绕如何解决这些难点,实现双向行驶车辆设计目标,介绍了一种糅合了机械转向和电控液压转向的转向系统设计方案,从机械转向系统设计、电控液压转向系统设计及控制策略等方面全面介绍了这套转向系统,解决了以上设计难点,并实现了全驱样车生产。样车经过下线调试及多工况路试,车辆的各项性能完全满足设计要求。

节能式电控液压助力转向系统

本文针对商用车及大型客车的传统液压转向助力存在能耗大、路感差等缺点,在传统液压助力转向系统的基础上设计了一套使用高压蓄能器进行能量储蓄,使用电磁离合器进行液压泵通断的控制,可有效降低传统液压助力转向系统的能耗与液压油的资源浪费,有效提高系统的可靠性。本文对大型卡车的EHPS系统进行原理设计、分析,为产品的推广使用提供理论依据。本文通过静态性能的计算确定液压泵的额定功率、蓄能器的额定压强、电磁离合器的额定转矩。本文选用活塞式蓄能器、联轴型摩擦式电磁离合器、X型中位机能三位四通换向阀等关键部件,并根据系统性能要求确定其参数。建立了系统耗能高低与液压系统评价的数学模型,初步验证了系统的性能。

多轴军用越野汽车电控液压多轮转向系统

为解决传统液压转向系统转向半径过大、通过性差的问题,本文以5轴军用越野汽车为例,提出一种基于PLC控制的电控液压多轮转向系统。该系统具备前组和多组两种工作模式,同时兼具故障诊断与处理、人机交互、零位标定等功能。该系统减小了车辆的转弯半径、改善了车辆的通过性,最大程度提升了系统的控制精度和响应速度,改善了人机交互体验,满足了车辆在不同场地内的使用需求。

Polo轿车电控液压动力转向系统

汽车转向器是汽车主动安全性的重要安全件.20世纪70年代在轿车和轻型车上开始推广使用且不断改进的齿轮齿条式转向器,至今在国外轿车和轻型车上仍是应用最多的转向系统.到2000年美国轿车全部采用了动力转向系统,日本78%大、中型汽车和59%微型和小型轿车采用了动力转向系统.动力转向系统和机械式转向系统是目前汽车所用的两种主要的转向系统.

重型汽车电控液压转向系统设计

电控液压是转向新技术,可提高车辆的转向灵活性,双向行驶汽车属于应市场需求而生,车辆双向均可驾驶、转向对驾驶员更友好,更适应特殊场合的使用。但双向行驶车辆有几个设计难点:①两驾驶室可靠切换;②角度控制精确且能修正;③单向各转向模式切换流畅;④转向系统安全可靠。围绕如何解决这些困难,实现双向行驶车辆设计目标,文章介绍了一种糅合机械转向和电控液压转向的转向系统设计方案,从机械转向系统设计、电控液压转向系统设计及控制策略等方面,介绍了这套转向系统,解决了以上设计难点,并实现了样车生产。

浅谈电控液压动力转向系统的有效维修措施

随着科学技术的发展,汽车的普遍化,交通情况的复杂化,使得驾驶员对动力转向系统的要求也越来越高。简略介绍了汽车转向系统的发展史以及各个转向系统的优缺点,包括传统机械转向系统,液压助力转向系统,电液助力转向系统和下一代线控电动转向系统。其中,着重描述了现今社会广泛应用的电控液压动力转向系统,并对它的相关维修措施进行了探讨。

电控液压助力转向系统的优点、分类及工作原理

由于汽车高速化后,地面对行路机构和转向系统的冲击力明显增大。从而对行驶的安全性、操纵性、稳定性提出更高的要求。为此,电控动力转向系统在各类汽车上普遍装用已成为必备的装置。文章就电控液压助力转向系统的优点、功能、分类及工作原理等方面做一简单介绍。