轻中型商用车电动助力转向系统的研究

电动助力转向(EPS)系统不仅具有体积小、重量轻、结构简单、安装和维修方便、节能环保的优点,而且可以改善汽车的操纵性能、提高驾驶舒适性和安全性,已渐渐取代液压助力转向(HPS)系统,可广泛应用于乘用车、商用车等众多车型。目前,针对轻中型商用车电动助力转向系统,国内外尚无相关文献和研究,因此研究开发轻中型商用车的电动助力转向系统并使之推广应用,对提高我国汽车产业的技术水平有极为重要的意义。 本学位论文旨在对轻中型商用车电动助力转向系统的关键技术进行研究,为轻中型商用车的电动助力转向系统的设计与开发提供了较为系统的理论依据。本文的主要内容及研究成果有: 设计了适用于轻中型商用车电动助力转向系统的两种助力传动耦合机构,通过对这两种方案的动力学及运动学分析,以及对转向性能影响的分析与比较,选取适用于商用车的助力传动耦合机构,为后面的系统设计提供了理论依据。 根据轻中型商用车的助力传动耦合机构设计轻中型商用车EPS系统,进行硬件选用与分析;建立了轻中型商用车EPS系统的动力学模型,进一步推导得到适合控制的状态方程;提出了评价综合EPS系统和转向操纵性能指标,并推导相关表达式;通过计算与仿真研究各可变参数对转向操纵性能指标的影响,为EPS系统各参数的选择和优化打下理论基础,为优化、开发系统做好准备。 分析了商用车的助力特性曲线的特点,提出了轻中型商用电动助力转向系统中转向助力特性曲线设计要求并研究了具体设计方法,结合某车型给出具体设计实例。为后面的助力控制提供理论依据,为实际应用打下了理论基础。 对EPS系统的控制策略进行分析,重点对车用永磁无刷直流电机进行相关研究。研究了直流电机的位置检测技术及弱磁原理,对EPS系统中电机控制进行仿真分析,为研制EPS控制系统提供必要的理论依据。