基于汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)實驗方法的分析

田榮

（黔東南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院 556000)

0 引言

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)其實指的就時由于設(shè)計或者制造過程等原因?qū)е峦粋€系列或者同一個型號的汽車在系統(tǒng)上存在著一些不符合國家標(biāo)準(zhǔn)或者人民安全的問題，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一旦存在著一點問題，那么就可能會導(dǎo)致汽車的操縱系統(tǒng)出現(xiàn)問題，甚至?xí)绊懯褂谜叩男旭偘踩褪褂冒踩裕灾挥刑嵘毕莸谋孀R和判定，才能夠最大限度上提升我國汽車產(chǎn)業(yè)的整體水平和質(zhì)量，從而為我國汽車產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展提供強有力的基礎(chǔ)。

1 汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺陷的形式分析

我國常見的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般分為機械結(jié)構(gòu)部件和助力裝置電子控制系統(tǒng)以及傳感器這三個部分，而我國汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺陷的形式一般分為以下幾種形式[1]。

1.1 機械結(jié)構(gòu)部件缺陷

機械的結(jié)構(gòu)部件一般分為轉(zhuǎn)向的操縱機構(gòu)和轉(zhuǎn)向的傳動機構(gòu)兩種形式，一般情況下，轉(zhuǎn)向的操縱機構(gòu)鏈接的永遠(yuǎn)都是轉(zhuǎn)向的方向盤和轉(zhuǎn)向器，可以說操縱轉(zhuǎn)向器時轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器之間所有零件和部件的總稱呼，其中也包括方向盤和轉(zhuǎn)向管柱，但是機械結(jié)構(gòu)部件形式的缺陷也是顯而易見的，就是容易產(chǎn)生斷裂、磨損、裂紋以及強度不足等問題，這些問題產(chǎn)生時，一般都會伴隨著機械結(jié)構(gòu)部件發(fā)出異響以及彎曲和變形。

1.2 助力裝置缺陷形式

汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最常見的還有一種裝置就是轉(zhuǎn)向助理裝置，轉(zhuǎn)向助理裝置包括這液壓助力裝置和電動裝置兩種裝置方案，液壓助力裝置主要就是通過轉(zhuǎn)動油泵和油管來進行控制機械的轉(zhuǎn)動，而液壓助力裝置的缺陷也是顯而易見的，那就是容易發(fā)生內(nèi)部的泄露和外部的泄露。而電力助力裝置則是依靠著電動機和減速機構(gòu)組成的，電力助力裝置的主要缺陷就是系統(tǒng)會經(jīng)常性的發(fā)生短路、溫度異常、特性不良以及啃齒等問題[2]。

1.3 電子控制和傳感器缺陷形式

電子控制其實指的就是MCU的控制單元，也就是說MUC主要傳感器能夠同時實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、車速傳感以及轉(zhuǎn)角等諸多功能。電子控制和傳感器裝置的缺陷形式中，最大的一個問題就是傳感器輸出飄忽不定，甚至還會出現(xiàn)無輸出的現(xiàn)象，這種缺陷會直接導(dǎo)致汽車電路的短路、過電壓、開路以及沖擊荷載，這種問題一旦發(fā)生就會導(dǎo)致汽車整體電路癱瘓，導(dǎo)致汽車的很多功能全部禁止使用，甚至還會因為電路板壓力過大，損壞電路板，導(dǎo)致汽車所有功能都同時失去使用價值。

2 EPS的缺陷辨識實驗方式

2.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺陷的辨識原則

汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的EPS系統(tǒng)判定缺陷的實驗?zāi)康钠鋵嵕褪怯行У呐卸ㄆ囄粗蛘咭阎D(zhuǎn)向系統(tǒng)問題產(chǎn)生的原因以及解決方法。在大多數(shù)情況下，汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺陷會對汽車造成大多數(shù)功能性參數(shù)的改變甚至畸變，所以有效的對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行缺陷的鑒別和判定，將能夠最大限度上防止汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)生故障影響開車者的人身安全。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能主要是在兩個方面，其一就是能夠提供給開車人員一個控制方向的功能，其二就是提供給開車人員一個車輛和地面之間受壓力的汽車行駛狀況。所以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接影響著汽車系統(tǒng)的所有重要參數(shù)，其中就包括汽車轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)矩[3]。

2.2 EPS缺陷辨識方法的設(shè)計

EPS缺陷辨識方法其實就是在汽車器械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，來進一步的增加驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩控制器等裝置，也就是說當(dāng)缺陷中斜坡轉(zhuǎn)角的輸入實驗中，測量的參數(shù)發(fā)生畸變，比如指標(biāo)為：1.θ→；Th↑；r→時，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺陷形式就表現(xiàn)為失去轉(zhuǎn)向能力，這種缺陷產(chǎn)生的原因就是轉(zhuǎn)向盤不能正常轉(zhuǎn)動或者完全喪失轉(zhuǎn)向的功能；當(dāng)指標(biāo)為：2.θ↑；Th→；r→時，同樣的缺陷表現(xiàn)形式都為失去轉(zhuǎn)向能力，而這這種缺陷產(chǎn)生的原因則是轉(zhuǎn)向盤已經(jīng)失去了自由轉(zhuǎn)動的所有功能。當(dāng)正弦轉(zhuǎn)角輸入實驗中時，測量參數(shù)的畸變形式則為3.dTh/dθ↑；Th↑，當(dāng)出現(xiàn)這種參數(shù)畸變時，主要的缺陷表現(xiàn)形式則為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)突然轉(zhuǎn)向沉重，而缺陷產(chǎn)生的原因主要是因為汽車電路轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力減小甚至助力消失。

3 汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺陷辨識實驗方式的驗證

3.1 EPS助力不足缺陷的辨識

EPS助力不足，將會導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向盤反應(yīng)不靈敏甚至?xí)霈F(xiàn)停止轉(zhuǎn)向功能的現(xiàn)象，所以如果想要從根本上解決此類問題，那么就必須要對測量的參數(shù)進行是否畸變的辨別，當(dāng)測量的參數(shù)發(fā)生重要畸變時，首先要做的就是要檢查汽車的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩，通過檢查汽車轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩就能夠得知此類問題產(chǎn)生的原因，這種缺陷會導(dǎo)致開車人員駕駛和轉(zhuǎn)向十分沉重，這就需要對EPS的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)進行對比和檢測，因為當(dāng)檢測的轉(zhuǎn)向盤數(shù)據(jù)和EPS正常工作時的數(shù)據(jù)呈正比時，才能夠徹底的辨別EPS助力不足的缺陷問題[4]。

3.2 EPS助力過大缺陷的辨識

當(dāng)測量的參數(shù)發(fā)生重要畸變時，首先要做的就是要檢查汽車的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩，通過檢查汽車轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩就能夠得知此類問題產(chǎn)生的原因，這種缺陷會導(dǎo)致開車人員駕駛和轉(zhuǎn)向過輕，很有可能開車人員剛剛轉(zhuǎn)動方向盤，汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接將轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)上升到最大，也就是人們常說的“汽車轉(zhuǎn)向發(fā)飄”，這就需要對EPS的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)進行對比和檢測，因為當(dāng)檢測的轉(zhuǎn)向盤數(shù)據(jù)和EPS正常工作時的數(shù)據(jù)呈正比時，才能夠徹底的辨別EPS助力過大的缺陷問題。

3.3 EPS誤助力缺陷的辨識

通過對汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺陷辨別得知，當(dāng)缺陷發(fā)生時，可能會導(dǎo)致直線行駛中的汽車轉(zhuǎn)向盤失控，出現(xiàn)轉(zhuǎn)角或者轉(zhuǎn)矩突變的問題，從而使開車人員短時間內(nèi)對汽車的轉(zhuǎn)向盤失去控制，并且在汽車自動轉(zhuǎn)向過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩突變或者轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)發(fā)生變化，使開車人員不能準(zhǔn)確的判斷出汽車的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角，甚至?xí)?dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能滿足開車人員的轉(zhuǎn)角或者轉(zhuǎn)向意圖。所以只有通過辨別汽車轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩值，來對比EPS正常工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩值，才能夠準(zhǔn)確的檢測出EPS誤助力的缺陷[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，如果想從根本上確立汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺陷問題，那么就必須要通過FMECA方法和EPS助力系統(tǒng)的測量，通過對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致的可能性數(shù)據(jù)的分析和辨識，就可以得出EPS實際應(yīng)用實驗臺架的故障辨別方法。

[1]熊璐,陳晨,馮源.基于Carsim/Simulink聯(lián)合仿真的分布式驅(qū)動電動汽車建模[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報,2014,05(23):1143-1148+1155.

[2]肖凌云,劉亞輝,張衛(wèi)亮.汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺陷辨識實驗方法的研究[J].汽車工程,2014,09(17):1117-1121.

[3]韓海蘭.智能四輪獨立驅(qū)動輪轂電機電動汽車自適應(yīng)轉(zhuǎn)向研究[D].遼寧:遼寧工業(yè)大學(xué),2016.

[4]趙飛翔.感應(yīng)電機電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機助力矩控制算法研究[D].長春:吉林大學(xué),2014.

[5]王延強,王若平,林軍.某型汽車轉(zhuǎn)向節(jié)臂斷裂原因分析[J].機械設(shè)計與制造,2017,06(25):1107-1108.