汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略分析

陳軍明

摘 要：汽車轉(zhuǎn)向為汽車行業(yè)各項性能中的重要組成部分，電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)屬于其他類別的新興技術(shù)，動力轉(zhuǎn)向模式區(qū)別于傳統(tǒng)電力的工作原理，其主要是通過電子控制系統(tǒng)的具體操作單元，電子控制系統(tǒng)傳感器主要以采集信號控制功率的電機運行，從而輔助汽車在轉(zhuǎn)向方面的功能實現(xiàn)。總之，汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是目前電子控制技術(shù)研究中的一項重要領(lǐng)域，應(yīng)對其相關(guān)軟件控制器進行合理設(shè)計，使系統(tǒng)基本助力特性得到有效調(diào)整，從而使駕駛要求得到有效提升。

關(guān)鍵詞：汽車技術(shù);電動助力轉(zhuǎn)向;系統(tǒng)控制

0 引言

交通工具的使用和發(fā)展人類社會在任何時代都具有技術(shù)提前性，汽車出現(xiàn)后，成為了陸地上的交通工具，有不可替代的作用在。現(xiàn)代社會人們逐漸增強汽車的功能指標要求，同時在細節(jié)層面的優(yōu)化發(fā)展的關(guān)鍵點之一。操作汽車時，轉(zhuǎn)向在駕駛的過程中是必不可少的步驟，除了司機需要按照操作標準進行設(shè)備調(diào)整，在汽車內(nèi)部零件和設(shè)備系統(tǒng)的優(yōu)化，科技水平也在不斷上升，從傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓制動轉(zhuǎn)變?yōu)榻裉煲呀?jīng)開始使用電動助力轉(zhuǎn)向，這是一個技術(shù)的飛躍，同時，是汽車應(yīng)用領(lǐng)域的一個巨大進步。其改變了過去機械傳動在實際運行中故障率高的問題，該技術(shù)的具體發(fā)展與汽車行業(yè)綜合技術(shù)水平的提高密切相關(guān)。

1 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述

汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和位置各不相同，主要包括轉(zhuǎn)向軸動力結(jié)構(gòu)、齒輪動力結(jié)構(gòu)和齒條動力結(jié)構(gòu)。雖然位置上有一定差異，但基本工作原理是相似的，其中最典型的是轉(zhuǎn)向軸動力結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)主要取決于輸入軸和輸出軸的力量，通過基本驅(qū)動機制來指導(dǎo)整個方向盤轉(zhuǎn)向桿，也可以確保司機在現(xiàn)實操作過程中，通過輸入角位移，速度傳感器的對車速進行有效測試，確保傳輸操作信號及電子控制單元（ECU）的實現(xiàn)有效采集、從而確定電子控制單元（ECU）的功率大小和方向值，可以得出與之相對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩功率，可以指導(dǎo)驅(qū)動電路的控制信號，以促進整體轉(zhuǎn)向軸電壓和電流對動力轉(zhuǎn)向功能基本電機輸出轉(zhuǎn)矩的實現(xiàn)過程中的整體實時控制。如果汽車出現(xiàn)故障或超速，該結(jié)構(gòu)能夠瞬間切斷離合器，系統(tǒng)將從基本控制系統(tǒng)切換到機械轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。此外，車輛電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括基本信號傳感器、助力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)和電子控制單元，可升級整體信號和操作措施。汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般是一種減速結(jié)構(gòu)，在電機輸出扭矩運行過程中，扭矩減速增加，從而改善助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運行[1]。

2 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)計

2.1 主控軟件

對于汽車的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)需要借助單片機進行操作，將電子信號通過微處理器完成整合，繼而達到從根本上全面優(yōu)化完善汽車主控軟件，實現(xiàn)高質(zhì)量的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)持續(xù)運轉(zhuǎn)。特別是汽車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動開展，確保控制系統(tǒng)的操作性和穩(wěn)定性，符合汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制成本的費用支出要求，貼合當(dāng)前汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)趨于合理化，盡可能的縮短主控軟件開發(fā)所需時間，最終為建造高標準性能的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主控軟件提供必要的理論依據(jù)支持，彰顯綜合汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能指標。

2.2 執(zhí)行電動結(jié)構(gòu)

汽車內(nèi)部的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要是確保汽車發(fā)揮低轉(zhuǎn)速大扭矩的功能作用，引用科學(xué)合理的汽車電動轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，將波動延伸范圍控制在最小值，提升轉(zhuǎn)動尺寸的標準要求。具體的運行目標是將提供汽車動力支持的直流電動機，更好的應(yīng)對有刷和無刷兩種結(jié)構(gòu)形態(tài)，而產(chǎn)生的必要運轉(zhuǎn)方式，在很大程度上有助于推進汽車電動結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性。

2.3 扭矩傳感器結(jié)構(gòu)

汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)傳感器，可以有效的將轉(zhuǎn)向盤數(shù)據(jù)進行規(guī)劃整合，確保相關(guān)結(jié)構(gòu)高效運行的同時，提升應(yīng)用的穩(wěn)定性。特別是對于非接觸性的扭轉(zhuǎn)傳感器來說，由于本身的精確程度相對較高，花費的成本費用支出相應(yīng)較多，電阻值相應(yīng)產(chǎn)生變化。必須注重對基本傳感器的信號獲取過程進行優(yōu)化，從而落實汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試運行過程中數(shù)據(jù)的精準測量。

2.4 主功率逆變器結(jié)構(gòu)

在當(dāng)下，汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過調(diào)整電壓中樞，實現(xiàn)脈沖性能的調(diào)整升級。蓄電池直流電壓經(jīng)技術(shù)調(diào)整轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷好}沖，促使系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，有效增強汽車轉(zhuǎn)向能力。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的H型逆變器，通過多重方式將電路基本構(gòu)成進行深度剖析，應(yīng)用與之相匹配的控制方式完成脈沖信號計算。

3 汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略

3.1 基礎(chǔ)助力控制

汽車轉(zhuǎn)向動作發(fā)生按照計算法則獲取真實的傳動比數(shù)據(jù)，進而落實汽車轉(zhuǎn)向力的控制管理，獲取準確的摩擦力數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)反沖行車壓力的監(jiān)控。對于液壓動力轉(zhuǎn)向器使用，基本的液壓助力保持穩(wěn)定，按照相關(guān)定量的測算形式，完成剛度值的數(shù)據(jù)測量，從根本上有效的提升汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實際應(yīng)用效果。

3.2 電機輸出轉(zhuǎn)矩控制

基于汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本輸出轉(zhuǎn)矩的計算和電機轉(zhuǎn)矩控制以及電流控制算法的基礎(chǔ)上，需要對汽車方向盤的轉(zhuǎn)矩以及速度控制系統(tǒng)進行試驗操作，主要目的是將對實際電流和轉(zhuǎn)矩電機反饋電流進行閉環(huán)控制和優(yōu)化計算，進而可以將整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行收集并且整理，總結(jié)預(yù)算輸出轉(zhuǎn)矩和實際輸出轉(zhuǎn)矩兩者的差別。控制系統(tǒng)應(yīng)基于駕駛員對方向盤扭矩的分析，以確保目標是基于電機功率控制的基本動態(tài)特性和方向，并根據(jù)汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本特性，方向盤扭矩控制的靈敏度，以確保電機不會導(dǎo)致負載過大的故障。

3.3 基礎(chǔ)控制方法

隨著汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用面積的擴展，為更好的與之相適應(yīng)，微控制器進一步完成的功能應(yīng)用升級，從根本上有效的提升汽車整體性能。從基本控制的角度進行分析，將方向盤作為重點應(yīng)用，實現(xiàn)控制阻力的優(yōu)化，確保汽車轉(zhuǎn)向性能的全方位控制升級。對于汽車的不同運行方案，予以相對應(yīng)的語言程序劃分，增強技術(shù)水平的實用性功能。對于汽車的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃提出了高標準的要求，不僅需要對信號數(shù)據(jù)模塊予以收集處理，同時還需要對整體數(shù)據(jù)信息的運算過程予以全周期監(jiān)控，從根本上有效的落實電機控制與阻力控制兩部分工作內(nèi)容。通過電路接口保障汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定直流電供給，充分展現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定、實時作用，盡可能的保障轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃的全面性特點，從而完善汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的信號數(shù)據(jù)獲取，進一步增強汽車轉(zhuǎn)向軟件的更新升級效果。

3.4 模式判斷與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號補償

當(dāng)操作力矩和助力矩兩部分結(jié)構(gòu)中的方向表現(xiàn)為回正狀態(tài)，觀察汽車轉(zhuǎn)向盤角度和角速度數(shù)值，當(dāng)數(shù)據(jù)一致且符合轉(zhuǎn)矩傳感器數(shù)值大于最初設(shè)定數(shù)值時，可以認為此時的汽車處于轉(zhuǎn)向助力控制模式。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤角度與角速度方向存在偏差，即將運轉(zhuǎn)至回正控制狀態(tài)。此時的汽車實際獲取的回正力矩遠超出摩擦力阻值，轉(zhuǎn)向盤扭矩產(chǎn)生變化，阻力控制發(fā)揮作用，盡可能的削弱轉(zhuǎn)向盤抖動。對于轉(zhuǎn)矩傳感器顯示的數(shù)值數(shù)據(jù)，予以合理的預(yù)判補償，從而確保控制系統(tǒng)發(fā)揮持續(xù)穩(wěn)定的作用。

4 總結(jié)

電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)不僅在汽車領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，而且在機械操作、電子工程、自動控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。作為一門專業(yè)技術(shù)，其具有多向延性和技術(shù)研究的可能性。總之，從基礎(chǔ)助力控制、電機輸出轉(zhuǎn)矩控制、模式判斷等方面進行研究。可以發(fā)現(xiàn)其中汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對于路面產(chǎn)生的沖擊力敏感性較高，同時，汽車主動性的進行轉(zhuǎn)向控制難易程度相對較高，需要全面的考量汽車各部分控制結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性。對于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的智能化控制管理進行分析，衡量相關(guān)控制參數(shù)的具體數(shù)值，匹配相應(yīng)的計算法則，更好的優(yōu)化汽車電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)。

參考文獻：

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