吴海蕾 于乐翔 王华姣 王超民

摘 要：电控液压助力转向系统采用电机驱动转向油泵工作，可以实时调节助力的大小，不但节省转向燃油消耗，而且解决低速转向轻便性与高速转向路感之间的矛盾。本文对其自行设计的电控液压助力转向系统进行了助力特性试验研究，并搭建了ITI-SimulationX模型进行了仿真。最后，通过实车助力特性实验与仿真结果的对比，验证所建模型的正确性，为EHPS系统的开发设计提供了良好的理论基础。

关键词：电控液压助力转向系统；助力特性；系统建模；试验研究

绪论

本实验主要包括两个方面：一是搭建实验台架如图5.1，对压力传感器和流量传感器进行标定，为实车实验采集数据做好准备；二是采用某车进行实车实验，主要包括助力特性实验、转向轻便性实验、稳态回转实验等，将实验的数据与仿真数据进行对比，验证所建EHPS模型的正确性。

1 台架试验设计

EHPS系统的台架试验主要包括模拟车速信号、转向盘转矩信号的采集、无刷直流电机的驱动、电机位置信号的检测、油压信号的测量、系统流量的测量、电源转换等。搭建的试验台架主要设备包括：BPR-40压力传感器、流量传感器、无刷直流电机、液压泵、联轴器、齿轮齿条转向器、转向盘测试系统、HCS08 BDM仿真器、各类支架、控制器（ECU）、12V电源、示波器、信号采集卡、计算机。

2 电控液压助力转向系统实车试验

为了验证本文搭建EHPS系统的模型的正确性，本文采用某车EHPS系统为对象进行实车试验，分别进行了助力特性实验、转向轻便性实验和实车实验，研究车速、电机转速、转向盘转矩、转向盘转角、液压缸左右压力等相互关系，根据实验数据与仿真数据的对比，验证模型的正确性。

2.1 实验仪器

本次实车试验使用的仪器主要包括BRP-40型压力传感器、LWGY-10A型涡轮流量传感器、F/I-II型电流转换器、M3INTEGRA型车载测试仪、ZL-1型转向参数测试仪、DRS-6型车速仪、YD-28型动态应变仪、CROSSBOW型陀螺仪、电源为12V、车载电源24V、220V，其中动态电阻应变仪供电电源为220V，由逆变器转换获得，涡轮流量传感器供电电源为24V电源，其它仪器所用电源基本为车载电源12V。

2.2 实车数据采集测试系统

本文设计的实车试验的数据采集测试系统的工作原理，如图1所示，分别通过特定的实验仪器检测所需要实验数据，然后通过车载测试系统采集。BPR-40压力传感器检测液压助力缸左右缸的压力，需要通过桥盒连接到动态电阻应变仪上，然后连接到车载测试系统的端口ANA000及端口ANA001；LWGY-10A涡轮流量传感器检测的信号油液流量的频率，不能直接被AD板采集，AD板采集的是电压信号，因此需要通过F/I-II型频率电流转换器把频率信号换算成电流信号，再将电流信号转换成电压信号，连接到车载测试系统的端口ANA002；陀螺仪检测的车身侧向加速度信号连接到车载测试系统的ANA003；转向盘测试系统检测到的转向盘的转角、转向盘操纵手力矩、转向盘转角的角速度信号分别连接到车载测试系统的端口ANA004、端口ANA005、端口ANA006。车速仪测得的车速信号连接到端口ANA007。

图1 测试系统原理图

3 不同车速下的助力特性试验

在车速60km/h下，设定驾驶员输入转向盘转矩以斜率12N·m/s的斜率输入，转向盘转矩达到6N·m不变变化（以向右转为例），并保持一段时间，得到各车速下助力缸左右腔的压力和转向盘转矩曲线如图2所示：P1代表液压助力缸左缸的压力，P2代表液压助力缸右缸的压力。

由图2可知，在车速一定时，随着转向盘转矩的增加，液压助力缸的压力不断增加，当转向盘转矩增加到6N·m时，油压不再增加，保持恒定，达到最大值。在同一转向盘转矩下，液压助力缸的工作油压降低，而且液压助力缸的工作油压增长的斜率也不断减小，试验结果与设计的助力特性曲线完全符合，而且实验结果与EHPS的SimulationX模型仿真结果完全吻合，验证了模型的正确性。

图2 60km/h时助力缸油压与转向盘转矩关系

结束语

根据电控液压助力转向系统的工作结构，搭建实验台架，对压力传感器和流量传感器进行标定；通过某车型的汽车助力特性实验实验结果和仿真曲线的对比，验证模型的正确性，满足汽车低速时的转向轻便和高速时的路感。

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