汽车助力转向技术及其控制策略的研究

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汽车助力转向技术及其控制策略的研究修改稿收稿日期 2011-06-14
作者简介 廖抒华 1960- 男 广西柳州人 副教授 研究方向为汽车动态仿真及其控制 杨彩红 1986- 女 河
北邢台人 硕士研究生 研究方向为汽车动态仿真及其控制
汽车助力转向技术及其控制策略的研究
廖抒华 杨彩红
广西工学院汽车工程系 广西 柳州 545006
摘要 汽车转向系统发展至今 已经历了机械转向 液压助力转向 电控液压转向 电动助力转向 主动转
向 后轮随动转向 线控转向和操纵手柄式转向等形式 本文对各种助力转向系统技术及控制策略进行研究 为转
向系统的进-步研究提供理论基础
关键词 助力转向 转向技术 控制策略
中图分类号 U463.4 文献标识码 B 文章编号 11 12 58 04
传统机械式转向系统依靠人力进行转向 操纵
笨重 转向不灵活 为了使转向更灵敏轻便 提高
车辆的操纵稳定性 乘坐舒适性 出现了-系列的
转向助力形式 包括液压助力 电控液压 电动助
力 四轮转向 主动转向 线控转向系统和操纵手
柄式 各种系统的控制技术都是为了实现转向系和
其它系统的良好匹配 提高整车的综合性能
液压助力转向
20世纪40年代起 为减轻驾驶员体力负担 在
机械转向系统基础上增加了液压助力系统 Hy
draulic Power Steering 简称HPS 1951年开始在
轿车上采用液压助力转向系统 标志着动力转向系
统的开端 1
液压助力转向系统是利用油泵建立油
压 经过控制阀调节油量输出相应的转向助力 流
量控制阀是液压助力转向系统的核心部件
最早被应用的流量控制阀是滑阀 滑阀的阀体
在转向轴的带动下沿轴线移动来控制油液流量 黄
河JN1181C13型汽车上用螺母下部的板状凸缘作为
滑阀位置改变的拨板 通过螺母位置的改变带动阀
体的移动 2
此系统减少了系统零件 结构简单
易于布置
之后的转向系用转阀控制油路 转阀式转向系
统采用扭杆作为阀芯和阀体相对转动的载体 扭杆
直接与转向轴相连 产生的油压随转向盘转角的大
小变化
但是小齿轮和转向
轴之间需产生5 的转角
才能实现转向 3
这就
产生了转向上的滞后
灵敏度不够高 上海大
众公司采用的PCF阀有
效地缓解了这-问题 3
PCF阀结构如图1所示
它是在扭杆位置增加了
-个拉力弹簧 拉力弹
簧缺口处的销子压紧弹簧 用以产生相应的预载
荷 汽车高速行驶时 弹簧的预载荷就可以实现转
向 低速行驶时转阀也工作 助力增大 但液压转
向系统仍在安装 密封性 操纵灵敏度 能量消耗
等方面存在不足
电控液压转向
由于流量控制阀的参数-旦确定 液压助力特
性曲线就难以改变 这样电控液压系统将车速信号
引入 增加了控制单元 形成了车速感应型助力特
图 阀结构
LIAO Shu hua YANG Cai hong
Automobile Engineering Department Guangxi University of Technology Liuzhou 545006 China
The vehicle steering has been developed for a long time including mechanical steering hydraulic
power steering electrical hydraulic power steering electric power steering active steering system trailing wheel
compliance steering by wire steering and control handle steering. In this article various steering system technologies
and control strategies are researched to lay theoretical basis for furher study.
power steering steering technology control strategy
汽车电器 年第 期