EPS的基本助力控制过程:控制器(ECU)根据转矩传感器的输出和车速传感器的输出,由助力特性确定电动机的目标电流,然后通过电流控制器控制电动机的电流,使电动机输出目标助力扭矩。因此,EPS的控制中要解决的两个主要问题是:
1)确定电动机的目标电流;
2)跟踪电动机驱动电流,并根据目标电流对其进行实时调整控制。
EPS系统控制算法是系统控制性能的关键。根据汽车转向行驶的不同情况要求,EPS按不同的控制方式进行控制,通常来说有3种基本控制方式。
根据助力控制内容的不同,系统控制算法分为助力控制、阻尼控制和回正控制。助力控制协助驾驶员转向,减轻转向力;阻尼控制在汽车高速行驶时适当增加转向阻力,实现高速驾驶时的“稳重手感”;回正控制协助汽车转向盘在转向后自动回正或在驾驶员操作下轻便地回正。在低速行驶时,控制内容以助力控制和回正控制为主,在高速行驶时,以阻尼控制为主。在不至引起歧义情况下,对系统控制内容简称为助力控制,如电动助力控制,电动助力式转向系统等。按不同的控制方式,ECU作为实际的EPS系统的组成部分,所有的控制策略将以软件的形式存储在这里。EPS的控制策略起码包括电动机目标电流计算的控制、电动机实际流过电流的反馈控制、回正阻尼控制等。在这里只研究电动机目标电流计算的控制。
(1)常规控制(www.daowen.com)
汽车在低速范围内行驶,方向盘进行转向并离开中间位置时电控单元对电动机进行常规控制,通过计算确定助力电动机的电流,以获得合适的助力转矩,使转向操纵轻便灵敏。汽车在行驶过程中有以下几种转向情况:行驶时的高速、中等速度和低速转向,以及点火起动后的原地转向,其对应的转向力依次增加,高速行驶时的助力最小,原地转向时,助力最大;相应的,动力转向系统的助力依次增加。
(2)回正控制
回正控制可以改善汽车的回正性能。汽车在低速范围内行驶,转向后方向盘回到中间位置附近时,电控单元使电动机电流迅速减小,以便转向轮迅速回正。
(3)阻尼控制
阻尼控制可以衰减汽车高速行驶时出现的方向盘抖动现象,消除转向轮因路面输入而引起的摆振。其原理很简单,即汽车处于高速行驶时,使电动机短路,其端电压变为零,电动机将不提供助力,但由于感应电动势的作用,电动机将产生与其转动方向相反的转矩。此过程等于增加了转向系统的阻尼,使驾驶员能够获得适当的路感,不致有发飘的感觉。
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