侧风干扰工况电动汽车EPS反向助力控制及试验

赵景波， 周冰， 贝绍轶

(1．江苏技术师范学院机械与汽车工程学院，江苏常州213001;2．江苏技术师范学院计算机工程学院，江苏常州213001)

0 引言

电动汽车产业是国家战略性新兴产业之一，具有低碳、清洁、低耗等环保节能的显著特性。电动助力转向系统(electric power steering，EPS)是电动汽车设计装配过程中的关键部件之一，直接通过电动机的输出给驾驶员提供助力，电动机只有在转向时才工作，在不进行转向时几乎没有动力消耗;且具有轻型小巧、装配迅速、易于调整、噪声及废气污染小等优点［1］，也是底盘集成控制技术的研究热点之一［2］。

EPS控制策略的设计是其开发的关键，在传统的正向助力策略中，EPS根据输入的方向盘扭矩信号和车速信号确定基本助力，实现助力过程［3］。汽车在侧风干扰的特殊工况下，驾驶员输入的方向盘扭矩信号为零，由于侧风的作用，汽车产生沿侧向风作用方向的偏移，由于车轮与方向盘之间的刚性连接，方向盘被动产生与车轮同向的偏转，因而产生一个被动的方向盘扭矩。设计一种反向助力策略和柔性PID控制方法，以侧风干扰下的方向盘被动扭矩为输入信号，计算目标电流，通过电动机进行反向助力，在驾驶员无输入情况下实现主动转向控制，避免汽车过度偏驶。

1 EPS系统动力学模型

EPS系统如图1(a)所示，控制器根据各传感器输出的信号决定电动机的转动方向和最佳助力扭矩，向电动机和离合器发出控制信号，通过功率驱动电路控制直流电动机的转动，电动机的输出经过减速机构减速增扭后，驱动齿轮齿条机构，产生相应的转向助力。……