基于汽车电动转向系统技术实验方法的分析

田荣

（黔东南民族职业技术学院 556000)

0 引言

汽车转向系统其实指的就时由于设计或者制造过程等原因导致同一个系列或者同一个型号的汽车在系统上存在着一些不符合国家标准或者人民安全的问题，汽车转向系统一旦存在着一点问题，那么就可能会导致汽车的操纵系统出现问题，甚至会影响使用者的行驶安全和使用安全性，所以只有提升缺陷的辨识和判定，才能够最大限度上提升我国汽车产业的整体水平和质量，从而为我国汽车产业和经济发展提供强有力的基础。

1 汽车电动转向系统缺陷的形式分析

我国常见的转向系统一般分为机械结构部件和助力装置电子控制系统以及传感器这三个部分，而我国汽车电动转向系统缺陷的形式一般分为以下几种形式[1]。

1.1 机械结构部件缺陷

机械的结构部件一般分为转向的操纵机构和转向的传动机构两种形式，一般情况下，转向的操纵机构链接的永远都是转向的方向盘和转向器，可以说操纵转向器时转向盘和转向器之间所有零件和部件的总称呼，其中也包括方向盘和转向管柱，但是机械结构部件形式的缺陷也是显而易见的，就是容易产生断裂、磨损、裂纹以及强度不足等问题，这些问题产生时，一般都会伴随着机械结构部件发出异响以及弯曲和变形。

1.2 助力装置缺陷形式

汽车电动转向系统最常见的还有一种装置就是转向助理装置，转向助理装置包括这液压助力装置和电动装置两种装置方案，液压助力装置主要就是通过转动油泵和油管来进行控制机械的转动，而液压助力装置的缺陷也是显而易见的，那就是容易发生内部的泄露和外部的泄露。而电力助力装置则是依靠着电动机和减速机构组成的，电力助力装置的主要缺陷就是系统会经常性的发生短路、温度异常、特性不良以及啃齿等问题[2]。

1.3 电子控制和传感器缺陷形式

电子控制其实指的就是MCU的控制单元，也就是说MUC主要传感器能够同时实现转矩、车速传感以及转角等诸多功能。电子控制和传感器装置的缺陷形式中，最大的一个问题就是传感器输出飘忽不定，甚至还会出现无输出的现象，这种缺陷会直接导致汽车电路的短路、过电压、开路以及冲击荷载，这种问题一旦发生就会导致汽车整体电路瘫痪，导致汽车的很多功能全部禁止使用，甚至还会因为电路板压力过大，损坏电路板，导致汽车所有功能都同时失去使用价值。

2 EPS的缺陷辨识实验方式

2.1 转向系统缺陷的辨识原则

汽车电动转向系统中的EPS系统判定缺陷的实验目的其实就是有效的判定汽车未知或者已知转向系统问题产生的原因以及解决方法。在大多数情况下，汽车电动转向系统的缺陷会对汽车造成大多数功能性参数的改变甚至畸变，所以有效的对汽车转向系统进行缺陷的鉴别和判定，将能够最大限度上防止汽车转向系统发生故障影响开车者的人身安全。转向系统的功能主要是在两个方面，其一就是能够提供给开车人员一个控制方向的功能，其二就是提供给开车人员一个车辆和地面之间受压力的汽车行驶状况。所以转向系统直接影响着汽车系统的所有重要参数，其中就包括汽车转向盘和转矩[3]。

2.2 EPS缺陷辨识方法的设计

EPS缺陷辨识方法其实就是在汽车器械系统的基础上，来进一步的增加驱动电机和转向盘转矩控制器等装置，也就是说当缺陷中斜坡转角的输入实验中，测量的参数发生畸变，比如指标为：1.θ→；Th↑；r→时，汽车转向系统的缺陷形式就表现为失去转向能力，这种缺陷产生的原因就是转向盘不能正常转动或者完全丧失转向的功能；当指标为：2.θ↑；Th→；r→时，同样的缺陷表现形式都为失去转向能力，而这这种缺陷产生的原因则是转向盘已经失去了自由转动的所有功能。当正弦转角输入实验中时，测量参数的畸变形式则为3.dTh/dθ↑；Th↑，当出现这种参数畸变时，主要的缺陷表现形式则为汽车转向系统突然转向沉重，而缺陷产生的原因主要是因为汽车电路转向系统的助力减小甚至助力消失。

3 汽车电动转向系统缺陷辨识实验方式的验证

3.1 EPS助力不足缺陷的辨识

EPS助力不足，将会导致汽车转向盘反应不灵敏甚至会出现停止转向功能的现象，所以如果想要从根本上解决此类问题，那么就必须要对测量的参数进行是否畸变的辨别，当测量的参数发生重要畸变时，首先要做的就是要检查汽车的转向盘转矩，通过检查汽车转向盘转矩就能够得知此类问题产生的原因，这种缺陷会导致开车人员驾驶和转向十分沉重，这就需要对EPS的转向数据进行对比和检测，因为当检测的转向盘数据和EPS正常工作时的数据呈正比时，才能够彻底的辨别EPS助力不足的缺陷问题[4]。

3.2 EPS助力过大缺陷的辨识

当测量的参数发生重要畸变时，首先要做的就是要检查汽车的转向盘转矩，通过检查汽车转向盘转矩就能够得知此类问题产生的原因，这种缺陷会导致开车人员驾驶和转向过轻，很有可能开车人员刚刚转动方向盘，汽车的转向系统直接将转向数据上升到最大，也就是人们常说的“汽车转向发飘”，这就需要对EPS的转向数据进行对比和检测，因为当检测的转向盘数据和EPS正常工作时的数据呈正比时，才能够彻底的辨别EPS助力过大的缺陷问题。

3.3 EPS误助力缺陷的辨识

通过对汽车电动转向系统缺陷辨别得知，当缺陷发生时，可能会导致直线行驶中的汽车转向盘失控，出现转角或者转矩突变的问题，从而使开车人员短时间内对汽车的转向盘失去控制，并且在汽车自动转向过程中出现转矩突变或者转角数据发生变化，使开车人员不能准确的判断出汽车的转矩和转角，甚至会导致汽车转向系统不能满足开车人员的转角或者转向意图。所以只有通过辨别汽车转向盘的转矩值，来对比EPS正常工作状态下的转矩值，才能够准确的检测出EPS误助力的缺陷[5]。

4 结束语

综上所述，如果想从根本上确立汽车电动转向系统的缺陷问题，那么就必须要通过FMECA方法和EPS助力系统的测量，通过对汽车转向系统缺陷导致的可能性数据的分析和辨识，就可以得出EPS实际应用实验台架的故障辨别方法。

[1]熊璐,陈晨,冯源.基于Carsim/Simulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模[J].系统仿真学报,2014,05(23):1143-1148+1155.

[2]肖凌云,刘亚辉,张卫亮.汽车电动转向系统缺陷辨识实验方法的研究[J].汽车工程,2014,09(17):1117-1121.

[3]韩海兰.智能四轮独立驱动轮毂电机电动汽车自适应转向研究[D].辽宁:辽宁工业大学,2016.

[4]赵飞翔.感应电机电动助力转向系统电机助力矩控制算法研究[D].长春:吉林大学,2014.

[5]王延强,王若平,林军.某型汽车转向节臂断裂原因分析[J].机械设计与制造,2017,06(25):1107-1108.