随着新能源技术的发展,纯电动商用车在市场上应用越来越广泛,但是其转向系统目前主要采用电子液压助力转向系统(Electronic-Hydraulic Power-assisted System,简称EHPS)。电子液压助力转向系统结构复杂,在工作时会有能量的转化过程,因此存在能源浪费、转向灵敏度低和转向滞后等缺点。电动助力转向系统(Electric power steering,简称EPS)具有零污染、节能环保、性能可靠和易控制等优点,现在已经广泛应用在乘用车上。本文针对EPS系统在纯电动商用车上的应用展开研究,以期提高车辆的转向轻便性和灵敏度,适应全车电子化的发展趋势。本文主要工作内容如下:(1)选用某款轻型纯电动商用车为研究对象,分析该车型的转向助力需求,建立EPS系统的动力学模型,对关键部件的参数进行计算和设定,然后根据参数进行选型。(2)由于纯电动商用车载荷变化范围较大,为了满足不同载荷情况下驾驶员的助力需求,综合考虑车速、方向盘的转矩和前轴载荷三个因素,设计全车质量助力特性曲线;同时对EPS系统的控制策略进行研究,在不同的工况下分别选择回正、阻尼和助力控制策略,以保证在各种工况和不同载荷情况下EPS系统均能为驾驶员提供精确的助力,提高系统的工作效率,降低驾驶员的驾驶疲劳。(3)设计神经网络模糊pid控制器,利用神经网络模糊pid控制器控制由全车质量助力特性曲线所确定的助力电机的实际电流,并且跟踪控制助力电机电流的变化,形成闭环控制,从而提高控制的助力电机电流精确度和效率。(4)在Simulink中建立全车质量助力特性曲线和神经网络模糊pid控制器控制的EPS系统模型,在Trucksim中搭建整车模型,然后进行联合仿真。在Trucksim中选择不同的路面环境,建立人-车-路之间的联系,在载荷变化条件下和不同的工况下进行路感试验、角阶跃试验、双纽线试验和急促移线试验,将得到的仿真结果与目前常用的模糊pid控制器的仿真结果进行比较。试验结果表明:在全车质量助力特性曲线和神经网络模糊pid控制器的控制下,EPS系统具有清晰的路感,比模糊pid控制器到达稳定时间缩短10%,转向盘转矩明显减小,系统具有更好的转向操纵稳定性、转向灵敏度、转向轻便性和避障能力。
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