电控动力转向系统的的控制原理和补偿策略的设计
简述电动式电控动力转向系统的组成与工作原理
简述电动式电控动力转向系统的组成与工作原理一、引言电动式电控动力转向系统是一种新型的转向系统,它采用了电机作为动力源,通过电控器对电机进行控制,实现车辆的转向。
与传统的液压式转向系统相比,它具有响应速度快、能耗低、噪音小等优点,因此在现代汽车中得到了广泛应用。
本文将详细介绍电动式电控动力转向系统的组成和工作原理。
二、组成1. 电机电机是整个系统的核心部件,它提供了转向所需的动力。
目前市场上常见的电机有直流无刷电机和交流异步电机两种。
直流无刷电机具有高效率、高功率密度和长寿命等优点,在小型汽车中得到了广泛应用;交流异步电机则具有低成本和可靠性好等优点,在大型汽车中得到了广泛应用。
2. 传感器传感器主要负责检测车辆当前的行驶状态,并将这些信息反馈给控制器。
目前市场上常见的传感器包括角度传感器、扭矩传感器和速度传感器等。
3. 控制器控制器是整个系统的大脑,它根据传感器反馈的信息对电机进行控制,实现车辆的转向。
控制器通常由微处理器、电源电路、驱动电路和通讯接口等组成。
4. 电源电源为整个系统提供所需的电能。
目前市场上常见的电源有蓄电池和超级电容器两种。
蓄电池具有存储能量大、成本低等优点,在小型汽车中得到了广泛应用;超级电容器则具有充放电速度快、寿命长等优点,在大型汽车中得到了广泛应用。
三、工作原理1. 转向力矩计算在行驶中,车辆需要受到一定的转向力矩才能完成转弯操作。
转向力矩大小与车速、转弯半径和路面摩擦系数等因素有关。
为了保证车辆安全稳定地行驶,系统需要根据当前行驶状态计算出所需的转向力矩。
2. 传感器检测系统通过角度传感器检测方向盘旋转角度,并通过扭矩传感器检测方向盘所施加的扭矩大小,同时通过速度传感器检测车速大小。
3. 控制器控制控制器根据传感器反馈的信息计算出所需的转向力矩,并将这个信息转换成电机控制信号。
电机根据控制信号输出相应的扭矩,实现车辆的转向。
4. 能量回收在车辆行驶过程中,由于转向力矩大小不同,系统需要不断地调整电机输出扭矩大小。
电控动力转向系统工作原理
电控动力转向系统工作原理电控动力转向系统是一种新型的汽车转向系统,它利用电机代替了传统的液压助力装置,通过电子控制单元(ECU)来实现对电机的控制,从而实现车辆的转向。
下面将详细介绍电控动力转向系统的工作原理。
1. 传感器信号采集在电控动力转向系统中,有多个传感器用于采集车辆的运动状态和驾驶员的操作信息。
其中包括方向盘角度传感器、转向角速度传感器、车速传感器等。
这些传感器将采集到的信息发送给ECU进行处理。
2. ECU计算ECU是电控动力转向系统中最重要的部件之一,它负责接收并处理来自各个传感器的信号,并根据这些信号计算出合适的输出信号。
同时,ECU还会监测其他关键参数,例如发动机负荷、油门开度等,并根据这些参数进行调整。
3. 电机输出在ECU计算出合适的输出信号后,它会将信号发送给电机执行器。
该执行器会根据接收到的信号来调整电机输出功率和方向,并通过齿轮箱将输出功率传递给转向机构。
4. 转向机构转向机构是电控动力转向系统中的另一个重要部件,它将电机输出的能量转换为车辆的转向力。
在传统液压助力转向系统中,液压助力缸通过油液流动来产生转向力,而在电控动力转向系统中,电机通过齿轮箱驱动齿轮来产生转向力。
这种方式可以实现更加精确和高效的转向。
5. 驾驶员操作最后一个环节是驾驶员的操作。
当驾驶员通过方向盘输入指令时,方向盘角度传感器会采集到这个信号,并将其发送给ECU进行处理。
ECU会根据这个信号计算出合适的输出信号,并将其发送给电机执行器,从而实现车辆的转向。
综上所述,电控动力转向系统是一种利用电机代替液压助力装置的新型汽车转向系统。
它利用传感器采集车辆状态和驾驶员操作信息,并通过ECU计算出合适的输出信号,然后通过电机执行器和齿轮箱将输出功率传递给转向机构,从而实现车辆的精确和高效的转向。
电控电动助力转向系统实训
电控电动助力转向系统实训电控电动助力转向系统是一种应用于汽车转向系统的技术,它通过电子控制单元(ECU)和电动助力转向器件实现对车辆转向的辅助控制。
本文将介绍电控电动助力转向系统的原理、结构和工作方式。
一、电控电动助力转向系统的原理电控电动助力转向系统是利用电动助力转向器件辅助传统机械液压转向系统,实现对车辆转向力的控制。
它通过ECU对车辆转向的需求进行感知,并通过控制电动助力转向器件提供相应的助力。
二、电控电动助力转向系统的结构电控电动助力转向系统主要由以下几个部分组成:1. 电动助力转向器件:包括电动助力转向电机和传感器等组件。
电动助力转向电机负责提供转向助力,传感器负责感知车辆转向的需求。
2. 电子控制单元(ECU):负责控制电动助力转向器件的工作,实现对车辆转向的辅助控制。
ECU通过接收传感器信号,对电动助力转向电机进行控制,提供相应的转向助力。
3. 转向角传感器:用于感知车辆转向的角度,将转向角信号传输给ECU。
4. 转向力传感器:用于感知车辆转向时需要施加的力,将转向力信号传输给ECU。
三、电控电动助力转向系统的工作方式电控电动助力转向系统的工作方式如下:1. 系统初始化:当车辆点火后,ECU进行自检,并将电动助力转向器件初始化为初始位置。
2. 转向需求感知:当驾驶员转动方向盘时,转向角传感器感知到转向角度的变化,并将信号传输给ECU。
3. 助力输出计算:ECU根据转向角度信号和其他传感器的信号,计算出所需要施加的转向助力。
4. 助力输出控制:ECU通过控制电动助力转向电机的转动,实现对转向助力的输出。
根据转向角度的变化和转向力的大小,电动助力转向电机提供相应的转向助力。
5. 助力调节和补偿:ECU对转向助力进行调节和补偿,以满足不同驾驶条件和需求。
6. 助力结束控制:当驾驶员转动方向盘回到初始位置或转向动作结束时,ECU停止对电动助力转向电机的控制,助力输出结束。
电控电动助力转向系统的优势在于提供了更加舒适和精确的转向操控感受。
循环球电动助力转向系统控制及补偿策略
循环球电动助力转向系统控制及补偿策略
循环球电动助力转向系统,是一种新型的汽车转向控制系统,它将汽车点动控制与液
体转向控制相结合,为车主提供一系列的方便、安全和舒适的行驶体验。
它将传统液体转
向控制系统优点—车辆操纵灵敏度高—与电子控制优点—自动调整角度和力矩—联合在一起,实现了新型的汽车转向控制系统。
循环球电动助力转向系统的一大特点是自动调整车辆的前进方向,以便延长车辆的转
向角度。
在液体转向控制中,汽车转向角度随车辆行驶速度的变化而改变,其最大转向角
也不是一个固定的参数。
而循环球电动助力转向系统的调整角度允许车辆的前进方向更改了,从而提高行车的效率和可控性。
循环球电动助力转向系统的另一个重要的特点是自动补偿系统,将根据驾驶行为为车
辆提供恰当的补偿,以确保驾驶者能够安全、稳定的控制车辆。
调整角度后,车辆将会根
据车辆速度及其他外界因素,如坡度、地形等,来补偿可能存在的车辆侧移,使车辆稳定、可控,减少偏移对车辆行驶的影响。
循环球电动助力转向系统也可以用于汽车制动控制以进一步提高整车的安全性能。
系
统可以根据车辆的行驶速度和转向角度来进行实时的力矩补偿调节,减缓车辆制动,保护
车辆的安全。
总的来说,循环球电动助力转向系统是一种新型的控制系统,结合了液体转向控制和
电子控制的优势,可以提高汽车转向灵敏度,并且拥有较好的车辆补偿能力和制动控制能力,弥补了传统液体转向控制系统的不足。
同时,循环球电动助力转向系统的架构也比传
统的液压控制技术更紧凑,更易于安装和维护,可以带来更低的整体成本支出。
电控动力转向系统工作原理
电控动力转向系统工作原理电控动力转向系统是现代汽车中常见的一种转向系统,它通过电子控制单元(ECU)控制电机,实现转向操作。
它相比于传统的机械转向系统,在操控性、舒适性和安全性方面都有明显的优势。
电控动力转向系统的工作原理可以简单地分为三个步骤:传感器检测车辆状态、ECU计算转向力矩、电机执行转向操作。
车辆上安装了一系列传感器,用于检测车辆的状态。
这些传感器可以包括转向角度传感器、车速传感器、转向助力传感器等。
转向角度传感器用于检测方向盘的转向角度,车速传感器用于检测车辆的速度,转向助力传感器用于检测转向助力的力度。
这些传感器会将检测到的数据传送给ECU。
接下来,ECU会根据传感器传来的数据计算出所需的转向力矩。
转向力矩是指车辆在转向时所需要的力矩,它与方向盘的转向角度、车速、转向助力等因素有关。
ECU会根据这些因素进行计算,并输出一个控制信号给电机。
电机根据ECU输出的控制信号执行转向操作。
电机通常安装在转向机或转向柱上,并与方向盘相连。
当ECU输出一个正的控制信号时,电机会产生一个向左转的力矩;当ECU输出一个负的控制信号时,电机会产生一个向右转的力矩。
通过控制电机的力矩大小和方向,就可以实现精确的转向操作。
电控动力转向系统的工作原理基于车辆状态的实时检测和计算,通过电子控制单元和电机的配合,实现了转向的精确控制。
相比传统的机械转向系统,电控动力转向系统具有以下几个优势:电控动力转向系统可以根据车辆状态的变化实时调整转向力矩,提高了操控性和舒适性。
在高速行驶时,电控动力转向系统可以降低转向助力,减少方向盘的反馈力,提高操控的稳定性;在低速行驶时,电控动力转向系统可以增加转向助力,减轻方向盘的转动力,提高操控的轻便性。
电控动力转向系统可以通过软件控制实现多种转向模式的切换。
例如,可以通过调整转向力矩的大小和方向,实现直线行驶、转弯、倒车等不同的转向模式。
这样可以根据不同的驾驶场景和需求,提供更加个性化的转向体验。
电控助力转向系统的原理
电控助力转向系统的原理电控助力转向系统是一种通过电子控制单元(ECU)控制的汽车转向系统。
它利用电动机在驾驶员操纵转向盘时提供额外的助力,帮助驾驶员更轻松地转向车辆。
本文将详细介绍电控助力转向系统的原理和工作方式。
一、电控助力转向系统的原理电控助力转向系统由电动助力转向机构、传感器和控制单元组成。
其中,电动助力转向机构是系统的核心部件,它通过电机和齿轮装置实现助力转向。
传感器用于感知驾驶员的转向意图,并将信号传输给控制单元。
控制单元根据传感器信号,控制电动助力转向机构提供适当的助力。
二、电控助力转向系统的工作方式1. 感知转向意图电控助力转向系统通过安装在转向柱上的转向传感器感知驾驶员的转向意图。
转向传感器可以感知转向盘的转动角度和转速,并将这些信息传输给控制单元。
控制单元根据转向传感器的信号判断驾驶员的转向意图。
2. 提供助力根据驾驶员的转向意图,控制单元计算出相应的助力需求,并向电动助力转向机构发送指令。
电动助力转向机构根据控制单元的指令,通过电机和齿轮装置提供额外的助力。
助力的大小根据转向盘的转动力度和速度来调节,以满足驾驶员的需求。
3. 实时调整电控助力转向系统能够实时调整助力的大小,以适应不同驾驶条件和车辆状态。
例如,在低速行驶时,系统可以提供更大的助力,以增加转向的灵活性和舒适性。
而在高速行驶时,系统可以减小助力,以提高转向的稳定性和操控性。
三、电控助力转向系统的优势1. 提高操控性能电控助力转向系统可以根据驾驶员的转向意图提供适当的助力,使驾驶员更轻松地操控车辆。
尤其是在低速行驶和停车时,系统的助力能够显著减小驾驶员的转向力度,提高操控的精确性和灵活性。
2. 提升驾驶舒适性电控助力转向系统的助力能够根据驾驶员的需求进行实时调整,使转向更加轻盈和平稳。
驾驶员在长时间驾驶或疲劳驾驶时,能够减少对肌肉的负担,提高驾驶的舒适性和乘坐的舒适性。
3. 增加安全性电控助力转向系统能够根据驾驶员的转向意图提供适当的助力,并且具有实时调整能力。
电控动力转向系统工作原理
电控动力转向系统工作原理1. 介绍电控动力转向系统是现代汽车的重要组成部分之一。
它通过使用电机而非传统的机械结构来改变车辆的转向力,提高驾驶的舒适性和安全性。
本文将深入探讨电控动力转向系统的工作原理。
2. 动力转向系统分类动力转向系统可以分为液压助力转向系统和电动助力转向系统两种类型。
液压助力转向系统使用液压泵和液压缸来提供转向助力,而电动助力转向系统使用电机来提供转向助力。
本文重点介绍电动助力转向系统的工作原理。
2.1 液压助力转向系统液压助力转向系统的工作原理如下: 1. 驾驶员通过方向盘施加转向力。
2. 这个转向力通过液压泵传递给液压缸。
3. 液压泵将液压油压力提高,并将其送入液压缸。
4. 液压油压减小后,液压缸将转向力传递给转向齿条。
5. 转向齿条将转向力传递给车轮,实现转向效果。
2.2 电动助力转向系统电动助力转向系统的工作原理如下: 1. 驾驶员通过方向盘施加转向力。
2. 转向传感器检测到转向力,并将信号发送给电控单元。
3. 电控单元根据转向传感器的信号判断所需转向助力。
4. 电机控制单元接收电控单元的指令,并根据指令控制电机输出转向助力。
5. 电机通过转向齿条将转向助力传递给车轮,实现转向效果。
3. 电动助力转向系统的优势与传统的液压助力转向系统相比,电动助力转向系统具有许多优势: - 减少能源消耗:电动助力转向系统不需要液压泵,因此没有液压系统的能源消耗。
- 提高燃油经济性:电动助力转向系统减少了功耗,因此可以减少燃油消耗。
- 提升驾驶舒适性:电动助力转向系统可以根据驾驶条件自动调整转向助力,提供更好的驾驶舒适性。
- 增强安全性:电动助力转向系统可以根据驾驶条件调整转向助力,提高车辆的稳定性和操控性,增强驾驶安全性。
4. 电动助力转向系统的工作原理详解电动助力转向系统的工作原理可以进一步分为以下几个步骤:4.1 检测转向力转向传感器位于方向盘附近,可以检测到驾驶员施加的转向力。
电控转向系统的组成及工作原理 -回复
电控转向系统的组成及工作原理-回复电控转向系统是现代汽车的重要组成部分之一,它通过电子控制单元(ECU)和各种传感器来实现对车辆转向的精确控制。
本文将详细介绍电控转向系统的组成及工作原理,以帮助读者更好地理解该系统的作用和运行方式。
一、电控转向系统的组成1. 电子控制单元(ECU):作为系统的核心,ECU负责接收和处理来自传感器的输入信号,并通过执行器控制实现对转向的操控。
ECU通常由一个或多个微处理器、存储器和接口电路组成。
2. 电动助力转向系统(EPAS):电动助力转向系统通过电动机提供操控助力,以降低驾驶人的转向力度。
该系统由电动助力转向机构、传感器和驱动电机组成。
3. 角位传感器:角位传感器用于检测转向轮的转向角度和角速度,并将这些信息传送给ECU。
常用的角位传感器包括电位器传感器和霍尔传感器。
4. 转向力传感器:转向力传感器用于测量驾驶人在转向时所施加的力或扭矩,并将此信息传送给ECU。
这些传感器使系统能够根据驾驶人的操控力度来调整转向助力的大小。
5. 转向角速度传感器:转向角速度传感器用于测量车辆的转向速度和加速度,并将这些信息传送给ECU。
这些传感器对于实现对车辆转向的精确控制至关重要。
6. 车速传感器:车速传感器用于测量车辆的速度,并将此信息传送给ECU。
车速信息对于系统精确控制车辆转向力度和转向助力的大小起着重要作用。
7. 信号输入和输出接口:这些接口用于与其他车辆系统进行数据交换,例如制动系统、稳定控制系统和巡航控制系统等。
二、电控转向系统的工作原理电控转向系统的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 传感器输入:电子控制单元通过接收并处理来自角位传感器、转向力传感器、转向角速度传感器和车速传感器的输入信号,获取车辆转向相关的信息。
2. 数据处理:ECU通过对传感器输入信号进行处理和分析,计算出驾驶人的转向操控需求和车辆当前的转向状态。
3. 助力电机控制:当ECU确定驾驶人施加了转向作用后,它会控制电动助力转向系统中的电动助力转向机构,通过驱动电机产生相应的转向助力。
电子控制电动式动力转向系统
电子控制电动式动力转向系统一、电动式电子控制动力转向系统的组成与原理电动式EPS在机械转向机构的基础上,增加电动式助力机构、转向助力控制系统而成。
电动式EPS如图3-4-6所示。
电动式EPS的基本控制原理如下。
当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的转向力矩传感器不断地测出转向轴上的转向力矩信号,该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。
电控单元根据这些输入信号,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流大小和方向,调整转向辅助动力的大小。
电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。
a3-4-6电动式动力气IM系统的组成l-WΛft∙2•,人和电子控制暮I4-助力电动机,5•电・之令叁,6漫府的轮I7横效杆Iβ-ftK;Mt出*,KMi力IB汗,n∙较羯传感U,12转向斓轮1.电动式EPS的特点与液压EPS相比电动式EPS具有如下优点。
1)能耗降低。
电动式EPS只有转向时系统才工作,消耗较少的能量。
因而与液压式动力转向系统相比,在各种行驶工况下均可节能80%~90%o2)轻量化显著。
电动式EPS无液压式EPS必须具有的液压缸、油泵、转阀、液压管道等部件,因此其结构紧凑、重量减轻、无油渗漏问题、系统易于布置。
3)优化助力控制特性。
液压助力的增减有一定的滞后性,反应敏感性较差,随动性不够。
电动式EPS,可以使转向系统的转向性能得到优化,增强随动性。
4)系统安全可靠。
当电动式EPS出现故障时,可立即切断电动机与助力齿轮机构的动力传送,迅速转为人工机械转向状态。
2.电动式EPS的类型电动式EPS转向助力机构有转向轴助力式、转向器小齿轮助力式和齿条助力式3种。
1)转向轴助力式。
转向助力机构安装在转向轴上(图3・4・6),电动机的动力经离合器、电动机齿轮传给转向轴的齿轮,然后经万向节及中间轴传给转向器。
2)转向器小齿轮助力式。
如图3-4-7所示,转向助力机构安装在转向器小齿轮处。
简述电动式电控动力转向系统的组成与工作原理
电动式电控动力转向系统的组成与工作原理概述电动式电控动力转向系统是一种新型的转向系统,通过电动机驱动,并通过电控单位实现对转向力的精确控制。
它在传统机械式转向系统的基础上,引入了电动机和电控单位,具有更高的响应速度和精确性。
本文将对电动式电控动力转向系统的组成和工作原理进行详细探讨。
组成电动式电控动力转向系统主要由以下几个部分组成:1. 方向盘方向盘是用户与转向系统之间的纽带,用户通过方向盘控制车辆的转向。
2. 传感器传感器用于感知车辆转向的角度和速度。
常用的传感器包括转向角度传感器和转向速度传感器。
3. 电动机电动机是电动式电控动力转向系统的核心组成部分,它通过输出扭矩来实现转向力的产生。
常用的电动机包括直流无刷电机和交流无刷电机。
4. 减速器减速器用于降低电动机的转速,提高输出扭矩。
常用的减速器包括齿轮减速器和行星减速器。
5. 转向控制器转向控制器是电动式电控动力转向系统的核心控制单元,它接收传感器采集到的转向信息,并根据用户的转向需求计算出控制信号,驱动电动机产生相应的转向力。
工作原理电动式电控动力转向系统的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 传感器采集传感器采集车辆转向的角度和速度信息,并将其转化为电信号。
2. 控制信号计算转向控制器接收传感器采集到的转向信息,并根据用户的方向盘输入计算出一个控制信号,这个信号表示电动机需要产生的转向力大小和方向。
3. 电动机驱动转向控制器将计算出的控制信号发送给电动机,电动机根据信号驱动转向系统产生相应的转向力。
4. 车辆转向电动机产生的转向力作用在转向系统上,使车辆产生相应的转向效果。
5. 反馈控制转向控制器通过传感器实时监测车辆的转向状况,并根据反馈信号对控制信号进行调整,以实现对转向力的精确控制。
优势与传统的机械式转向系统相比,电动式电控动力转向系统具有以下几个优势:1. 响应速度更快电动式电控动力转向系统具有更快的响应速度,能够根据用户的操作迅速产生相应的转向效果,提高了驾驶的舒适性和安全性。
电控动力转向系统的结构与原理
电控动力转向系统的结构与原理
引入:普通动力转向系统的缺点:助力固定 转向操纵轻便性 稳定性 类型:按动力源 ➢液压式:组成;原理——液压油 ➢电动式:组成;原理——电动机 基本工作:不同工况下根据需要提供相应的助力 ➢行驶状况:转弯大/原地/低速=>助力大;转弯小/高速=>助力小 ➢道路状况:易滑路面=>助力小 ➢失效保护:失效后,机械转向系能正常工作
使用IT-II
• 方向盘 • 转向管柱总成 • 转向齿轮机构总成
EPS ECU
替换新部件
使用SST
注意: 当有除C1515 / C1525以外的DTC码时,使不用可SS以T 进行上面的操作。
➢ 油泵工作 ➢ 系统电路 ➢ 转角传感器
13
奥迪A6电控液压式转向助力系统
14
控制电磁阀
15
助力工作
16
广本飞度EPS
17
广本飞度EPS电路图
18
雷克萨斯EPS
马达直接驱动齿条
分相器型 扭矩传感器
转角传感器
转向齿轮单元 • 无电刷式马达 • 减Fra bibliotek机构19
系统示意图
发动机 ECU (ECM) 制动控制 ECU
转向轴助力式EPS
8
转向齿轮助力式EPS
转向齿条助力式EPS
9
2.电动式EPS的基本结构
传感器
车速传感器;转矩传感器
ECU 执行器
电动机;电磁离合器
其他
减速机构——蜗轮蜗杆式
图3-17 电动式EPS的减速机构
10
3.电动式EPS的工作原理
11
POLO电控液压助力转向系统
不转向时油泵不工作
12
电控转向系统的组成及工作原理
电控转向系统的组成及工作原理
一、概述
电控转向系统是汽车主动安全系统的重要组成部分,其工作原理是通过传感器、控制器和执行器等组件的协同作用,实现转向系统的智能化控制。
二、传感器
传感器是电控转向系统的信息输入元件,用于实时监测汽车行驶状态和驾驶员的操纵指令。
常见的传感器包括方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器等。
这些传感器将采集到的信号传输给控制器,为系统决策提供依据。
三、控制器
控制器是电控转向系统的核心,负责接收和处理传感器信号,并根据预设的控制策略计算出最佳的转向助力。
常见的控制器包括电子控制单元(ECU)和动力转向控制单元(PSCU)。
控制器内部集成了大量的算法和模型,能够实现对转向系统的精确控制。
四、执行器
执行器是电控转向系统的输出元件,根据控制器的指令调节转向助力的大小和方向。
常见的执行器包括电动助力转向器、电磁助力转向器等。
执行器通过调节助力电机的工作电流,实现转向助力的调整。
五、工作原理
在电控转向系统中,传感器不断监测汽车行驶状态和驾驶员的操纵指令,并将信号传输给控制器。
控制器根据预设的控制策略对这些
信号进行分析和处理,计算出最佳的转向助力。
然后,控制器将控制指令发送给执行器,执行器根据指令调整助力电机的工作状态,实现转向助力的调整。
整个过程持续进行,以保证汽车在行驶过程中的稳定性和安全性。
六、总结
电控转向系统通过传感器、控制器和执行器的协同作用,实现了对汽车转向系统的精确控制。
这种系统能够提高汽车的主动安全性能,减少交通事故的发生,同时也为驾驶员提供了更加舒适和便捷的驾驶体验。
第五章 电控动力转向系统
(2)模拟行驶,转向力检查 1)安装 EPS 的车辆随车速通过 EPS 电磁阀改变转向操纵力。诊断仪主要使用在输入高速行驶时的模拟 车速。关于检查 EPS 电磁阀和转向盘的工作状态请参考下一页; 2)输入模拟车速时检查转向操纵力是否在标准值的 1~2 倍之间; 3)如果转向力没有变化时,请参考故障诊断表。
转 输出波形
传感器电源 传感器输入
霍尔 元件
转子转一周
电控动力转向系统
5-3
3) 电磁阀
1)参数
2)剖面图
弹簧 柱塞
项目 额定电压 额定电流
电阻
参数 DC 12V 1.0A 6.7±1Ω
调节阀
平衡管
输入
过滤器 节流孔
柱塞
转向控制阀 壳体
左侧动力弹簧
转向器
电控动力转向系统
1、 ECU 减小输出电流; 2、 根据弹簧力 P.C.V 的柱塞向电磁阀侧开启; 3、 从油泵输出的液压通过节流孔供应到小齿轮反力部,给反力柱塞施加反力; 4、 此时,反力柱塞给输入轴的 V 形槽传递反力实现重的转向操纵力。
电控动力转向系统
5-5
(3)控制过程
电子控制动力转向系统利用电子技术控制作用
5-4
3)工作原理 ① 驻车,低速行驶时
电磁阀
反力室
油压(切断)
1、 从 ECU 输出最大电流; 2、 电磁阀工作,电磁阀杆将 P.C.V 的柱塞推向右侧; 3、 从油泵输出的液压被柱塞的节流孔切断,不向反力部供应; 4、 切断液压供应,实现轻的转向操纵力。
② 中,高速行驶时
电磁阀
反力室
油压(切断)
EPS 电磁阀
输出电流(A)
车速(Km/h)
当车速 0 km/h 时检查电磁阀电流是否在标准范围内,然后,增加车速时检查电流值是否减小。(车速 0 km/h 时电磁阀电流为 0.9~1.1A)增加模拟车速时,若电磁阀电流值不减小,则参考故障现象 1。
简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。
简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。
电动助力转向系统是一种基于电机和电子控制器的转向装置,它可以增强驾驶员的操纵感觉,提高车辆的操控性和安全性。
其主要作用是在车辆转向时,通过电机控制系统向转向系统提供额外的扭矩,从而减轻驾驶员的操纵负担,使车辆更容易转向。
电动助力转向系统的控制原理主要包括以下几个方面:
1. 传感器测量:系统中的传感器可以感知车辆的转向角度、方向盘转动力矩、车速等参数,并将这些数据传递给电子控制器。
2. 控制算法:电子控制器根据传感器测量到的数据进行计算,判断车辆的行驶状态和驾驶员的意图,从而确定电动助力转向系统需要提供的扭矩大小和方向。
3. 电机控制:根据控制算法的输出,电子控制器控制电机输出相应的扭矩,使其作用于车辆转向系统,从而实现转向的辅助作用。
电动助力转向系统的控制策略主要有以下几种:
1. 扭矩反馈控制:根据方向盘转动的力矩大小和方向,电子控制器控制电机提供相应的扭矩,使其与驾驶员施加的力矩相平衡,从而减轻驾驶员的操纵负担。
2. 车速反馈控制:根据车速的变化,调整电动助力转向系统提供的扭矩大小和响应速度,使车辆在不同的行驶状态下都能保持稳定的操控性。
3. 转向角度反馈控制:根据车辆的转向角度,控制电动助力转向系统提供的扭矩大小和方向,使转向更加平滑和自然。
总之,电动助力转向系统的控制原理和控制策略是相互关联的,在实际应用过程中要根据车辆的实际情况和驾驶员的习惯,采用灵活的控制策略,使其发挥最大的作用。
电动助力转向系统的控制策略
电动助力转向系统的控制策略电动助力转向系统,听上去是不是很高大上?这个系统就像汽车的“神助攻”,帮助我们在开车的时候更加轻松,转向更自如。
想象一下,开车在大街上,轻轻一扭方向盘,车就像听话的小狗,乖乖转过去,真是爽歪歪呀!这种技术可不是随便发明的,它背后可是有一整套控制策略在撑腰。
首先说说这个系统是怎么工作的。
电动助力转向系统的核心是电机,听着就很厉害,对吧?电机根据你的驾驶习惯和路况,来调节助力的强度。
比如说,停车的时候,你转动方向盘的力度可能比高速行驶时要大得多,这时候电机就会“察言观色”,给你适当的助力,让你感觉就像在推开一扇轻便的门,轻松又自在。
而在高速上,系统又会自动减小助力,让你在高速转向时不至于觉得“飘”。
简直就是一个聪明的好帮手,谁不喜欢呢?在实际应用中,控制策略就像是一个厨师,调配各种“调料”,让整道菜更加美味。
这个厨师得根据不同的情况来调节,比如你在城市里跟小朋友一起遛弯,转弯的时候肯定得小心翼翼,不想让人家小朋友的球被撞飞了。
电动助力转向系统会自动感知这些,帮你在不同的速度和转向角度下调节助力。
这种灵活性,真是让人赞叹。
再说说这个系统的好处,真是多得数不过来。
驾驶体验那是没得说,轻松自在,像是在骑一匹听话的马。
因为它的助力调节很智能,驾驶员就能集中精力在路况上,不用担心转向的问题,安全感倍增。
这就像是开车时旁边多了一位体贴的朋友,随时给你加油打气,嘿,真不错!电动助力转向系统比传统的液压系统轻得多,车子整体的重量减轻,油耗自然就下降,简直是一举多得。
就像你减肥成功,轻松走路,体重轻了,心情也跟着好起来。
这样一来,不仅节省了燃油成本,还能为环保贡献一份力量,真是为社会添砖加瓦,义不容辞。
不过,咱们得知道,这种系统也不是没有挑战的。
比如,电机的可靠性就很重要,要是中途罢工,那可就尴尬了。
在极端天气情况下,比如冰雪路面,这套系统的表现可能会受到影响。
就好像你在滑冰的时候,一不小心摔倒,真是心塞。
动力转向系统的工作原理
动力转向系统的工作原理
动力转向系统是一种通过电力来辅助车辆转向的技术。
它的工作原理可以分为四个主要步骤。
首先,当驾驶员转动方向盘时,转向传感器会检测到方向盘的位置和转动方向,并将这些信息发送到中央处理单元(CPU)。
其次,CPU会根据方向盘的转动角度和车辆当前的速度,计
算出所需的转向力矩,并发送信号给电动助力转向器。
第三,在收到CPU的信号后,电动助力转向器会根据信号来
控制电机的转动,产生与驾驶员施加力矩方向相反的辅助力矩。
这个辅助力矩通过杆柱和齿轮传递给车轮,从而使车辆转向更加轻松和灵活。
最后,该系统还会根据车辆的速度和其他传感器提供的信息,自动调整转向力矩的大小。
例如,在低速行驶时,系统会提供较大的转向助力,以帮助驾驶员更容易地转动方向盘。
而在高速行驶时,系统会减少转向力矩,以保持车辆的稳定性和操控性。
综上所述,动力转向系统通过电力辅助转向,使驾驶变得更加轻松和安全。
它根据驾驶员的操作和车辆的情况来自动调整转向力矩,提供最佳的转向体验。
电控助力转向系统的工作原理
电控助力转向系统的工作原理
嘿,你知道吗?电控助力转向系统那可真是个神奇的玩意儿!就好比你骑自行车,一开始没助力的时候,你得使老大劲才能转动车把,对吧?但如果有了电控助力转向系统,那就完全不一样咯!
想象一下,你开着车,要转个弯。
这时候,电控助力转向系统就开始发挥作用啦!它就像是你的一个超级好帮手,悄悄在背后给你力量。
比如说,你在低速行驶的时候,它会提供很大的助力,让你轻轻松松就能转动方向盘,就好像推着个空箱子那么容易!而当你车速变快了,它又会适当地减少助力,让方向盘变得更稳重些,这样车子跑起来就更稳啦。
有一次,我和朋友一起开车出去兜风。
朋友开的那辆车没有这个电控助力转向系统,他在掉头的时候累得不行,直抱怨说方向盘太重了。
等我开着我的带电控助力转向系统的车子时,那感觉,简直太棒啦!轻轻一转方向盘,车子就乖乖地按照我的想法拐弯了。
咱再说说这个系统的工作原理啊。
它主要是靠传感器来感知车速、转向角度这些信息,然后把这些信息传给控制单元。
控制单元就跟个聪明的大脑一样,马上算出需要给多少助力,接着就指挥助力电机工作啦。
这个过程就像一场默契的团队合作!
总之呢,电控助力转向系统真的是太了不起啦!它让我们开车变得更轻松、更安全。
可不是我夸张啊,要是车没有这个系统,那开起车来得多费劲啊!所以呀,我们可得好好感谢这个神奇的技术呀!。
电子行业电子控制动力转向系统
电子行业电子控制动力转向系统1. 引言在电子行业中,电子控制动力转向系统是一种非常重要的技术。
该系统主要用于控制和调节车辆的转向动力,以提供更好的驾驶体验和安全性能。
本文将对电子行业电子控制动力转向系统进行介绍和分析。
2. 系统概述电子控制动力转向系统由多个组件组成,包括传感器、控制器和执行器。
传感器用于采集车辆的动态信息,如转向角度、车速和加速度等。
控制器根据传感器数据进行处理和逻辑判断,然后发送控制信号给执行器。
执行器根据控制信号产生适当的动力转向效果。
3. 设计原理电子控制动力转向系统的设计基于几个关键原理:3.1 传感器技术传感器是电子控制动力转向系统的重要组成部分。
常用的传感器包括转向角度传感器、速度传感器和加速度传感器等。
这些传感器能够准确地测量车辆的动态信息,并将其转化为电信号传输给控制器。
3.2 控制算法控制算法是电子控制动力转向系统的核心。
控制器根据传感器采集到的数据进行处理,并通过确定的算法进行逻辑判断和决策。
常见的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法等。
3.3 执行器控制执行器负责根据控制信号产生动力转向效果。
常见的执行器有电动助力转向系统和电动转向系统等。
这些执行器利用电机或液压系统产生力矩,从而实现动力转向控制。
4. 应用领域电子控制动力转向系统广泛应用于汽车行业。
它可以提供更好的转向操控性能,增强驾驶的稳定性和舒适性。
此外,电子控制动力转向系统还可以应用于其他车辆类型,如电动自行车和电动滑板车等。
5. 优势和挑战电子控制动力转向系统具有许多优势,包括:•提高转向灵活性和精确性•增强驾驶操控性和稳定性•降低驾驶难度和疲劳度•适应不同驾驶环境和路况然而,同时也存在一些挑战:•系统可靠性和稳定性要求高•安全性问题需要考虑•制造和成本方面的挑战6. 发展趋势电子控制动力转向系统在不断发展和改进中。
未来的发展趋势包括:•基于和机器学习的控制算法•增加传感器的种类和数量•提高系统的智能化和自适应性•融合其他先进技术,如激光雷达和摄像头等7. 总结电子行业中的电子控制动力转向系统是一项重要的技术。
电控动力转向系统工作原理
电控动力转向系统工作原理
随着汽车技术的不断发展,电控动力转向系统已经成为了现代汽车的标配之一。
这种系统通过电子控制单元(ECU)来控制车辆的转向,从而提高了驾驶的安全性和舒适性。
本文将介绍电控动力转向系统的工作原理。
电控动力转向系统由三个主要部分组成:电动助力转向机、转向角传感器和ECU。
电动助力转向机是系统的核心部件,它通过电机来提供转向助力。
转向角传感器用于检测车辆的转向角度,并将这些信息传输给ECU。
ECU则根据转向角度和其他传感器的数据来控制电动助力转向机的工作。
当驾驶员转动方向盘时,转向角传感器会检测到转向角度的变化,并将这些信息传输给ECU。
ECU会根据这些信息来控制电动助力转向机的工作。
如果驾驶员需要更大的转向力,ECU会增加电动助力转向机的输出功率。
如果驾驶员需要更小的转向力,ECU会减小电动助力转向机的输出功率。
这样,驾驶员就可以轻松地控制车辆的转向。
除了转向角传感器之外,电控动力转向系统还可以使用其他传感器来检测车辆的状态。
例如,车速传感器可以检测车辆的速度,并根据车速来调整电动助力转向机的输出功率。
这样,当车辆行驶速度较快时,电动助力转向机会提供更大的转向力,以确保驾驶员可以
更好地控制车辆。
电控动力转向系统是一种先进的汽车技术,它可以提高驾驶的安全性和舒适性。
通过使用转向角传感器和其他传感器来检测车辆的状态,ECU可以根据驾驶员的需求来控制电动助力转向机的工作。
这样,驾驶员就可以轻松地控制车辆的转向,从而提高驾驶的舒适性和安全性。
电动式电子控制动力转向系统
电动式电子控制动力转向系统引言:液压动力转向系统结构复杂、消耗功率大、易产生泄漏、转向力不易有效控制等。
随着电子控制技术在汽车上的广泛应用,出现了电动式电子控制动力转向系统,简称电动式EPS。
1.电动式EPS的组成、原理与特点1.1 组成:电动式EPS通常由转矩传感器、车速传感器、电子控制单元(ECU)、电动机和电磁离合器等组成。
1.2 工作原理:电动式EPS是利用直流电动机作为助力源,根据车速和转向参数等,由ECU完成助力控制。
当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的转矩传感器不断地测出转向轴上的转矩信号,该信号与车速信号同时输入到ECU。
ECU根据这些输入信号,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向辅助动力的大小。
电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后,加在汽车的转向机构上,得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。
2.电动式EPS主要部件的结构及工作原理2.1 转矩传感器:转矩传感器的作用是测量转向盘与转向器之间的相对转矩,以作为电动助力的依据之一。
(a) (b)图1 无触点式转矩传感器的结构及工作原理图在输出轴的极靴上分别绕有A、B、C、D四个线圈,转向盘处于中间位置(直驶)时,扭力杆的纵向对称面正好处于图示输出轴极靴AC、BD的对称面上。
当在U、T两端加上连续的输入脉冲电压信号Ui时由于通过每个极靴的磁通量相等,所以在V、W两端检测到的输出电压信号U0=0。
转向时,由于扭力杆和输出轴极靴之间发生相对扭转变形,极靴A、D之间的磁阻增加,B、C之间的磁阻减少,各个极靴的磁通量发生变化,于是在V、W之间就出现了电位差。
其电位差与扭力杆的扭转角和输入电压Ui成正比。
即将力矩引起的扭力杆角位移转换为电位差的变化。
2.2 电动机。
电动式EPS用电动机一般是在永磁式直流电动机的基础上改进而来,以期改善操纵感、降低噪声、减少振动。
其最大电流一般为30A,电压为DC 12V,额定转矩为10N·m左右。
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Design of Control Logic and Compensation Strategy for Electric Power Steering Systems Tsung-Hsien Hu, Chih-Jung Yeh, Shih-Rung Ho, Tsung-Hua Hsu, and Ming-Chih Lin Automotive Research and Testing Center (ARTC). Email: elvishu@.twAbstract—The purpose of this research is to develop an electric power steering (EPS) control logic which integrates base-assist, damping, return, and inertia control logic. This research also introduces a special method which employs the steering angle signal and the vehicle speed signal into the control logic to tune the compensation gain immediately. It can optimize the steering response and improve the steering feel. In addition, a new control logic, impact compensation, has been proposed. It reduces the oscillatory effect of the steering system when the vehicle passes through an uneven road. For verifying the ideas mentioned above, this research integrates Matlab/Simulink with CarSim. Co-simulation technique is used to validate the proposed ideas for the high accurate description of vehicle dynamics and model of the steering behavior. The results show that the designed control logic and compensation strategy can satisfy various driving conditions. The impact control logic can alleviate the unwanted vibration of the steering wheel effectively. Keywords—Electric power steering; Impact control logic; Co-simulation.I.I NTRODUCTIONA steering system is a significant subsystem for a vehicle operation. Since considerable steering effort is required with the increase of vehicle weight increasing and parking convenience for maneuvers, a power steering system was introduced to assist the drivers in turning the steering wheel in such driving conditions. Most power steering systems are hydraulic, which use a pump to supply hydraulic pressure and is driven by an engine all the time. The EPS system has a compact structure compared with conventional one, and it is an on-demand system that operates only when the steering wheel is turned. In other words, substituting an EPS for a hydraulic one improves both space and engine efficiency and is more environmentally friendly. Besides, the EPS has more flexibility by the advantage of electronic control of the motor. It is easy to adjust the steering system characteristic just by modifying the program of the EPS controller. This is also the reason why there are many features developed for the EPS system.The magnitude, the direction, and the timing of torque output control of the assist motor are especially important. Hence, in order to develop the control logic for the EPS system, it needs to build the steering system model previously. Chen and Chen [1] applied Newton’s Law to build the dynamic model of every parts of the EPS system. Parmar and Hung [2] utilized the Lagrange’s Equations to construct the dynamic equation of the EPS system. Liao and Du [3] tried to combine the Matlab/Simulink and Adams to simulate the behavior of the vehicle and used the co-simulation technique to understand the effect of the EPS system on the vehicle motion. Choi et al. [4] associated SimPowerSystems with Matlab/Simulink to describe the effect of power electronics on the EPS system.Furthermore, the assist power is provided by an electric motor and affects the steering feel directly. Kurishige et al.[5] and Pang et al. [6] introduced motor control methods for avoiding the fluctuation, from the rotation motor, to influence the steering wheel and prevent to the driver from unfavorable steering feel.For control logic design, references [7~11] specified some methods that can improve the steering dynamics in some special situations while driving. They aimed to research and develop various control logics such as return compensation logic, and damping compensation logic.The major purpose of this research is to develop an EPS control logic which is composed of base assist, damping, return, inertia, and impact compensation logic with the aid of Matlab/Simulink and CarSim. In addition, this research proposes a new method to improve the compensation performance. It employs the steering angle signal and the vehicle speed signal into the control logic to tune the compensation gain immediately.II.M ODELINGThis research utilizes the co-simulation technique to develop the suitable control logic for the EPS system application. This needs to build up the mathematic model to describe the system dynamics and take this mathematic model to verify the accuracy and reliability of the control logic. But the degree of freedom of a full car model is too large and the control logic of the EPS system is too complex to model the overall system using a single code.Figure 1. Simulation block diagram of the EPS system with full carmodel.978-1-4244-1849-7/08/$25.00○C2008 IEEE.Thus the overall mathematic model can be divided intotwo parts. One is the full car model developed byMSC/CarSim. The other is the EPS system modeled byMatlab/Simulink. Integrating Matlab/Simulink withCarSim is helpful to design control logic accurately and make it easy to realize the influence of the EPS system on the vehicle motion. Fig. 1 shows the simulation block of the steering system and the full car model of CarSim in Matlab/Simulink environment.A. Steering Mechanism ModelThe schematic diagram of the EPS system is shown in Fig. 2. It is a typical column-type EPS system that consists of a torque sensor, an electric motor, a reduction gear, a column and a rack–pinion mechanism. In order to model the steering system behavior for the control logic design, it can obtain the equations of motion of the EPS system according to the Newton’s Law. The equations are shown below,sw sw sw sw sc sw t h J B K T θθθθ =−−−)(.(1)sc sc r sc r sc sw t sc sc f mnJ rx k K B T T θθθθθ =−−−+−+()( (2)r r r r r rsc r xm x b F rx r k =−−−(θ. (3) where T h is the instructional torque on the steering wheel from the driver; K t is the stiffness of the torsion bar; J sw and B sw are the inertia and the damping constants of the steering wheel; θsw and θsc are the steering wheel angle and the steering column angle respectively. T mn and T f are the electromagnetic drive and the friction torque on the steering column; J sc and B sc are the inertia and damping constants of the steering column. k r is the stiffness between the rack and pinion; x r is the dispacement of the rack; r is the stroke ratio. The angle of the pinion is equal to the column angle. F r is the alignment force on the rack from the road wheel; m r and b r are the mass and the damping constant of the rack.B. Motor ModelFor better assistance performance, this paper utilizes a 3-phase permanent magnetic synchronous machine (PMSM) to supply a torque that helps the driver turningthe steering wheel easily while cornering. In order to model the dynamics of PMSM, it can be described in the well-know d-q frame through the rotation reference frame transformation. [12][13] This modeling method cancontrol the motor torque by directly controlling the current in q-axis, because the torque is proportional to the product of the current in q-axis and a constant. Fig. 3 shows the schematic diagram of PMSM and the rotor reference frame.The differential equation is stated as: mL mn T n T ⋅=. (4)t q m k I T ⋅=. (5)⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+−+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡b e q d q a d e q e d a q d k I I L dt dR L L L dt d R V V θθθ 0. (6) m m m m mL m J B T T θθ =−−. (7)m e Pθθ2=. (8) Equation (6) and (7) are the electrical and themechanical equation of PMSM. T m and T mL are the electromagnetic drive and the counter balance torque on the motor shaft, respectively; n is the gear ratio. V d and V qare the d, q axis voltages, I d and I q are the d, q axis stator currents, L d and L q are the d, q axis inductances, while R a and θe are the stator resistance and the rotor electrical position, respectively. J m and B m are the inertia and damping constants of the motor; θm is the mechanical position of the rotor. P is the number of the magent poles on the rotor.Figure 4. Simulation block diagram of the PMSM with the spacevector control.swsw B θ,,mθ,r r r r rFigure 2. Schematic diagram of the EPS system.m ,T qL d L axisq −axisd −qV dVFigure 3. Schematic diagram of the PMSM.About the motor control, this paper adopts the space vector control mehtod to achieve the current control objective. The realization of pulse-width modulation takes the advantage of unified voltage modulation technique which is described clearly in reference [14]. Fig. 4 shows the simulation block diagram of the PMSM with space vector control in Matlab/Simulink environment. Combining the PMSM model with the EPS model is helpful to find problems caused by the motor before the implementation.C. Full Car ModelMatlab/Simulink is an equation-domain modeling tool. It is very complex to model the full car dynamics in this environment. This paper, therefore, adopts the CarSim to simulate the behavior of the vehicle motion. CarSim can show how vehicles respond dynamically to inputs from the driver and the immediate environment. It produces the same kinds of outputs that might be measured with physical tests involving instrumented vehicles. For this reason, it is a fine tool to simulate the full car behavior while cornering. CarSim environment is shown in Fig. 5. III. C ONTROL STRATEGYThe primary goals of the EPS system are to reduce the steering torque exerted by the driver and to better the steering performance. It not only improves the steering feel but also increases the driving pleasure. This research integrates the base assist, return, damping, inertia, and impact compensation logic into the EPS control loop. The overall structure of the control logic is shown in Fig. 6. A. Base assist logicThe major object of the EPS system is to providw a proper amount of assist torque by the electric motor to reduce the effort of the driver when the vehicle is cornering. For generating a suitable torque output from the motor to assist the driver, a base assist map shown in Fig. 7 is needed. According to the map, the core controller of the EPS system receives signals from the torque sensor and the vehicle speed sensor and calculates a suitable amount of assist gain to output to the motor controller. Therefore, the motor can provide a proper torque to assist the driver to turn the steering wheel.B. Return, Damping, and Inertia Control logicThe EPS system can overcome drawbacks associated with conventional one. One of the advantages is that the EPS could improve the return-to-center performance, called returnability, which is an important feature while driving. When the front wheels are steered, some energy would store in the mechanical structure of the steering system. The energy would produce a torque which tends to return the steering wheel to the center. In some driving cases, such as low speed driving, the steering wheel may not be able to return to center because of the friction in the road wheel and the steering system. For this reason, the return control logic has been introduced in the EPS system. It takes the advantage of controllable torque of the electric motor to improve the return-to-center performance and the vehicle dynamics. In this paper, the steering angle has been adopted as a major signal to control the assist motor to rotate the steering wheel to the near center position when the driver has his/her hands off the steering wheel. Besides, this paper attempts to take the steering wheel angular acceleration and the vehicle speed as compensation signals to enhance the performance of steering returnability. The compensation maps areestablished to tune the control gain according to theFigure 5. Full car model of MSC/CarSim.Figure 6. Block diagram of EPS control system.Steering torque (Nm)Vehicle speed (km/hr)A s s i s t g a i nFigure 7. Base assist map.steering wheel angular acceleration signal and vehicle speed signal as shown in Fig. 8. The steering wheel angular acceleration gain is in nonlinearly inverse proportion to the absolute value of the steering wheel angular acceleration, and the vehicle speed compensation gain decreases with the increase of the vehicle speed. The return performance will be better based this method. During the high speed operation, the aligning torque is significant large, which might make the steering wheel have an overshoot response. This characteristic leads to generate an unexpected yaw motion of the vehicle. As a result, the damping compensation logic has been applied in the EPS system to absorb the overshoot and alleviate the unexpected yaw motion. This paper tries to take the steering wheel angular velocity as a main control objective by means of the closed-loop technique. Thelogic generates a gain, which is opposite to the direction of the steering wheel angular velocity, as a reference of the motor current control loop. The motor torque resists the aligning torque from road wheel against the direction of the steering wheel motion. In this situation, the motor seems to be a buffer to mitigate the severe return action. Adding the steering wheel angle signal and the vehicle speed signal as the reference of compensation strategy can help tune the control gain to make the performance preferable. The steering wheel angle gain increases with the increase of the steering wheel angle, and the vehicle speed gain increases with the increase of the vehicle speed. For most of driving conditions, the base assist logic is almost able to cover all of assistance requirements according to the vehicle speed and the diver’s torque input. But when the driver turns the steering wheel rapidly, the heavy steering feel is produced by the inertia of the steering mechanism. It is an uncomfortable steering feel. In this situation, the base assist logic may be no longer enough to satisfy the steering demands. It is the major reason why the EPS control system needs the inertia control logic. The heavy handling feel is caused by the large steering wheel angular acceleration, so this approach utilizes the steering wheel angular acceleration as the main command, and takes the vehicle speed and the steering wheel angle as the auxiliary signals. This method can produce more assist torque to eliminate the heavy handling feel when the driver turns the steering wheel quickly. In addition, the steering wheel angle and vehicle speed have been used to compensate the inertia control performance. The steering wheel angle gain is in nonlinear proportion to the steering wheel angle, and the vehicle speed compensation gain increases with the increase of the vehicle speed. Fig. 8 shows the schematic diagram of the control logics of return, damping, and inertia.C.Impact Control logicWhen a vehicle passes through an uneven road surface, an oscillation may be occurs on the steering wheel. The oscillation normally takes place at low speed stage. In fact, it is an uncomfortable feeling of handling and may make the driver nervous during oscillation period. To reduce the effect from the road surface, this paper proposes a new method to achieve this function by means of estimating the reaction torque on the steering shaft (RTSS). The RTSS estimation method had been specified in reference [7] clearly. In this research, it takes the advantage of the RTSS estimation method and calculating the variation of the RTSS value. If the variation value increases more than the threshold, the control logic would generate a command to enable the impact compensation loop. The impact compensation loop will feed back the steering wheel angular velocity signal to control the assist motor. The motor control loop will calculate a suitable current command to motor and then the motor produces a suitable torque output to the steering system. The motor, in this case, alleviates the oscillation of steering wheel like a damper. Fig. 9 depicts the schematic diagram of the impact compensation logic.IV.S IMULATION R ESULTSTo satisfy the various conditions while cornering, the control logic of the EPS system has been developed. This paper integrates the Matlab/Simulink with CarSim to research and analyse the interaction between the vehicle behavior and the characteristic of the EPS system, and then to develop and design the control logic by means of co-simulation technique.The simulation results of the control logic mentioned above are shown below. For simulating on-center handling characteristic, it can follow the ISO 13674-1 [15] which specifies a weave test schedule that addresses a particular aspect of the on-center handing characteristic of a vehicle. The weave test procedure requires the steering wheel to be subjected to an oscillatory input. The preferred steering input waveform is normally sinusoidal. The frequency of the steering input shall be 0.2Hz±10%. The amplitude of the steering input shall be sufficient toVehicleReturnFigure 8. Control logics of return, damper, and inertia.Figure 9. Schematic diagram of impact control logic.Steering wheel angle (deg)S t e e r i n g t o r q u e (N m )Figure 11. Torque-angle plots of various vehicle speeds.Steering wheel angle (deg)S t e e r i n g t o r q u e (N m )Figure 12. Torque-angle plots of various steering wheel angles.let the vehicle lateral acceleration reach 0.2g. The standard test velocity is 100km/hr. Fig. 10 shows the results of the simulation with and without EPS assistance following the ISO 13674-1 procedure. Fig. 11 and Fig 12 show the steering torque-angle plot of the simulation at various vehicle speeds and various input amplitudes respectively. The returnability is an important property of the EPS system. It associates with the good behavior of vehicle when the driver has his/her hands off the steering wheel.Fig. 13 shows the simulation result of return control at two different vehicle speeds. It simulates that the driver applies a torque, like an impulse, on the steering wheel and then has his/her hands off the steering wheel. From Fig. 14, without the return control, the steady state of the steering angle is far away from the center position. On the contrary, the EPS system with the return control has a better return-to-center performance. It also means that it is possible to improve the subjective feel of driving.For the verification of the damping compensation logic, the steering torque is subjected to an impulse input. The test speeds of the vehicle are 80km/hr and 50km/hr. the simulation results are shown in Fig. 14. According to the simulation, it is easy to find the EPS system that has damping compensation function can alleviate the effect of oscillation and improve the vehicle dynamics obviously. The purpose of the inertia compensation simulation is to verify the steering torque and good feeling when turning the steering wheel quickly. The preferred steering input is usually sinusoidal. Fig. 15 shows the simulation result. On the center position, the steering wheel has the minimum angular acceleration. The maximum angular acceleration occurs at two ends. From the figure, the steering wheel torque is reduced gradually when angular velocity increase. For this reason, the function of inertia control logic has been proved here.The impact control logic is designed to mitigate the oscillatory effect of the steering wheel while a vehicle passing through an uneven road surface shown in Fig. 16.Time (sec)S t e e r i n g w h e e l a n g l e (d e g )Figure 13. The simulation result of return control logic.Time (sec)S t e e r i n g w h e e l a n g l e (d e g )Figure 14. The simulation result of damping control logic.Steering wheel angle (deg)S t e e r i n g t o r q u e (N m )Figure 10. Torque-angle plots of on-center handling test.Steering wheel angle (deg)S t e e r i n g t o r q u e (N m )Figure 15. The simulation result of inertia control logic.Figure 16. The impact simulation in CarSim environment.Time (sec)S t e e r i n g w h e e l a n g l e (d e g )Figure 17. The simulation result of impact control logic.The test speed is 15km/hr. The height of the bump is 0.1m. Fig. 17 shows the behavior of the steering wheel of this simulation. It demonstrates that the EPS system with the impact control logic has better response. V. C ONCLUSIONSThe control logic that integrates the base assist, return, damping, and inertia control can satisfy various driving conditions and have been shown in the simulation results. The special compensation strategy can optimize the steering response and improve the steering feel. The impact control logic has effectively alleviated the unwanted vibration from the uneven road. The co-simulation technique has high accuracy to verify the ideas that have been proposed in this paper. In the future, thecontrol logic will be carried out on the test bench to confirm its feasibility for EPS-equipped vehicles. A CKNOWLEDGMENTThis work is funded by the Department of Industial Technology of MOEA (Ministry of Economic Affair, Taiwan, R. O. C.) under the contract no. 97-EC-17-A-16-R7-0792.R EFERENCES[1] Xiang Chen and Xiaoqun Chen, “Control-Oriented Model forPower Steering System,” SAE TECHNICAL PAPER SERIES , 2006-01-0938.[2] Manu Parmar and John Y. Hung, “Modeling and SensorlessOptimal Controller Design for an Electric Power Assist Steeing System,” Industrial Electronics , Volume 3, Nov 2002, pp.1784-1789.[3] Y. Gene Liao and H. 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