汽车电动助力转向系统的控制策略分析

陈军明

摘 要：汽车转向为汽车行业各项性能中的重要组成部分，电动助力转向技术属于其他类别的新兴技术，动力转向模式区别于传统电力的工作原理，其主要是通过电子控制系统的具体操作单元，电子控制系统传感器主要以采集信号控制功率的电机运行，从而辅助汽车在转向方面的功能实现。总之，汽车电动助力转向系统是目前电子控制技术研究中的一项重要领域，应对其相关软件控制器进行合理设计，使系统基本助力特性得到有效调整，从而使驾驶要求得到有效提升。

关键词：汽车技术;电动助力转向;系统控制

0 引言

交通工具的使用和发展人类社会在任何时代都具有技术提前性，汽车出现后，成为了陆地上的交通工具，有不可替代的作用在。现代社会人们逐渐增强汽车的功能指标要求，同时在细节层面的优化发展的关键点之一。操作汽车时，转向在驾驶的过程中是必不可少的步骤，除了司机需要按照操作标准进行设备调整，在汽车内部零件和设备系统的优化，科技水平也在不断上升，从传统转向系统液压制动转变为今天已经開始使用电动助力转向，这是一个技术的飞跃，同时，是汽车应用领域的一个巨大进步。其改变了过去机械传动在实际运行中故障率高的问题，该技术的具体发展与汽车行业综合技术水平的提高密切相关。

1 汽车电动助力转向系统的概述

汽车电动助力转向系统的基本结构和位置各不相同，主要包括转向轴动力结构、齿轮动力结构和齿条动力结构。虽然位置上有一定差异，但基本工作原理是相似的，其中最典型的是转向轴动力结构。结构主要取决于输入轴和输出轴的力量，通过基本驱动机制来指导整个方向盘转向杆，也可以确保司机在现实操作过程中，通过输入角位移，速度传感器的对车速进行有效测试，确保传输操作信号及电子控制单元（ECU）的实现有效采集、从而确定电子控制单元（ECU）的功率大小和方向值，可以得出与之相对应的输出转矩功率，可以指导驱动电路的控制信号，以促进整体转向轴电压和电流对动力转向功能基本电机输出转矩的实现过程中的整体实时控制。如果汽车出现故障或超速，该结构能够瞬间切断离合器，系统将从基本控制系统切换到机械转向控制系统。此外，车辆电动助力转向系统还包括基本信号传感器、助力转向结构和电子控制单元，可升级整体信号和操作措施。汽车电动助力转向系统一般是一种减速结构，在电机输出扭矩运行过程中，扭矩减速增加，从而改善助力转向系统的运行[1]。

2 汽车电动助力转向系统基础设计

2.1 主控软件

对于汽车的转向助力系统需要借助单片机进行操作，将电子信号通过微处理器完成整合，继而达到从根本上全面优化完善汽车主控软件，实现高质量的汽车转向系统持续运转。特别是汽车的基础设施建设活动开展，确保控制系统的操作性和稳定性，符合汽车转向系统控制成本的费用支出要求，贴合当前汽车电动转向系统的结构趋于合理化，尽可能的缩短主控软件开发所需时间，最终为建造高标准性能的汽车转向系统主控软件提供必要的理论依据支持，彰显综合汽车转向系统性能指标。

2.2 执行电动结构

汽车内部的动力转向系统主要是确保汽车发挥低转速大扭矩的功能作用，引用科学合理的汽车电动转向结构，将波动延伸范围控制在最小值，提升转动尺寸的标准要求。具体的运行目标是将提供汽车动力支持的直流电动机，更好的应对有刷和无刷两种结构形态，而产生的必要运转方式，在很大程度上有助于推进汽车电动结构运转的统一协调性。

2.3 扭矩传感器结构

汽车电动助力转向系统的扭转传感器，可以有效的将转向盘数据进行规划整合，确保相关结构高效运行的同时，提升应用的稳定性。特别是对于非接触性的扭转传感器来说，由于本身的精确程度相对较高，花费的成本费用支出相应较多，电阻值相应产生变化。必须注重对基本传感器的信号获取过程进行优化，从而落实汽车转向系统试运行过程中数据的精准测量。

2.4 主功率逆变器结构

在当下，汽车电动助力转向系统通过调整电压中枢，实现脉冲性能的调整升级。蓄电池直流电压经技术调整转变为电压脉冲，促使系统的正常运转，有效增强汽车转向能力。转向系统的H型逆变器，通过多重方式将电路基本构成进行深度剖析，应用与之相匹配的控制方式完成脉冲信号计算。

3 汽车电动助力转向系统控制策略

3.1 基础助力控制

汽车转向动作发生按照计算法则获取真实的传动比数据，进而落实汽车转向力的控制管理，获取准确的摩擦力数据，最终实现反冲行车压力的监控。对于液压动力转向器使用，基本的液压助力保持稳定，按照相关定量的测算形式，完成刚度值的数据测量，从根本上有效的提升汽车电动转向系统的实际应用效果。

3.2 电机输出转矩控制

基于汽车电动助力转向系统基本输出转矩的计算和电机转矩控制以及电流控制算法的基础上，需要对汽车方向盘的转矩以及速度控制系统进行试验操作，主要目的是将对实际电流和转矩电机反馈电流进行闭环控制和优化计算，进而可以将整个系统的数据进行收集并且整理，总结预算输出转矩和实际输出转矩两者的差别。控制系统应基于驾驶员对方向盘扭矩的分析，以确保目标是基于电机功率控制的基本动态特性和方向，并根据汽车电动助力转向系统的基本特性，方向盘扭矩控制的灵敏度，以确保电机不会导致负载过大的故障。

3.3 基础控制方法

随着汽车电动助力转向系统应用面积的扩展，为更好的与之相适应，微控制器进一步完成的功能应用升级，从根本上有效的提升汽车整体性能。从基本控制的角度进行分析，将方向盘作为重点应用，实现控制阻力的优化，确保汽车转向性能的全方位控制升级。对于汽车的不同运行方案，予以相对应的语言程序划分，增强技术水平的实用性功能。对于汽车的助力转向系统设计规划提出了高标准的要求，不仅需要对信号数据模块予以收集处理，同时还需要对整体数据信息的运算过程予以全周期监控，从根本上有效的落实电机控制与阻力控制两部分工作内容。通过电路接口保障汽车转向系统的稳定直流电供给，充分展现汽车转向系统的稳定、实时作用，尽可能的保障转向系统设计规划的全面性特点，从而完善汽车转向系统的信号数据获取，进一步增强汽车转向软件的更新升级效果。

3.4 模式判断与转向盘转矩信号补偿

当操作力矩和助力矩两部分结构中的方向表现为回正状态，观察汽车转向盘角度和角速度数值，当数据一致且符合转矩传感器数值大于最初设定数值时，可以认为此时的汽车处于转向助力控制模式。当转向盘角度与角速度方向存在偏差，即将运转至回正控制状态。此时的汽车实际获取的回正力矩远超出摩擦力阻值，转向盘扭矩产生变化，阻力控制发挥作用，尽可能的削弱转向盘抖动。对于转矩传感器显示的数值数据，予以合理的预判补偿，从而确保控制系统发挥持续稳定的作用。

4 总结

电动助力转向技术不仅在汽车领域应用前景广阔，而且在机械操作、电子工程、自动控制系统等诸多领域也有广阔的应用前景。作为一门专业技术，其具有多向延性和技术研究的可能性。总之，从基础助力控制、电机输出转矩控制、模式判断等方面进行研究。可以发现其中汽车电动助力转向系统对于路面产生的冲击力敏感性较高，同时，汽车主动性的进行转向控制难易程度相对较高，需要全面的考量汽车各部分控制结构的协调性。对于汽车转向系统的智能化控制管理进行分析，衡量相关控制参数的具体数值，匹配相应的计算法则，更好的优化汽车电动助力转向技术。

参考文献：

[1]黄玉鹏.基于dSPACE的电动助力转向系统控制策略研究[J].聊城大学，2017.

[2]彭滔，周鹏，胡桃川.电动助力转向系统的智能控制研究[J].重庆理工大学学报（自然科学版），2019（04）.

[3]李明祥.汽车电动助力转向电子控制系统的研究[J].军民两用技术与产品，2017（18）.