Система электромеханического усилителя рулевого управления автомобиля

• Автор: Королев, Виталий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 188 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
1.1 Анализ требований, предъявляемых к рулевому управлению транспортных средств
1.2 Анализ современного состояния усилителей рулевого управления транспортных средств
1.3 Особенности конструкций электромеханических усилителей рулевого управления транспортных средств
1.3.1 Обзор электромеханических усилителей рулевого управления
1.3.2 Анализ датчиков момента, применяемых в электромеханических усилителях рулевого управления
1.3.3 Анализ приводов электроусилителей рулевого управления
1.4 Цель и задачи исследований
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ
ф 2.1 Внешние силы и моменты, действующие на автомобиль
2.2 Математическое моделирование поворота управляемых колес на месте
2.3 Математическое моделирование стабилизации управляемых колес при выходе автомобиля из поворота
2.4 Выводы по главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

- ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Математическое моделирование привода системы усилителя
3.1.1 Дискретная математическая модель вентильно-индукторного двигателя
3.1.2 Моделирование коммутатора напряжения
3.1.3 Исследование модели магнитной системы вентильно-индукторного двигателя
3.2 Исследование системы управления вентильно-индукторного двигателя
3.2.1 Управление и коммутация вентильно-индукторного двигателя
3.2.2 Бездатчиковое управление вентильно-индукторным двигателем
3.3 Обобщенная модель системы электромеханического усилителя рулевого управления
3.4 Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Разработка структурной схемы системы электромеханического усилителя рулевого управления
4.2 Разработка и исследование датчика момента
4.3 Разработка алгоритма работы электронного блока системы электромеханического усилителя рулевого управления
4.4 Выводы по главе
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ 13
5.1 Объект испытаний
5.2 Оборудование для проведения испытаний
5.3 Исследование системы электромеханического усилителя рулевого управления
5.3.1 Исследование ЭМУР на стенде и оценка результатов испытаний
5.3.2 Исследование ЭМУР на автомобиле и оценка результатов испытаний
5.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Актуальность темы. В условиях нарастания транспортных потоков, разнообразия конструкций и характеристик современных автомобилей повышается значимость обеспечения надежной управляемости и устойчивости движения [9, 27]. При движении автомобиля водитель периодически управляет сцеплением, коробкой передач, тормозной системой, световой и звуковой сигнализацией и в тоже время необходимо непрерывно вести контроль ситуации на дороге и приводить в действие рулевое управление, что связано с затратой физической силы. Величина и динамика изменения момента на рулевом колесе (характеристики силового взаимодействия водителя и рулевого управления) являются важной для водителя информацией, используемой для прогноза поведения автомобиля [9, 14]. Водителю постоянно через рулевое колесо передается информация о силовых воздействиях дороги на управляемые колеса.
Легкость управления, правильность и точность поворота колес, способность возвращаться в исходное положение и сохранять заданное направление движения автомобиля, минимальная передача обратных ударов на рулевое колесо, полная надежность механизмов рулевого управления в работе, долговечность и безотказность действия в течение всего срока службы автомобиля, удобство в эксплуатации - таковы основные требования, которым должно отвечать рулевое управление [17]. Решением поставленных задач может выступать применение на автомобиле усилителя рулевого управления. В настоящее время усилители являются не только средством облегчения управления, но и инструментом улучшения ряда эксплуатационных характеристик автомобиля [9]. Одним из основных и неоспоримых преимуществ рулевого усилителя является облегчение работы рук при парковочных маневрах, когда приходится совершать большое количество оборотов рулевого колеса при максимальном усилии, а также в
число зубцов статора и ротора различно, то в согласованном положении ротора для одной фазы следующая оказывается в рассогласованном положении и подготовленной к включению. Последовательная коммутация фаз обеспечивает непрерывное создание вращающего момента, а следовательно, и непрерывное вращение. При простейшем способе коммутации фаз в любой момент времени включенной оказывается только одна фаза. Усложнение закона коммутации за счет участков одновременного протекания токов в нескольких фазах позволяет устранить пульсации момента и увеличить среднее значение момента.
Таким образом применение вентильно-индукторного двигателя позволит улучшить технико-экономические показатели электропривода усилителя рулевого управления.
1.4 Цель и задачи исследования Целью настоящей диссертационной работы является выявление закономерностей в системе электромеханического усилителя рулевого управления с учетом влияния последнего на оценочные показатели рулевого управления, характеризующие эксплуатационные свойства автомобиля.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- определены режимы эксплуатации электромеханического усилителя, обеспечивающие повышение комфортности и снижение утомляемости водителя при управлении транспортным средством за счет уменьшения прикладываемого усилия к рулевому колесу;
- разработана система электромеханического усилителя руля улучшающая технико-эксплуатационные свойства автомобиля, определяющие качество управляемого движения;
- разработаны принципы управления электромеханическим усилителем руля и алгоритмы их реализации, учитывающие требования европейских