【導(dǎo)讀】電機輸出電流之間的曲線關(guān)系圖。軟件方面，利用LABVIEW軟件模擬產(chǎn)生車速信號和扭矩信號。信號通過數(shù)據(jù)采集卡輸。送到ECU內(nèi)，ECU通過內(nèi)部的計算后輸出電流給電機，使電機執(zhí)行相應(yīng)的助力。勵信號設(shè)計是合理的，取得的結(jié)果符合汽車行駛時的工況。

　　

【正文】 該模式是利用電動機轉(zhuǎn)矩和電動機電流成比例的特性，由轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳動器檢測的轉(zhuǎn)矩信號和車速傳感器檢測的車速信號輸入控制器中，根據(jù)預(yù)算的不同車速下“轉(zhuǎn)矩 — 電動機助力電流圖”（圖 ），確定出電動機助力的目標(biāo)電流。 圖 轉(zhuǎn)矩 電動機助力電流圖 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤力矩的值小于 1N m 時，電動機電流為 0，即電機無 助力扭矩輸出，這 22 樣就有效的消除了由于系統(tǒng)太過敏感而導(dǎo)致來自于車輪或系統(tǒng)干擾輸入而對車輛的操作穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向路感造成不利影響。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤力矩的值大于 1N m、車速低于 80km/h時，電機電流隨著轉(zhuǎn)向盤扭矩的增加而增加，即輸出助力扭矩隨著轉(zhuǎn)向盤扭矩的增加而增加；當(dāng)車速超過 80km/h 時，此時不需要進行助力控制，助力電機停止工作，并與電磁離合器處于脫離狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤輸入力矩大于某一設(shè)定值（如車速在 ~0 km/h時設(shè)定值為 8N m、車速在 10~ km/h 時設(shè)定值為 9N m） ,流過電機電流達到最大值，即助力扭矩達到飽和狀態(tài)。車速越低、助力越大；車速越高、助力越小。當(dāng)車速大于一定值時，取消助力，將電動機反接制動，使汽車高速行駛時方向感沉穩(wěn)，行駛安全。 實驗過程 （ 1）打開計算機，運行編輯的程序，檢驗產(chǎn)生的信號是否正常運行。 （ 2）將 USB6008 數(shù)據(jù)采集卡與電腦連接，然后啟動 MER 軟件，此時數(shù)據(jù)采集卡的紅燈亮則表示數(shù)據(jù)采集卡已經(jīng)與電腦連接，然后將產(chǎn)生的車速信號和扭矩信號分別通過數(shù)據(jù)采集卡的 A0 端和 A1 端輸出。 （ 3）由于 ECU 接收的車速 信號電壓為 12V，轉(zhuǎn)矩信號電壓為 5V，而通過數(shù)據(jù)采集卡輸出的電壓為 5V，所以需要將車速信號的電壓放大后輸出給 ECU。將數(shù)據(jù)采集卡的A0 端連接已經(jīng)設(shè)計好的電壓放大器的輸入端 iU ,其輸出端 OU 作為信號的輸入端。 （ 4）觀察吉利汽車 ECU 的引腳圖，找到車速信號引腳和扭矩信號引腳分別為 AB4,用電路連線從引腳處引出 2 跟線作為信號的接收端，然后將 USB6008 的 A1 通道與扭矩信號連線連接，電壓放大器的輸出端與車速信號連線連接。 圖 數(shù)控模塊的引腳圖 （ 5）通過 LABVIEW 軟件對車速信號值進行控制，車速信號的值分別為2km/h,15km/h， 45km/h。在車速信號值為 2km/h 時，調(diào)節(jié)扭矩信號值，通過萬用表測出電機電流的變化，繪制扭矩與電機電流的關(guān)系曲線，如圖 ,車速在 2km/h,在輸入扭矩小于 1N m 時，電動機不助力；大于 1N m 后，輸入扭矩越大，電動機輸出扭矩越大，電流也越大；到輸入扭矩為 8N m 以后，電動機輸出扭矩恒定不變，電流也恒 23 定不變。 圖 車速值為 2km/h 時，扭矩與輸出電流之間的 關(guān)系 如圖 ，車速在 15km/h,在輸入扭矩小于 1N m 時，電動機不助力；大于 1N m后，輸入扭矩越大，電動機輸出扭矩越大，電流也越大；到輸入扭矩為 9N m 以后，電動機輸出扭矩恒定不變，電流也恒定不變。 圖 車速值為 15km/h 時，扭矩與輸出電流之間的關(guān)系 車速在 45km/h,在輸入扭矩小于 1N m 時，電動機不助力；大于 1N m 后，輸入扭矩越大，電動機輸出扭矩越大，電流也越大；到輸入扭矩為 9N m 以后，電動機輸出扭矩恒定不變，電流也恒定不變。 24 圖 車速值為 45km/h 時，扭矩與輸出電流之間的關(guān)系 實驗數(shù)據(jù)表明：同一車速下，隨著方向盤扭矩的增大，電機的轉(zhuǎn)向助力越來越??；同一扭矩下，隨著車速的增加，電機的轉(zhuǎn)向助力也越來越小。 實驗結(jié)果 1．在零車速下，助力轉(zhuǎn)向時的方向盤轉(zhuǎn)矩明顯小于不助力轉(zhuǎn)向時，說明電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠使駕駛更加輕便、靈活。 2. 繪制出 相同車速下，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力值隨方向盤轉(zhuǎn)矩的增大基本呈線性減小 ； 3． 在不同的車速下，車速快時的電動助力小于車速慢時的電動助力。 4. 車速很快時，電動機一般不提供助力，保證汽車行駛時的方 向穩(wěn)定性。 本章小結(jié) 本章主要介紹電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)性能 。 通過各種實驗 繪制出實際的扭矩 電動機電流曲線圖，與理論的扭矩 電動機電流曲線對比后判斷 ECU 系統(tǒng)的好與壞。 25 結(jié) 論 本文對電動助力轉(zhuǎn)向 ECU 激勵信號系統(tǒng)進行設(shè)計，其中包括軟件編程，硬件設(shè)計和電路的連接等幾個環(huán)節(jié)，最終達到通過調(diào)節(jié)信號的值來檢驗電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的目的。通過分析，得到以下主要結(jié)論： （ 1）電動助力轉(zhuǎn)向 ECU 激勵信號系統(tǒng)的發(fā)展前景很好： 汽車工程測試中 ,經(jīng)常需要測量多種信號并進行分析 ,如車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、橫擺 角速度、側(cè)傾角、俯仰角、橫向加速度、縱向加速度、車體變形、電壓、電流、溫度、 CAN 總線信號、油液壓力、真空度等 ，加大了 現(xiàn)代化汽車測試的 難度。為了方便 ECU 的開發(fā)與測試，除了真實的汽車環(huán)境外，往往還需要些模擬的汽車環(huán)境用于 ECU 實驗室階段的開發(fā)和測試，這就注定 ECU 激勵信號系統(tǒng)的發(fā)展會將越來越好。 （ 2）通過運用 LABVIEW 產(chǎn)生信號檢驗了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好與壞，檢驗了助力特性滿足穩(wěn)定性的要求，理論上驗證了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。 通過對 ECU 激勵信號設(shè)計的研究，本文得到了一些有益的結(jié)論，但 由于時間和條件的限制，認為還有進一步的工作要做。設(shè)計中對 LABVIEW 的運用還不是很熟練，還需要大量的時間和努力去完成每一個信號對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變化的影響，在以后的學(xué)習(xí)中要不斷加強這方面的研究。 26 參考文獻 [1] 李書龍 .汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與開發(fā) [D].東南大學(xué)， 20xx:6265. 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