1. 研究目的与意义(文献综述)
公交车以其便宜、便捷的优点,成为城市最重要的交通工具之一。随着环境污染和能源短缺等问题的日益加剧,节能、环保成为当今世界汽车技术发展的趋势。纯电动公交车因其具有节能环保的优点已成为各国政府和社会广泛关注的焦点[1]。
现在的纯电动公交车大多采用电动泵式液压转向系统,该系统没有电子控制,既不节能,又不利于改善操控性能。为了达到纯电动公交车节能环保的目的,宇通e7plus采用电控液压助力转向系统,它不仅拥有电动泵式液压转向系统大部分优点,同时还降低了能耗,反应更加灵敏,转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节,更加人性化。但是不论是电动泵式液压转向系统还是电控液压助力转向系统,都是采用油液加压的方式实现助力,转向助力不能直接驱动,而且消耗行驶动力。对于公交车而言,中途油泵损坏会给乘客造成诸多不便。而电动助力转向系统具有系统结构精简,质量小,占用空间少,能耗低,电子系统反应灵敏,动作直接、迅速等优点。因此宇通e7plus纯电动公交车电动助力转向系统的设计对汽车的整体性能至关重要。
电动助力转向最早应用在日本微型轿车上,1988年2月日本铃木公司首次在其cervo 车上装备eps[2],随后还运用在了其alto车上。此后,电动助力转向技术得到了飞速发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司,美国的delphi汽车系统公司、trw公司,德国的zf公司,都相继研制出各自的eps。比如:大发汽车公司在其mira车上装备了eps,三菱汽车公司则在其minica车上装备了eps;本田汽车公司的accord车目前已经选装eps,s2000轿车的动力转向也将倾向于选择eps;delphi汽车系统公司已经为大众的polo、欧宝的318i以及菲亚特的punto开发出eps[3]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1设计的基本内容、目标(1)了解电动助力转向系统的工作原理,分析电动助力转向系统的优缺点;
(2)查阅相关资料,确定宇通E7Plus的相关整车参数,用建立电动助力转向系统的数学模型;
(3)利用数学模型,对电动助力转向系统构建基于Simulink的仿真模型;
(4)进行仿真分析,初步完成系统的设计。
2.2拟采用的设计方案及措施
2.2.1设计方案
图1技术方案流程图
2.2.2措施 (1)查阅相关资料后,对电动助力转向系统的关键组成部分进行详细的分析,得出电动助力转向的控制策略; (2)电动助力转向系统由机械转向系模型、电动机模型、控制器模型和驾驶员模型来描述。分析电动助力转向系统各组成模块的数学模型[11~13]; (3)根据数学模型构建基于Simulink的系统仿真模型,然后用比例积分微分控制器(简称PID)和直流斩波控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制[11~15]。 (4)研究分析仿真结果,所设计电动助力转向系统的助力特性应满足转向轻便型和路感的要求,同时改善了转向的动态效果和回正能力[16]。 本次设计的难点在于准确构造数学模型和仿真模型。
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3. 研究计划与安排
周次(时间) | 工作内容 | 提交内容(阶段末) |
预备周(7学期第9周) | 毕业设计动员会,开始毕业设计选题 |
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毕业实习两周(7学期第18-19周) | 校外实习、校外资料收集、完成实习报告 | 实习报告 |
1(7 学期第20周) | 确定毕业设计选题、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集 | 毕业设计任务书 |
2(8 学期第1周) | 方案构思、文献检索、完成开题报告 | 文献检索、开题报告 |
3~4(8学期第2~3周) | 外文翻译、资料再收集 | 外文翻译 |
5~7(8学期第4~6周) | 设计计算、草图绘制 | 设计计算草稿、草图 |
8~10(8学期第7~9周) | 图样绘制、编写设计计算说明书(论文)、预答辩 | 图样、论文初稿 |
11~13(8学期第10~12周) | 图样及设计计算说明书整理、资料袋整理,答辩资格审查 | 正式图样、论文 |
14(8学期第13周) | 学生提出答辩申请,并作答辩准备;教师审阅图纸、说明书 | 毕业设计资料袋 |
15~16(8学期14~15周) | 参加答辩、推荐省优 | 毕业设计成绩、省优论文 |
4. 参考文献(12篇以上)
[1]杨春龙.电动公交车电控液压助力转向控制器设计[d].中北大学,2013.[2]nakayama t, suda e. the present and future of electric power
steering.
international journal of vehicle design, 1994, 15(3, 4, 5): 243-254.
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