[发明专利]电控液压助力转向系统的随速可变助力特性设计方法

权利要求书

1.一种电控液压助力转向系统的随速可变助力特性设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定各车速下驾驶员偏好的转向力矩；

步骤2：把各车速下等效到转向盘上的转向阻力矩与偏好的转向力矩相减得到助力转矩；

步骤3：根据助力转矩与偏好的转向力矩计算出助力特性曲线的特征点，以助力特性曲线尽可能靠近特征点为目标优化转阀参数和进入转阀的流量；

所述转阀参数和进入转阀流量的优化方法如下，

步骤3.1：选取优化变量为：x＝(L₁ W₁ L₂ W₂ Q_i)^Ti＝0,20,40,60,80,100

目标函数为：f(x)＝minΣ(Δp_i-Δ'p_i)²i＝0,1,…,5

其中，Q_i为典型车速下转阀的流量，Δp_i为典型车速下、偏好的转向力矩下计算的助力油压，Δ′p_i为各典型车速下的特征助力油压，W₁为短切口宽度，W₂为预开间隙宽度，L₁为短切口轴向长度，L₂为预开间隙长度；

约束条件为各变量的取值范围：L₁(1e-3m～1e-2m)，W₁(1e-4m～1e-3m)，L₂(1e-2m～3e-2m)，W₂(1e-4m～1e-3m)，Q_i(0～3e-4m³/s)；

步骤3.2：应用Matlab优化工具箱中的最小二乘曲线拟合函数lsqcurvefit求解优化数学模型，计算过程中采用Levenberg-Marquardt算法，得到优化的转阀参数和转阀流量，由优化的转阀参数和转阀流量结合助力特性公式作出助力特性曲线，具体如下：

在Matlab的workspace中产生两个向量xdata和ydata，各自向量分别由特征点的横坐标值和纵坐标值组成；在Matlab软件的命令窗口输入cftool调出Curve Fitting Tool；将向量xdata和ydata加载后形成数据集；在Fit Editor中输入拟合函数其中，C_d为流量系数，Q为进入转阀的流量，ρ为液压油密度，同时加入各系数的约束条件；在Fit options中选择算法为Levenberg-Marquardt；最后执行优化，得到拟合函数中的各系数，即转阀参数和转阀流量，由优化的转阀参数和转阀流量结合助力特性公式作出助力特性曲线；

步骤:4：由优化的参数和流量生成随速可变助力特性曲线。

2.根据权利要求1所述的一种电控液压助力转向系统的随速可变助力特性设计方法，其特征在于，所述步骤1中驾驶员偏好的转向力矩通过下述方法得到：

步骤1.1：在原车液压转向系统转阀的进口与出口并联电液比例阀，通过控制器控制比例阀的开度从而调节助力大小；

步骤1.2：选择20名驾驶员依次驾驶大客车分别进行原地转向和车速为20Km/h、40Km/h、60Km/h、80Km/h、100Km/h的圆周运动，调整转向盘的转角使每个车速下的侧向加速度为0.3g，驾驶员轻微转动转向盘，感受转向力矩，如果感觉不合适，调节比例阀直到驾驶员找到满意的转向力矩，记录下结果，最终对多名驾驶员偏好的转向力矩求平均，得到各车速下大客车驾驶员偏好的转向力矩T_h0、T_h20、T_h40、T_h60、T_h80、T_h100。