電動助力轉向ecu激勵信號系統(tǒng)設計本科本科畢業(yè)論文

PAGEII摘要本設計介紹了電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的組成，對系統(tǒng)的結構與工作原理進行了分析和研究，建立了系統(tǒng)軟件與硬件連接線路圖，并繪制了不同車速下扭矩與電機輸出電流之間的曲線關系圖。在硬件方面，對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集卡、電壓放大器和ECU進行了分析和選擇；在軟件方面，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，ECU通過內部的計算后輸出電流給電機，使電機執(zhí)行相應的助力。最后，本設計進行了電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的試驗，試驗結果表明，激勵信號設計是合理的，取得的結果符合汽車行駛時的工況。關鍵詞：LABVIEW虛擬儀器；ECU激勵信號；數(shù)據(jù)采集卡；ECU；轉向助力ABSTRACTThisdesignintroducestheelectricpowersteeringsystemcomponentsofECUstimulus,thesystemstructureandworkingprincipleoftheanalysisandresearch,asystemsoftwareandhardwareconnectioncircuitdiagram,anddrawsadifferentspeedandthemotoroutputtorqueunderthecurrentdiagrambetweenthecurves.

Onthehardwareside,thesystemofdataacquisitioncard,voltageamplifierandECUwereanalyzedandchoice;onthesoftwareside,theuseofLABVIEWsoftware,analogsignalsgeneratedspeedandtorquesignal.SignalstransmittedtotheECUdataacquisitioncardinside,ECUcalculatedbytheinternaloutputcurrenttothemotor,themotorimplementationofappropriatehelp.

Finally,thedesignoftheelectricpowersteeringsystemECUstimulustests,testresultsshowthattheexcitationsignaldesignisreasonable,consistentwiththeresultsobtainedwhenthevehicledrivingconditions.Keywords:LABVIEWvirtualinstrument；ECUexcitationsignal；Dataacquisitioncard；ECU；Steering目錄摘要.………………….………………ⅠABSTRACT………………………ⅡTOC\o"1-3"\u第1章緒論 11.1研究電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的目的和意義 11.2電動助力轉向系統(tǒng)的優(yōu)點 11.2.1電動助力轉向的優(yōu)點 11.2.2電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的優(yōu)點 21.3電動助力轉向系統(tǒng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀 31.4本設計研究的內容 4第2章電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng) ….62.1電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的組成 62.2電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的結構 62.3電動助力的理論分析72.3.1引言 72.3.2EPS典型助力曲線 72.4本章小結 9第3章硬件的設計 103.1電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的總體結構 103.2數(shù)據(jù)采集卡 113.3信號放大器的設計 123.3.1芯片的選擇 123.3.2驅動電路的設計 133.4本章小結 14第4章電動助力轉向ECU激勵信號的生成 154.1LABVIEW的簡介 154.2信號的生成 164.3本章小結 19第5章實驗分析 215.1簡介 215.2實驗儀器 215.3扭矩與電動機助力電流的理論關系……………….215.4實驗過程 225.5實驗結果 245.6本章小結 24結論 25參考文獻 26致謝 28附錄A外文文獻 29附錄B外文文獻的中文翻譯 32PAGE8第1章緒論1.1研究電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的目的和意義隨著社會生活水平提高和消費者需求多樣化,現(xiàn)代汽車的性能和配置不斷地提高,增加了汽車工程測試的復雜程度。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、轉向盤轉角、橫擺角速度、側傾角、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。一方面,汽車工程測試不斷向著多物理量、高精度、大數(shù)據(jù)量、自動化的方向發(fā)展,另一方面,傳統(tǒng)儀器由于功能固化、數(shù)據(jù)處理及分析能力差、存儲數(shù)據(jù)量少等原因,越來越難以滿足現(xiàn)代化汽車測試的需要。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。汽車電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的開發(fā)主要使用各種信號模擬系統(tǒng)產(chǎn)生各種真實的電動助力轉向信號（例如方向盤扭矩信號和車輪車速信號）來驅動ECU的正常工作。而現(xiàn)在ECU激勵信號系統(tǒng)還利用了VI公司的LABVIEW虛擬儀器技術，開發(fā)上位機操作界面，通過USB與數(shù)據(jù)采集卡連接，上位機可以很好的實現(xiàn)系統(tǒng)各種信號的顯示和控制。電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)就是用LABVIEW軟件生成的信號模擬實際通過傳感器得到的信號（如車速信號，扭矩信號），并將生成的信號通過數(shù)據(jù)采集卡送給ECU，ECU通過內部的運算后送給電動機一個適當?shù)碾娏?，從而控制電動機的助力大小。電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的作用主要是通過調節(jié)信號的大小來測量出電動機輸出端電流值，繪制出同一車速下，不同扭矩與電動機輸出電流之間的曲線圖，在與理論分析得到的扭矩—電動機輸出電流曲線圖進行對比，從而檢測電動助力轉向系統(tǒng)。汽車電動助力轉向系統(tǒng)是改變和保持汽車行駛方向的裝置，它直接影響了汽車的操控性和穩(wěn)定性，是汽車的重要性能之一。1.2電動助力轉向系統(tǒng)的優(yōu)點1.2.1電動助力轉向的優(yōu)點1．提高了汽車的操縱性能EPS能在各種行駛工況下提供最佳助力，減少由路面不平所引起的對轉向系統(tǒng)的擾動，改善汽車的轉向特性，減小汽車低速行駛時的轉向操縱力，提高汽車高速行駛時的轉向穩(wěn)定性，進而提高汽車的主動安全性。并且可通過設置不同的轉向力特性來滿足不同對象使用的需要，提高了低速時的轉向輕便性。該系統(tǒng)由電動機直接提供轉向助力，特別是在停車時，可獲得最大的轉向動力。2．提高了汽車的燃油經(jīng)濟性和減少對環(huán)境的污染裝有電動轉向系統(tǒng)的車輛和裝有液壓助力轉向系統(tǒng)的車輛對比實驗表明，在不轉向情況下、裝有電動轉向系統(tǒng)的車輛燃油消耗降低％，在使用轉向情況下，燃油消耗降低了％。同時EPS沒有液壓回路，不存在滲油的問題，因而減少了對環(huán)境的污染。3．增強了轉向跟隨性和可靠性在EPS系統(tǒng)中，電動機與助力機構直接相連以使其能量直接用于車輪的轉向。這樣增加了系統(tǒng)的轉動慣量，電機部分的阻尼也使得車輪的反轉和轉向前輪擺振大大減小。因此轉向系統(tǒng)的抗擾動能力大大增強。4．質量更輕、結構更緊湊該系統(tǒng)由電動機直接提供轉向助力，在停車時，也可以獲得最大的轉向助力。同時省去了液壓動力轉向系統(tǒng)所必需的動力轉向油泵、軟管、液壓油、密封件、傳送帶和裝于發(fā)動機上的皮帶輪等，其零件比HPS大大減少，因而其質量更輕、結構更緊湊，在安裝位置的選擇方面也更容易，裝配自動化程度更高，維修更簡單。同時由于液壓油在低溫時的粘度很大，存在低溫時必須有個加溫的過程，而EPS可以在-401.2.2電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的優(yōu)點（1）模擬產(chǎn)生各種信號主要是利用NI公司的LABVIEW軟件，通過對所需的信號編程，產(chǎn)生信號（正弦波，脈沖波，三角波等），然后將信號的波形通過DAQ輸送出去，通過調節(jié)控制旋鈕來改變輸出信號的大小，從而達到檢測系統(tǒng)的效果。（2）信號輸出簡單NI公司LABVIEW虛擬儀器技術的信號產(chǎn)生與輸出是一起的，他主要是通過數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)的USB端口與電腦連接，然后另一端作為輸入端與所需要的儀器連接到一起，進而將信號輸入。尤其注意的是，如果輸出信號的電壓與接收儀器的允許電壓不相符合，那將連接一個電壓調節(jié)器，將輸入電壓調節(jié)到一起所允許的范圍內。（3）實現(xiàn)對電動助力轉向系統(tǒng)的檢測電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)主要的影響信號有2種：車速信號和扭矩信號。連接的線路如下：產(chǎn)生的信號→數(shù)據(jù)采集卡→電壓調節(jié)器→ECU→電機。ECU是用已經(jīng)編好的程序，他將對輸送過來的信號進行計算，然后輸送一個電流給電動機，電動機接收信號后會按照命令進行運轉。我們可以調節(jié)信號旋鈕來觀察電機的運行狀況，從而檢測ECU。1.3電動助力轉向系統(tǒng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀在國外，各大汽車公司對汽車助力轉向系統(tǒng)的研究有20多年歷史，隨著近年來電子控制技術的成熟和成本的降低，EPS越來越受到人們的重視，并以其具有傳統(tǒng)動力轉向系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點，迅速邁向了應用領域。自1953年美國通用汽車公司在別克轎車上使用液壓動力轉向系統(tǒng)以來，液壓動力轉向系統(tǒng)給汽車到來了巨大的變化，幾十年來的技術革新使液壓動力轉向技術發(fā)展異常迅速，出現(xiàn)了電控式液壓助力轉向系統(tǒng)。1988年2月日本鈴木公司首先在其Cervo車上裝備了EPS，隨后又應用在Alto汽車上，1993年本田汽車公司在愛克NSX跑車上裝備EPS并取得了良好的市場效果；1999年奔馳和西門子公司開始投巨資開發(fā)EPS。上世紀九十年代初期，日本鈴木，本田，三菱，美國Delph汽車公司，德國ZF等公司相繼推出了自己的EPS,并裝配在FordFiesta和Mazda323F等車上，此后EPS技術得到了飛速的發(fā)展。經(jīng)過20幾年的發(fā)展，EPS技術日趨完善。其應用范圍已經(jīng)從最初的微型轎車向更大型轎車和商用客車方向發(fā)展，如本田的Accord和菲亞特的Punto等中型轎車已經(jīng)安裝EPS，本田甚至還在其AcuraNSX賽車上裝EPS。EPS的助力型式也從低速范圍助力型向全速范圍助力型發(fā)展，并且其控制形式與功能也進一步加強。日本早期的EPS僅僅在低速和停車時提供助力，高速時EPS將停止工作。新一代的EPS則不僅在低速和停車時提供助力，而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(wěn)定性。由Delphi為Punto車開發(fā)的EPS屬全速范圍助力型，并且首次設置了兩個開關，其中一個用于郊區(qū)，另一個用于市區(qū)和停車。當車速大于70km/在國內，1992年清華大學開始設計EPS的相關研究工作，隨后吉林大學、武漢理工大學、華中科技大學、同濟大學、華南理工大學、江蘇大學、合肥工業(yè)大學等院校和科研單位紛紛開展了EPS的研究，此外，電子行業(yè)中的不少科研部門和生產(chǎn)廠家也紛紛介入EPS研究領域。2000年，昌河北斗汽車率先裝配EPS，對國內EPS的研究，器到了推波助瀾的作用。之后，廣本飛度、上海大眾途安、一汽-大眾凱迪、哈飛路寶、吉利等車型，也紛紛裝配了EPS。中國南方航空動力機械公司的DFL系列已經(jīng)進入小批量生產(chǎn)，吉利汽車集團開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的EPS產(chǎn)品也已經(jīng)裝備在其吉利豪情等系列轎車上。一汽轎車也準備安裝國產(chǎn)電動轉向器，正在尋求有實力的合作伙伴。重慶的長安鈴木、長安福特的代表也參加了電動轉向標準會議尋找合作伙伴，準備在其生產(chǎn)的新車型中試裝電動轉向器，如廣州本田飛度轎車2003年銷售1.66萬輛，占全國1.3-1.6L的轎車銷售量30.5萬輛的5.4%市場份額。說明齒輪齒條式的電動助力轉向器產(chǎn)品已逐漸打開了市場。2007轎車銷量在200多萬輛，的轎車銷量在50-60萬輛左右，說明裝配電動助力轉向器產(chǎn)品的市場潛力還是很大的。目前21個汽車廠家的43給我品種均可安裝電動助力轉向器產(chǎn)品。這些廠家分別是：重慶長安、奧拓、領養(yǎng)、吉利、美日豪情、奇瑞QQ、天津豐田、威馳、悅達起亞、千里馬、東南汽車、菱帥?？梢灶A測到2010年末我國適合安裝的轎車有140萬輛，微型和輕型卡車包括皮卡有40萬輛，電動轉向器的需求大約共為180萬套。電動助力轉向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。它利用電動機產(chǎn)生的動力來幫助駕駛員進行轉向操作，系統(tǒng)主要由三大部分構成，信號傳感裝置（包括扭矩傳感器、轉角傳感器和車速傳感器），轉向助力機構（電機、離合器、減速傳動機構）及電子控制裝置。電動機僅在需要助力時工作，駕駛員在操縱方向盤時，扭矩轉角傳感器根據(jù)輸入扭矩和轉向角的大小產(chǎn)生相應的電壓信號，車速傳感器檢測到車速信號，控制單元根據(jù)電壓和車速的信號，給出指令控制電動機運轉，從而產(chǎn)生所需要的轉向助力。1.4本設計研究的內容（1）電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的組成、結構電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)主要是將由LABVIEW軟件生成的信號通過數(shù)據(jù)采集卡送給ECU，然后ECU通過內部運算后輸出適當?shù)碾娏骺刂齐妱訖C。其線路圖為：產(chǎn)生的信號→數(shù)據(jù)采集卡→電壓調節(jié)器→ECU→電機。（2）軟件部分——信號的生成由于控制電動助力轉向系統(tǒng)的信號太多，例如噪音，溫度，車輪轉速，車速，扭矩等。對于初學者來說，將所有的信號全部產(chǎn)生并輸送給控制模塊這個過程有點復雜，難度相對較大，所以我就選擇2個主要的信號（車速信號和扭矩信號）作為控制信號來說明如何用NI信號控制與檢測電動助力轉向系統(tǒng)。（3）硬件部分——電壓放大器的制作用LABVIEW軟件產(chǎn)生的信號，其信號電壓與儀器的接收信號的電壓必須相符合，然而經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡USB608輸出的信號電壓為5V，吉利控制模塊接受的電壓為12V，所以應該設計一個電壓放大器，將數(shù)據(jù)采集卡的輸入信號電壓放大后再輸送給吉利控制模塊，使其能夠接收。（4）實驗檢測實驗檢測部分主要是將電路連接好之后，控制車速值分別為某一定值（如2km/h,15km/h和45km/h）,調節(jié)扭矩值由Nm逐漸變化，繪制出實際的扭矩—電動機輸出電流曲線圖，在與理論分析得到的扭矩—電動機輸出電流曲線圖對比，如果曲線一致，則電動助力轉向系統(tǒng)完好；如果不一致，則需檢查系統(tǒng)。第2章電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)2.1電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的組成電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)主要分為2部分，硬件設計與軟件的編程。硬件設施主要包括USB-6008型號的數(shù)據(jù)采集卡、采用LM324芯片設計的反向電壓放大器和吉利數(shù)控模塊；軟件部分主要是通過對LABVIEW軟件的編程，生成2種控制信號，即車速信號和扭矩信號。然后將軟件與硬件連接起來，通過控制信號的大小來檢測電動助力轉向系統(tǒng)的好壞。2.1電路連接圖2.2電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)的結構電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集卡、電壓放大器、數(shù)控模塊和電機組成。（1）數(shù)據(jù)采集卡：數(shù)據(jù)采集卡的作用是將LABVIEW產(chǎn)生的信號通過自身的輸入、輸出通道傳遞給數(shù)控模塊。（2）電壓放大器：電壓放大器的任務就是將由數(shù)據(jù)采集卡出來的5V的車速信號放大到12V。（3）ECU：ECU主要是接收所有的信號，然后通過內部的程序計算出輸出的電流傳給電機，實現(xiàn)轉向助力。（4）電動機：EPS的動力源是電動機，通常采用無刷永磁式直流電動機，其功能是根據(jù)ECU的指令產(chǎn)生相應的輸出矩轉。2.3電動助力轉向系統(tǒng)的理論分析2.3.1引言配備電動助力裝置的汽車轉向系統(tǒng)，應盡量不悖于駕駛員原有的駕駛習慣，這樣駕駛員才能在轉向時得心應手。轉向驅動力矩與助力矩之間的理想關系應具備以下幾點：（1）在轉向驅動力矩很小的區(qū)域內希望助力矩越小越好，甚至不施加助力，以便保持較好的路感和節(jié)約能源。（2）在低速行駛低速轉向過程中，為使轉向輕便，降低駕駛員勞動強度，助力效果應當明顯。（3）原地轉向時的轉向阻力矩相當大，此時應盡可能發(fā)揮較大的助力轉向效果，且助力矩增幅應較大。（4）隨著車速的增升高，轉向驅動力矩很小時不助力的區(qū)域應增大。（5）原地轉向時，助力矩增加到一定值時應保持恒定，以免助力電動機因負荷過大而出現(xiàn)故障。（6）形式轉向時，助力矩增加到一定值時也應保持恒定，以便駕駛員駕駛時可以明顯感到路面反力的增加，知道安全駕駛。（7)高速行駛時停止助力，以便駕駛員獲得良好的路感，保證行車安全。（8）助力矩不能大于同工礦下無助力時的轉向驅動，即助力矩應小于轉向阻力局，否則將出現(xiàn)“打手”現(xiàn)象。（9）各區(qū)段過度要平滑，以避免操舵力出現(xiàn)跳躍感。2.3.2電動助力轉向系統(tǒng)典型的助力曲線EPS的助力特性具有多種曲線形式，圖2.2為三種典型的EPS助力特性曲線。這里將圖中助力曲線分為三個區(qū)，0≤≤區(qū)為無助力區(qū)，≤≤區(qū)為助力變化圖2.2EPS典型助力曲線直線型助力特性定不變。圖5.3車速值為2km/h時，扭矩與輸出電流之間的關系如圖5.4，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5.4車速值為15km/h時，扭矩與輸出電流之間的關系車速在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。圖5.5車速值為45km/h時，扭矩與輸出電流之間的關系實驗數(shù)據(jù)表明：同一車速下，隨著方向盤扭矩的增大，電機的轉向助力越來越小；同一扭矩下，隨著車速的增加，電機的轉向助力也越來越小。5.5實驗結果1．在零車速下，助力轉向時的方向盤轉矩明顯小于不助力轉向時，說明電動助力轉向系統(tǒng)能夠使駕駛更加輕便、靈活。2.繪制出相同車速下，電動助力轉向系統(tǒng)助力值隨方向盤轉矩的增大基本呈線性減?。?．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。5.6本章小結本章主要介紹電動助力轉向控制系統(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。結論本文對電動助力轉向ECU激勵信號系統(tǒng)進行設計，其中包括軟件編程，硬件設計和電路的連接等幾個環(huán)節(jié)，最終達到通過調節(jié)信號的值來檢驗電動助力轉向系統(tǒng)的目的。通過分析，得到以下主要結論：（1）電動助力轉向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、轉向盤轉角、橫擺角速度、側傾角、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激勵信號設計的研究，本文得到了一些有益的結論，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向系統(tǒng)變化的影響，在以后的學習中要不斷加強這方面的研究。參考文獻[1]李書龍.汽車電動助力轉向系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].東南大學，2001:62-65.[2]劉照.汽車電動助力轉向系統(tǒng)動力學分析與控制方法研究[J].汽車研究與開發(fā)，2003,(2):22-24.[3]周冬林.電動助力轉向系統(tǒng)仿真及控制系統(tǒng)設計[J].汽車技術，2004,(1)1-2.[4]張永輝.汽車電動助力轉向系統(tǒng)特性仿真研究[J].汽車科技，，2003,(2)6-8.[5]姬廣斌.汽車電動助力轉向的系統(tǒng)仿真與控制器設計[J].汽車科技，2001,(4):1-2.[6]余樹洲.汽車電動助力轉向系統(tǒng)助力特性的仿真研究[M].吉林科學技術出版社，2003:12-17.[7]徐漢斌.電動轉向器控制系統(tǒng)研究[M].山西科學技術出版社，2003:8-12.[8]李偉光，李慧祺，王元聰.汽車電動助力轉向系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[D].華南理工大學，2003:6-14.[9]王迅.電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）技術現(xiàn)狀與發(fā)展[J].湖南汽車工業(yè)學院學報，1999,(2)8-9.[10]金釗.基于模糊控制的汽車電動助力轉向系統(tǒng)控制器設計[D].武漢理工大學機電學院，2002,(5):35-38.[11]郭榮，田晉躍，于英.工程車輛轉向系統(tǒng)的計算機輔助設計[D].江蘇大學汽車與交通工程學院，2004,(10):9-11.[12]陳偉.基于ADAMS的電動助力轉向系統(tǒng)助力特性研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，1999:67-69.[13]郭孔輝.汽車操縱動力學[M].長春：吉林科學技術出版社，2000:75-77.[14]余志生.汽車理論[M].第三版.北京：機械工業(yè)出版社，1993,4(2):61-66.[15]方昌林.液壓氣壓傳動與控制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001：30-40[16]向鐵明，易際明.電動助力轉向系統(tǒng)特性曲線的設計[J].新南大學報（自然科學版）,2009：20-28[17]曹付義，周志立，賈鴻社.履帶車輛液壓機械差速轉向液壓系統(tǒng)動態(tài)仿真[A].中國農(nóng)業(yè)機械學會2006年學術年會論文集，2006:10-17[18]任衛(wèi)群，陳慧鵬、謝彬，宋健.電動助力轉向系統(tǒng)對汽車操縱穩(wěn)定性的影響[J].華中科技大學學報，2008，3（2）：15-31[19]YoonWJ,ReinhallPG,SeibelEJ.Analysisofelectroactivepolymerbending:acomponentinalowcostultrathinscanningendoscope[J].SensorsandActuatorsA,2007：40-48[20]管欣，姬鵬、詹軍.液壓助力轉向系統(tǒng)剛度和路感特性分析[J].科學技術與工程，2008：30-36[21]孫租明.汽車電動助力轉向系統(tǒng)路感特性分析[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2009，4（3）：15-26[22]朱錫成.齒輪螺桿式液壓泵及馬達[M].北京：機械工業(yè)出版社，1988：18-30致謝本畢業(yè)設計是在張金柱老師的悉心指導和嚴格要求下完成的，從課題選擇到具體的寫作過程，無不凝聚著張老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設計期間，張老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有這樣的幫助和關懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計。在此向張老師老師表示深深的感謝和崇高的敬意。在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年中給予了我?guī)椭椭笇У乃欣蠋煴硎居芍缘闹x意，感謝他們四年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)設計。同時，我還要感謝同組的各位同學，在畢業(yè)設計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。最后，在畢業(yè)設計過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意。附錄A外文文獻ElectricPowerSteeringsystemHistoryInautomobiledevelopmentcourse,Steeringsystemexperiencedfourstagesofdevelopment:fromtheinitialmechanicalSteeringsystem(foryourDNSsettingSteering,abbreviation)developmentforHydraulicSteeringsystem(HydraulicPowerSteering,abbreviationHPS),thenagainappearedelectronicallycontrolledHydraulicSteeringsystem(ElectroHydraulicPowerSteering,abbreviationEHPS)andElectricPowerSteeringsystem(Steering,roomPowerasEPS).Assemblemechanicalsteeringsystemofcarparkingandlow-speeddriving,whenthedriver'ssteeringcontrolburdentooheavy,inordertosolvethisproblem,theAmericanGMinthe1950stooktheleadinthecarhydraulicsteeringsystem.But,hydraulicsteeringsystemcan'tjugglevehiclestospeedportabilityandhighspeed,sothesteeringstabilityKoyoinJapanin1983,withthecompanyintroducedtheapplicationofspeedsensingfunctionofhydraulicsteeringsystem.Thisnewtypeofsteeringsystemcanprovidespeedincreasedwiththedecreasingsteering,butcomplicatedstructure,costishigher,andcannotovercomehydraulicsystemitselfhasmanyshortcomings,isacrossbetweenahydraulicsteeringandelectricpowersteeringthetransitionbetweentheproducts.In1988,JapanSuzukicompanyfirstinsmallcarsequippedwithCervoKoyocompanydevelopmentonthesteeringcolumn,powertypeelectricpowersteeringsystem;In1990,JapanHondaNSXinsportscarcompanyadoptedself-developedrackpowertypeelectricpowersteeringsystem,henceforthunveilstheelectricpowersteeringincarsapplicationshistoryWorkingprincipleElectricpowersteeringsystemareasfollows:first,theworkingprinciple,torquesensormeasuredonsteeringwheeldriversonthemanipulationofthemoment,thewheelspeedsensorsdetectthevehicledrivingspeed,thenpresentthetwosignalstoECU;Accordingtothebuilt-incontrolstrategy:ECU,calculatestheidealtargetboostertorque,intocurrentinstructionstomotor;Then,thepowergeneratedbythetorquemotorslowdowninstitutionsamplificationonsteeringsysteminmechanicalmanipulationofthemoment,andthedrivertogethertoovercomeresistancetorque,realizetothevehiclesteering.3.WorkingprocessElectricpowersteeringsystemastraditionalhydraulicsystemalternativeproductshasenteredintotheautomanufacturing.Andhadpredictedinstead,EPSnotonlyapplicabletosmallcars,andsomefor12Vmediumvehicleinstalledelectricsystem.EPSsystemincludesthefollowingcomponents:Thetorquesensor:detectionsteeringwheelmotionandvehiclemotionsituation;Electroniccontrolunits:accordingtoprovidethetorquesensorthesizeofthesignalcomputingpower;Motor:accordingtotheelectroniccontrolunits;turnpoweroutputvaluegenerationReductiongear:improvemotorpower,andproduceturnitsendstosteeringmechanism.OthervehiclesystemcontrolalgorithminputinformationisprovidedbythecarCANbus(forexamplesteeringAngleandbusspeed,etc.).Motordrivealsoneedotherinformation,suchasmotorrotorpositionandthethree-phasemotorsensor(currentsensorprovided).MotorcontrolbyfourMOSFET,duetomicrocontrollercannotdirectdriveoflargegatecapacitance,MOSFETusingdriveICformneededtheinterface,forsafety,completemotorcontrolsystemmustimplementmonitoring,motorcontrolsystemintegrationinPCB,usuallycontainsarelay,therelayuse,asthemainswitchundertheconditionofthefaultdetection,disconnectmotorandelectroniccontrolunits.MicrocontroldevicemustcontrolEPSsystemandhavebrushlessmotor.Microcontroldeviceaccordingtothetorquesensorprovideneededthesteeringwheeltorqueinformation,formingacurrentcontrolloop.Inordertoimprovethesecurityofthesystemlevel,themicrocontroldeviceshouldhaveanon-boardoscillator,soeveninexternaloscillatormalfunctioncase,alsoensuremicrocontroldeviceperformance,alsoshouldhavechipwatchdog.InfineonXC886integrationofthecompanyalltheimportantmicrocontroldevicecomponent,othersafetyfeaturesforthroughthesoftwaretorealize,ifmustimplementsafetystandardsIEC61508industries,youhavetofinishallkindsofdiagnosisandself-inspectiontaskandincreasemicrocontroldeviceworkload.Atpresentdifferentcustomersuseoftorquesensorandrotorpositionsensordifferenceisverybig.Theyusedifferentmeasuringprinciple,suchasdecomposingmachine,magneticresonancedevice,basedontheintegrationofgiantmagnetorstancesensor.Theroleofpowerlevelsisswitchelectriccurrent.Thepowerlevelhastwomainfunctions:driveICcontrolandprotectionMOSFET,MOSFETitselfandtoberesponsibleforswitchcurrents.MOSFETandpartition.MicrocontroldevicePWMoutputportprovidesdrivercurrentandvoltageistoolow,can'tdirectlyconnectedwithMOSFETscreenrealization.DriveICroleistoprovideenoughcurrent,thegridtochargeforMOSFET,sothatintheanddischarge20kHzconditions,andensurethenormalrealizationswitchfordiscretionsideprovidesthehighbarsourcevoltageMOSFET,ensurethatyougetthelowconductionresistance.IfthehighsideMOSFETinopenstate,tosourcepotentialclosebatterylevel.WanttomakeMOSFETarrivedatnominalconductionresistance,gatetohigherthan8Vsourcevoltage.MOSFETcompletelyconductionneededthemostidealvoltageisrequired,therefore10Voraboveagridofpotentialthanbatteryvoltage10Vishigher.ChargepumpistoensurethatthefunctiontothelargestextentreduceMOSFETpower(eveniflowbatteryvoltageconditions)circuit.TheotherkeychargepumpdesignaccordingtodifferentcharacteristicsthatcanbePWMpatternrequest,achieveextremelylow(lowto1%)andhighrateof390v(highto100%).DriveICanotherimportantfunctionistesting,avoiddamagetoshort-circuitmosfets,affectedMOSFETwillbeclosed,diagnosissubmittedtomicrocontroldevice.附錄B外文文獻的中文翻譯電動助力轉向系統(tǒng)1.發(fā)展歷史在汽車的發(fā)展歷程中，轉向系統(tǒng)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：從最初的機械式轉向系統(tǒng)（ManualSteering，簡稱MS）發(fā)展為液壓助力轉向系統(tǒng)（HydraulicPowerSteering，簡稱HPS），然后又出現(xiàn)了電控液壓助力轉向系統(tǒng)（ElectroHydraulicPowerSteering，簡稱EHPS）和電動助力轉向系統(tǒng)（ElectricPowerSteering，簡稱EPS）。裝配機械式轉向系統(tǒng)的汽車，在泊車和低速行駛時駕駛員的轉向操縱負擔過于沉重，為了解決這個問題，美國GM公司在20世紀50年代率先在轎車上采用了液壓助力轉向系統(tǒng)。但是，液壓助力轉向系統(tǒng)無法兼顧車輛低速時的轉向輕便性和高速時的轉向穩(wěn)定性，因此在1983年日本Koy