電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與分析報告

....... .. .. .. .目錄前言… 3第一章概述 7汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 7汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的進展歷史 7電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點 8電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無功損耗爭論的重要性 91.５電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及進展趨勢… 9其次章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造… 11掌握器 12傳感器 12助力電機 13第三章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的掌握策略及驗證… 15電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的掌握策略 15電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的掌握策略試驗驗證 19第四章 以飛度車為例說明電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理及故障診斷… 24本田飛度轎的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理… 24電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的診斷… 27第五章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無功耗的探討… 28電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀 28電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能耗途徑分析… 28無功損耗指標的爭論 32電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)節(jié)能方法的探討 33第六章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)得技術(shù)進展趨勢… 35舒適性功能… 35安全功能… 36\l“_TOC_250009“第七章 將來的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)----線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)… 39\l“_TOC_250008“7.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理… 39\l“_TOC_250007“7.2．線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點 40\l“_TOC_250006“汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)… 41\l“_TOC_250005“線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)牢靠性問題… 41\l“_TOC_250004“汽車線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的前景展望… 42\l“_TOC_250003“第八章 基于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)——對無線轉(zhuǎn)向系設(shè)想… 44\l“_TOC_250002“技術(shù)根底… 44\l“_TOC_250001“現(xiàn)實模型… 44\l“_TOC_250000“第九章 完畢語… 47參考文獻… 48附件局部第一局部 EPS系統(tǒng)試驗設(shè)備彩照 49其次局部 外語翻譯〔欲稱霸全球的小型汽車公司〕 50第三局部 外語翻譯原文 55汽車自１９世紀末誕生至今１００余年的時間，汽車工業(yè)從無到有，以驚活動圍最廣、運輸量最大的現(xiàn)代化交通工具?？梢詳嘌?，沒有哪種機械產(chǎn)品像汽車那樣隊社會產(chǎn)生如此廣泛而深遠的影響。汽車，已從“沒有馬的馬車”的雛形經(jīng)過了很多的細心的雕琢而演化成精妙絕倫的高薪科技產(chǎn)品。近２０年來，計算機技術(shù)、設(shè)計理論、測試技術(shù)、型材料、工藝技術(shù)等諸方面的成就，不但轉(zhuǎn)變了汽車的面貌，而且也是汽車產(chǎn)品的構(gòu)造和性能煥然一。汽車產(chǎn)品的現(xiàn)代化，首先是汽車操縱掌握的電子化。在８０年月初，電子設(shè)備還只占汽車本錢的２﹪，而現(xiàn)在，在一些先進的汽車上，這個指標已經(jīng)超過了１５﹪和實現(xiàn)自動化。例如，電子操縱的發(fā)動機點火系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、電子驅(qū)動力調(diào)整系統(tǒng)〔ＥＴＳ〕電控自動變速器、制動力調(diào)整裝置、防抱死制動系統(tǒng)〔ＡＢＳ智能懸架、速度感應(yīng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔ＳＳＳ〕、電控防撞系統(tǒng)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔ＥＨＰＳ、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔ＥＰＳ〕等的應(yīng)用大大的加強汽車的安全性、牢靠性、經(jīng)濟性、舒適性、通過性、平順性以及穩(wěn)定性。近年來人們對汽車的安全性、舒適性和牢靠性提出了更高的要求，特別是駛?cè)巳?，汽車的操縱設(shè)計是格外重要的。與傳統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，本人通過無功損耗爭論，覺察電動助力線轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，顯得更有理論依據(jù)、更實際、更有可操作性。價值，使它盡可能多的應(yīng)用到現(xiàn)實生活中。意見和建議，在此表示真誠的感。由于本論文格外貼近實際，將對人們的生活，特別是對于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的撰寫人：啟民日期：2006-6-17電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔EPS〕由掌握器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電流傳感器〔在掌握器、助力電機及減速機構(gòu)、機械式轉(zhuǎn)向器、蓄電池等組成。EPS的主力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：電動助力轉(zhuǎn)向掌握策略節(jié)能AbstractTheelectricpowersteeringsystemisappliedwidely.Theelectricpowersteeringsyste〔EPconsistsofthecontroller,thesteeringwheeltorquesensor,thespeedsensor,electriccurrentsensor(inthecontroller),theelectricmotorandreductiongears,themechanicalsteeringgearandthebattery,etc…TheEPScontorsystemcinsistsofthecontroller,sensorandthesignalprocessingcircuits,theelectricmotoranditsdrivingcircuits,etc…TheconsititutionandworkingprincipleofelectricpowersteeringsystemofFITcarisintrducedindetail,andfauitdiagnosismethodforits.Inthispapertheenergyconsumptionofelectricpowersteeringsysteminanaiyzed,anindicatorforevaluatingunavailableworkisforward,andtheenergy-savingapproachesarediscussed.Inaddition,apracticabletestmethodispresented,andaconceptofideal“on-demand”steeringsystemisintroduced,whichisusefulfordesigninganenergy–savingelectricsteeringsystem.Fromaspectofcomfortfunctionsandsafetyfunctions,developmenttrendofsoftwareoftheelectricpowersteeringsystemisdiscussed，fromaspectsofstructure,workingprinciple,functionsandreliability,thepowersteeringsysteminfuture,by-wiringsteeringsteeringsystem,isintroduced.Keywords:Energy-saving

Electric power steering Control第一章概述汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔一般是前橋〕上的車輪〔轉(zhuǎn)向輪〕相對于汽車的軸線偏證汽車按駕駛員的意志而進展轉(zhuǎn)向行駛。系一駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中全部的傳力件是機械的。機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大局部組成。動力轉(zhuǎn)向系是兼用駕駛員只有一小局部由駕駛員供給，而大局部是由發(fā)動機通過轉(zhuǎn)向加力裝置供給的。但動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)得根底上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。向特性，使得汽車具有良好的操縱性能，始終是我們汽車技術(shù)人員、汽車生產(chǎn)廠車流的密集化的趨勢，針對更多不同水平的駕駛?cè)巳?，汽車的操縱系統(tǒng)的設(shè)計顯得尤為重要。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的進展歷史起，為了減輕駕駛員的體力負擔，在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根底之上增加了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔ＨＰＳ由于電子技術(shù)的進展，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中越來越多地承受電子元件。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔ＥＨＰＳ〕是在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根底上進展起來的，其特點是液壓助力泵式由電機驅(qū)動的，取代了傳統(tǒng)的液壓泵由發(fā)動機驅(qū)動的方式。由于驅(qū)動局部與發(fā)動機分別，削減了油耗，起到了節(jié)能的作用；驅(qū)動電機是由掌握單元掌握，因而助力特性可依據(jù)轉(zhuǎn)向速率、車速等參數(shù)設(shè)計為可變助力特性。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔Electricpowersteering——EPS〕是機械系統(tǒng)的根底上參加電動機作為動力源，電動助力代替了液壓助力系統(tǒng)，與液壓助力系統(tǒng)相比，除了節(jié)約能源外，由于取消了液壓系統(tǒng)而節(jié)約了安裝空間、提高了環(huán)保性能，傳遞特性，有效地降低了駕駛員的體力負擔，提高了汽車的穩(wěn)定性。汽車技術(shù)和電子技術(shù)的不斷革與進步使得汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)受了機械式轉(zhuǎn)助力轉(zhuǎn)向已經(jīng)成為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的進展趨勢。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)點電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實際上是在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根底之上參加電機作為動力械式轉(zhuǎn)向器、離合器和蓄電池等組成。比起傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向，它的優(yōu)點是：系統(tǒng)中的電機只在需要轉(zhuǎn)向助力理及故障修理診斷。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在進展初期，只是作為應(yīng)用在留意削減油耗并難于安裝前有多款車型配備了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。如：Prius長安雨燕等。人們開頭時電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提出了更高的要求使得汽車在牢靠通過軟件修改，便利快捷。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無功損耗爭論的重要性〔相當于保要對這種系統(tǒng)的能耗進展深入的分析，探討進一步的節(jié)能途徑。的能源來自汽車上的電源〔蓄電池或者是發(fā)電機為電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或助力電機的節(jié)能設(shè)計提出了有益的思路。1〔轉(zhuǎn)向掌握策略和助力掌握策略〕以及工作過程進展深入的分析和爭論。方面的爭論。在外來電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將擁有性能更加優(yōu)越的硬件，無論是扭矩傳感器、電機還是ECU，功能更加強大，牢靠性更高。隨著車倆地盤掌握系統(tǒng)的進展，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將集成很多功能，如主動前輪轉(zhuǎn)向、自動泊車等，從而進一〔Steeringbywire——SBW〕將是實現(xiàn)這些功能的良好載體。隨著“冗余設(shè)計”和“離合器”思想的引入，大提高了線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的牢靠性，SBW的替代品。第六章電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)進展趨勢隨著車輛底盤掌握系統(tǒng)的進展，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被賜予了更多的使命。人們期望他能集成更多的功能，使得我們的車輛具有更高的舒適性和安全性。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在進展的初期，只是作為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的替代品，應(yīng)用在留意有多款車配備了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如Prius、本田飛度、群眾途安、鈴木雨向系統(tǒng)。人們開頭對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提出了更多的要求，期望它能夠擁有性能更加優(yōu)越的硬件，功能更加強大的軟件，而且人們期望進一步集成的更多主動功能。舒適性功能〔１〕不同助力特性圖的存儲和選擇針對某一個具體的車型，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以匹配的格外完善。但在同一要求。擇?！玻病匙詣硬窜嚬δ墚斖＼嚾霂鞎r，由于停車面積的狹小，駕駛員要反復(fù)的調(diào)整車輛的位置，才能夠準確的將車輛停到停車位上。為減輕駕駛員的操縱負擔，自動泊車系統(tǒng)能夠通過該系統(tǒng)工作，可以自動實現(xiàn)兩種日常的典型狀況下的停車入庫：ａ．停車位與道路平行；ｂ．停車位與道路垂直。安全功能主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時，必需保證掌握系統(tǒng)的工作不干擾駕駛員的正常轉(zhuǎn)向操轉(zhuǎn)向電機的輸入轉(zhuǎn)角則通過齒圈傳遞到轉(zhuǎn)向小齒輪上a，線路的保持功能該系統(tǒng)通過一個CCD照相機和實時圖像處理算法監(jiān)控道路上黃色和白色分〔如醉酒、〕無意中偏離道路時，系統(tǒng)給出報警信號。報警信號分為兩個層次：統(tǒng)將自動接收車輛，保證安全行車。ｂ，側(cè)風補償功能當車輛高速行駛時，假設(shè)有側(cè)風干擾，車輛將偏離正常的行駛方向。側(cè)風22所示為風壓傳感器示意圖。....... .. .. .. .24風壓傳感器示意圖變儀測出，側(cè)風方向通過電位計測出。力矩平衡，這就到達了我們要求的抱負狀態(tài)。c.對開路面抗制動跑偏功能ABS，車輪不會抱死，但是由于左、右車輪處于不同的路面附著系數(shù)，造成左、右車輪的制動力矩大小不一樣，必定會消滅制動跑偏現(xiàn)象。這時，可以通過橫擺角速度傳感器和側(cè)向加速度傳感器測出車輛的實際運動狀態(tài)，然后反響給主動前輪轉(zhuǎn)向掌握器，通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主動前輪轉(zhuǎn)向功能，給前輪施加一個適宜的轉(zhuǎn)角，訂正車輛的偏航，使23所示為掌握系統(tǒng)框圖25主動前輪轉(zhuǎn)向掌握系統(tǒng)框圖其中，為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角；為車輛前輪轉(zhuǎn)角；r為車輛橫擺角速度；α為車輛側(cè)向加速度。ya.低附著系數(shù)路面穩(wěn)定性掌握功能在低附著系數(shù)路面上〔如冰雪路面危急工況〔到達側(cè)滑極限是實習駕駛員，也可以很簡潔的在冰雪路面上駕駛行駛。可變的傳動比系統(tǒng)當承受了可變的傳動比系統(tǒng)時，轉(zhuǎn)向傳動比依據(jù)車速的不同而轉(zhuǎn)變。在低速輕松的掌握車輛，而不必過分緊?！瞣ff-center〕,承受較小的傳動比，以削減駕駛員的操縱專線盤的圈數(shù)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來實現(xiàn)。第七章將來的轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最初是機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔MS，進展到液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔HPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔EPS，一代的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔tee—by—wire簡稱ＳＢＷ。7.1線控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無功損耗的根底上進展而來的，二的比照?！玻帷畴妱又D(zhuǎn)向系統(tǒng) 〔ｂ〕線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)26在先控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由轉(zhuǎn)角傳感器測出的駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)角在線....... .. .. .. .一個適宜的反力矩，使駕駛員獲得滿足的操縱力感。7.2．線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點a提高了汽車的操縱性在前輪轉(zhuǎn)向掌握方面可以實現(xiàn)傳動比的任意設(shè)置，并對隨車速變化的參數(shù)進展駕駛員轉(zhuǎn)向輸入的影響和人---車閉環(huán)系統(tǒng)得主動安全性。b提高汽車行駛的穩(wěn)定性電子線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以對前輪轉(zhuǎn)向的掌握，實現(xiàn)了穩(wěn)定掌握功能，能到達更ABS、DASR、TCS、汽車的動力學掌握合，實現(xiàn)對汽車的整體掌握，提高汽車行駛的整體安全性。c改善了駕駛員的路感由于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間沒有任何的機械連接，駕駛員的路感通過掌握單員供給有用信息，從而給駕駛員供給更為真實的路感d其他方面的優(yōu)點線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)僅僅在需要轉(zhuǎn)向時電動機才有功率的輸出，同時省去了傳動效線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在必要時〔如有側(cè)風干擾、車輛消滅側(cè)滑等〕快速的修正轉(zhuǎn)向無法比較的一個優(yōu)點。汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)汽車的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，必需實現(xiàn)和解決如下的關(guān)鍵問題。a由于轉(zhuǎn)向盤和車輪之間無任何的機械連接，供給駕駛員路感的轉(zhuǎn)向盤回轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的必需解決的問題之一。b跡行駛時掌握器中掌握算法必需解決的另一個關(guān)鍵的問題c目前，電子部件還沒有到達機械部件那樣的牢靠的程度，如何保證在電子穩(wěn)定安全工作是格外重要的，這也是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前最為突出的問題。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)牢靠性問題線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進展過程中最大的困擾是牢靠性的問題。由于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中法保證轉(zhuǎn)向功能，處于失控狀態(tài)。隨著技術(shù)的進展，電控系統(tǒng)的牢靠性不斷得到提高，在系統(tǒng)設(shè)計中，大量引統(tǒng)冗余設(shè)計的一個典型代表。....... .. .. .. .圖２５線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為保證線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有充分的電能供給，而且為防止電源故障，必需使用更個轉(zhuǎn)向傳感器。在ECU了上述種種措施，大大提高了線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的牢靠性。汽車線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的前景展望目前汽車線控轉(zhuǎn)向的技術(shù)根本成熟，但阻擾向控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)普及的一個最重要承受最笨拙的方法崩降到我們?nèi)罕娍梢猿惺艿膰彩峭耆锌赡艿摹１M管幾乎全部的國家汽車法規(guī)中要求駕駛員與轉(zhuǎn)向車輪之間必需有機械連體趨勢是：低排放汽車〔LEV、混合動力汽車〔HEV、燃料電池汽車〔FCEV、等四大汽車的主體進展