《汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析资料（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西南林业大学本科毕业（设计）论文（2012届）题目 汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析 教学院系 机械与交通学院 专 业 车辆工程 学生姓名 李铖龙 指导教师 陈继飞（实验师） 评 阅 人 刘学渊（实验师） 2012年6月3日汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析李铖龙（西南林业大学 车辆工程专业2008级，云南 昆明，650224）摘要：在汽车的发展历程中，转向系统经历了由机械式转向系统发展为液压助力转向系统，电控液压助力转向系统和电动助力转向系统的四个阶段。汽车电动助力转向系统与传统的机械、液压助力转向系统相比具有转向灵敏、能耗低、与环境的兼容性好、成本低等优点。在很多高端车上都装
2、有EPS，因此，开发EPS（Electric Power Steering）具有很大的实际意义和商业价值。 电动助力转向系统主要由控制部分、执行部分和程序这三个部分组成，控制部分主要由信号采集电路、单片机和信号发送电路组成。其中单片机是控制部分的核心部件，信号采集电路采集到的转矩和车速信号送单片机处理后，单片机再发出控制信号给信号发送电路，经过驱动电路驱动电机转动。执行部分主要由电机、减速机构和电磁离合器的组成。它起着转向辅助动力的产生，传递和中断的作用。本文详细分析了汽车电动助力转向系统的结构、工作原理、故障维修以及它的发展趋势系统地介绍了汽车电动助力转向系统。从而得出，电动助力转向系统具有
3、操作轻便、省力的优点。关键词：电动助力转向，单片机，电机控制Electric power steering system structure and working principleLiChengLong(Vehicle Engineering 2008， Southwest Forestry University， Kunming Yunnan， 650224)Abstract:In the course of development of the automobile, the steering system has gone through four stages of mechani
4、cal steering system, the development of hydraulic power steering system, electronically controlled hydraulic power steering system and electric power steering system. Electric power steering systems and traditional compared to the mechanical, hydraulic power steering system with steering sensitivity
5、, low energy consumption, and environmental compatibility, low cost. In many high-end car is equipped with EPS, and therefore, the development of EPS has great practical significance and commercial value. The electric power steering system by the control part of the operative procedures of these thr
6、ee components, the control part of the signal acquisition circuit, micro-controller and signal transmission circuit. Where the micro-controller is the core component of the control section to send single-chip processing of the torque and speed signals collected by the signal acquisition circuit, mic
7、ro-controller and then control signals to the signal transmission circuit through the drive circuit drive motor rotation. The executive part of the main motor, reducer, the composition of the bodies and the electromagnetic clutch. It plays a steering auxiliary power generation, transmission and inte
8、rrupt the role. This paper analyzes the structure of the automotive electric power steering system, the working principle, fault repair, and its development trend of a systematic introduction to the automotive electric power steering system. Thus obtained, the electric power steering system, easy op
9、eration, Key words: electric power steering SCM motor control。目 录1 绪论11.1 项目研究的目地及其意义11.2电动助力转向系统的发展过程及其发展现状11.2.1国内发展现状11.2.2 电动助力转向系统国外发展现状21.3 研究内容32 助力转向系统42.1助力转向系统的发展及其分类42.2传统助力转向系统52.2.1机械液压转向系统的结构及工作原理52.2.2电子液压助力转向系统102.3机械液压转向系统与电子液压转向系统的比较133 电动助力转向系统143.1电动助力转向系统143.2电动助力转向系统的结构及其作用143.
10、2.1 电动转向系统的分类143.2.2电动助力转向系统结构153.2.3电动助力转向系统的工作原理163.2.4 EPS的控制部分173.3 电动助力转向系统的优点204 电动助力转向系统的故障诊断224.1 电机故障自诊断224.2 车速和发动机转速信号故障自诊断234.3 电磁离合器故障自诊断244.4 控制单元故障自诊断255电动助力转向系统的发展趋势265.1电动助力转向系统的硬件发展趋势265.2电动助力转向系统软件发展趋势285.3 未来的转向系统线控转向系统306 总结33参考文献34指导教师简介35致谢36 第一章 概论1 绪论1 绪论1.1 项目研究的目的及其意义 随着近年
11、来电子控制技术的成熟和成本的降低，EPS越来越受到人们的重视， 并以其具有传统动力转向系统不可比拟的优点，迅速迈向了应用领域，部分取代了液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering，简称HPS)。电子控制技术在汽车动力转向系统中的应用，使汽车的驾驶性能达到令人满意的程度。电动助力转向系统( EPS) 在汽车低速行驶转向时减轻转向力使转向轻便、灵活；在汽车高速行驶转向时，适当加重转向力，从而提高了高速行驶时的操纵稳定性，增强了“路感”。不仅如此，EPS的能耗是HPS能耗的1/3以下，且前者比后者使整车油耗下降可达3%5%。因而,EPS将成为汽车传统转向系统理想的升级换代产品
12、。1.2电动助力转向系统的发展过程及其发展现状1.2.1国内发展现状 2006年，国内汽车产销均超过500万，目前国内开发的EPS主要针对1.6排量以下的中小型汽车，而1.6排量以下的汽车约占70% 左右，因此市场潜力巨大。当前国内实际安装EPS的汽车已达到15%，主要是昌河北斗星、哈飞路宝等，轿车有广州本田飞渡、上海大众途安、长安雨燕、一汽天津花冠3. 0、一汽大众开迪及郑州日产MPV 旅行车，这些厂家都在寻求国产化合作伙伴。批量安装国产EPS的车型有: 爱迪尔车、新雅图轿车及吉利轿车；小批安装国产EPS的车型有天津夏利双环S6小贵族汽车；正在试装EPS的车型有: 天津夏利X121轿车、福瑞
13、达面包车、奇瑞QQ轿车及杨子皮卡等车型。一汽轿车也准备安装国产电动转向器，正在寻求有实力的合作伙伴。重庆长安铃木、长安福特准备在其生产的新车型中试装电动转向器。研制EPS的厂家和科研院所已有好几十家，其中科研院所有清华大学、北京理工大学、天津大学、吉林工业大学及重庆大学等。传统的汽车转向器厂家有湖北恒隆、南京标准件厂、杭州万向集团、重庆驰骋、天津津丰、浙江万达、浙江双辉剑、杭州世宝、跃进汽车转向器公司及豫北光洋等厂家。但由于EPS为机电一体的高科技产品，传统的汽车转向器厂家缺乏控制器开发方面的电子专家；而科研院所重于理论研究，缺乏实际经验和批生产建线的能力，因而EPS研制进展较慢。1.2.2
14、电动助力转向系统国外发展现状国外研发生产ESP的企业主要有美国的德尔福(Delphi )天合(TRW )，日本光洋精工(NSK)、KOYO和Showa，德国的采埃孚(ZF)，英国的卢卡斯(LUCAS）等，都已具备大规模批量生产的能力。其中以Delphi公司和NSK公司为主要代表从EPS控制策略的发展趋势来看，今后控制信号将不再仅仅依靠车速与扭矩信号，而是根据转向角、转向速度横向加速度、前轴重力等多种信号进行与汽车特性相吻合的综合控制，以获得更好的转向路感。目前已经开始这方面的研究Roy Macc通过将横摆角速度信号作为反馈信息引入到ESP的控制中，用于加强汽车在低附着率的地面上行驶的操纵稳定性
15、，在ESP的助力特性性能评价故障诊断及测试系统方面也有专家，学者进行这方面的研究 zebra ，Davidia 针对EPS系统的稳定性进行了动力学分析，并指出：稳定性是由助力特性曲线的方程参数决定的，并根据路感等给出了助力特性的定性描述。从国内外的研究来看，EPS今后的研究主要集中在以下几方面:EPS助力控制策略助力控制是在转向过程中为减轻转向盘的操纵力，通过减速机构把助力电机的力矩作用到机械转向系上的一种基本控制模式 助力控制策略的主要目的是根据转向助力特性曲线确定助力电动机的助力大小，辅助驾驶员实现汽车转向、控制策略是EPS研究的重点系统匹配技术助力特性的匹配电机、减速机构的匹配、传感器的匹配以及ESP系统与其它子系统进行匹配。是使整车性能达到最优的关键可靠性转向系统是驾乘人员的生命线之一，必须保证高度可靠性。ESP除了应有良好的硬件保证外，还需要良好的软件做支撑，因此对ESP的可靠性提出了很高的要求。1.3 研
