电动助力转向系统的组成和工作原理

北京信息职业技术学院毕业论文电动助力转向系统的组成和工作原理年月日北京信息职业技术学院毕业论文摘要电动助力转向系统是汽车底盘的关键部件，研究其发展现状和应用趋势具有重要意义。本文首先介绍了电动助力转向系统的性能、特点，并对电动助力转向系统进行了分类，对比分析了各类型电动助力转向系统的优缺点；之后详细介绍了典型电动助力转向系统的结构、工作原理及优点，阐述了电动助力转向系统的关键技术及其电流控制原理；本文重点探究了电动助力转向系统的国内外应用发展现状，预测了电动助力转向系统的发展趋势，指出电动助力转向技术是未来汽车动力转向技术的主流发展方向；最后对未来的转向系统-线控转向系统的结构、工作原理和优点进行了分析，并预测其在未来动力转向领域将占据主导地位，对提高汽车转向系统安全性能意义重大。关键词：汽车；电动助力转向；工作原理；应用现状；发展趋势；线控转向系统北京信息职业技术学院毕业论文ElectricPowerSteeringSystemApplicationSituationandtheDevelopmentTrendAbstractElectricpowersteeringsystemisakeycomponentofautomotivechassis,thereisofgreatsignificancetoresearchitsdevelopmentstatusandapplicationtrends,Thispaperfirstlyintroducestheperformanceandfeaturesofallkindsofelectricpowersteeringsystem,thenclassifiesthemandcontrastiveanalysestheadvantagesandthedisadvantagesofwhich.Afterthedetailedintroduceofstructure,workingprincipleandadvantagesfortypicalelectricpowersteeringsystem,thekeytechnologyandtheprinciplesofcurrentcontrolofwhicharealldescribed.Basedontheapplicationanddevelopmentstatusofelectricpowersteeringsystemathomeandabroad,thispaperforecaststhefurthergrowingtrendsofwhich,andpointsoutthemainstreamdevelopmentdirectionofautomotivepowersteeringtechnologyiselectricpowersteeringtechnologyFinally,thestructure,workingprincipleandadvantagesofwirecontrolsteeringsysteminfutureareanalyzed,whichwillbeindominantinthefieldofpowersteering,andgreatsignificancetoimprovethesafetyperformanceofsteeringsystem.KeyWords：Car;ElectricPowerSteering;WorkingPrinciple;ApplicationStatus;DevelopmentTendency;WireControlSteeringSystem北京信息职业技术学院毕业论文目录1引言.................................................................62电动助力转向系统综述.................................................72.1电动助力转向系统的性能及特点.......................................72.1.1电动助力转向系统的特点...........................................72.1.2电动助力转向系统的性能...........................................72.2电动助力转向系统的分类.............................................82.3电动助力转向系统的结构.............................................92.3.1扭矩传感器......................................................102.3.2车速传感器......................................................112.3.3助力电动机......................................................132.3.4减速机构........................................................142.3.5电磁离合器......................................................142.3.6电控单元(ECU)...................................................162.4电动助力转向系统的工作原理........................................162.5电动助力转向系统的优点.............................................13电动助力转向系统的关键技术及电流控制.................................33.1电动助力转向系统的关键技术.........................................33.2电动助力转向系统的电流控制.........................................44电动助力转向系统的应用概况...........................................64.1电动助力转向系统国外应用概况.......................................64.1.1电动助力转向系统国外的发展历史...................................64.1.2电动助力转向系统在本田雅阁的应用.................................74.2电动助力转向系统国内应用概况.......................................85电动助力转向系统的发展趋势..........................................106未来的转向系统—线控转向系统........................................116.1线控转向系统的结构................................................126.2线控转向系统的工作原理............................................136.3线控转向系统的优点................................................137结束语..............................................................14北京信息职业技术学院毕业论文参考文献..............................................................16致谢..................................................................18北京信息职业技术学院毕业论文1引言目前，助力转向（动力转向）已成为绝大多数车辆的一项标准配置。顾名思义，助力转向就是利用外部能源通过助力装置协助驾驶员改变及恢复汽车行驶方向，减轻转向盘操纵力矩并获得一定路感的装置。汽车转向系统经历了纯机械式转向系统（ManualSteering，简称MS）、液压助力转向系统（HydraulicPowerSteering，简称HPS）、电控液压助力转向系统（ElectricHydraulicPowerSteering，简称EHPS），电动助力转向系统（ElectricPowerSteering，简称EPS）四个基本发展阶段[1]。电动助力转向系统是在机械式转向系统的基础上加装电机驱动单元构成的，随着汽车性能的不断提高，不但要求低速和驻车时的转向轻便性，同时也要求汽车高速时的操纵稳定性。然而机械转向系统，传统的液压动力转向系统都不能同时满足低速转向轻便性和高速操纵稳定性的要求。为了解决转向系统“轻”与“灵”的矛盾，采用现代控制技术和电子技术的电动助力转向系统应运而生。电动助力转向系统的工作原理为：驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，并根据信号向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，这时电动机不工作。另外EPS系统相对于传统的机械转向系统和液压助力转向系统(HPS)具有能耗小，污染少，节油，省空间等一系列优点，EPS系统的主要目的是提供助力、改善汽车转向性能、协助驾驶员完成转向操作[2]。应用日益广泛的新一代的EPS系统是利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机输出扭矩的大小和方向，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。它将电动机、电磁离合器、减速装置、转向杆等各部件装配成一个整体，其结构紧凑、质量较轻，可编程的转向助力特性使得转向操纵稳定性得到较大的提高。据美国TRW（天合）汽车集团官员估计，至2010年全世界三分之一的轿车将应用电动助力转向系统，在中型和大型客车上也会得到渐渐的应用，并且电动助力转向系统渐渐作为标准配置应用于各种类型的汽车上。由此可以预见，在各种车型上电动助力转向系统取代传统机械/液压助力转向系统是必然趋势。北京信息职业技术学院毕业论文2电动助力转向系统综述随着人们生活水平的提高汽车成为人们日常生活中不可缺少的工具，汽车已经进入普通生活家庭。作为汽车的一个重要组成部分，汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的操纵设计显得尤为重要。因为现在的汽车转向系统不但要求低速和驻车时的转向轻便性，同时也要求汽车高速时的操纵稳定性[3]。然而机械转向系统，传统的液压动力转向系统都不能同时满足低速转向轻便性和高速操纵稳定性的要求。为了解决转向系统“轻”与“灵”的矛盾，采用现代控制技术和电子技术的电动助力转向系统应用而生，电动助力转向技术代表未来汽车动力转向技术的发展方向之一，因其自身的特点及优点而越来越受到人们的关注，成为今后汽车转向系统领域研究的热点。2.1电动助力转向系统的性能及特点2.1.1电动助力转向系统的特点EPS就是英文(ElectricPowerSteering)的缩写，即电动助力转向系统。电动助力转向系统是机械式转向系统的基础上加