电动助力转向系统的研究及延伸.doc22222

太原科技大学毕业论文————————————————————————————————————————————1目录前言………………………………………………………………………………3第一章概述………………………………………………………………………71.1汽车转向系统……………………………………………………………71.2汽车转向系统的发展历史………………………………………………71.3电动助力转向系统优点…………………………………………………81.4电动助力转向系统无功损耗研究的重要性……………………………91.５电动助力转向系统及发展趋势…………………………………………9第二章电动助力转向系统结构…………………………………………………112.1控制器……………………………………………………………………122.2传感器……………………………………………………………………122.3助力电机…………………………………………………………………13第三章电动助力转向系统的控制策略及验证…………………………………153.1电动助力转向系统的控制策略…………………………………………153.2电动助力转向系统的控制策略试验验证………………………………19第四章以飞度车为例说明电动助力转向系统工作原理及故障诊断…………………………………………………………………………244.1广州本田飞度轿的电动助力转向系统工作原理………………………244.2电动助力转向系统的诊断………………………………………………27第五章电动助力转向系统无功耗的探讨………………………………………285.1电动助力转向系统的能耗现状…………………………………………285.2电动助力转向系统的能耗途径分析………………………………………285.3无功损耗指标的研究……………………………………………………325.4电动助力转向系统节能方法的探讨……………………………………33第六章电动助力转向系统得技术发展趋势……………………………………356.1舒适性功能………………………………………………………………35太原科技大学毕业论文————————————————————————————————————————————26.2安全功能…………………………………………………………………36第七章未来的转向系统----线控转向系统……………………………………397.1线控转向系统的结构和工作原理………………………………………397.2．线控转向系统的优点…………………………………………………407.3汽车线控转向系统的关键技术…………………………………………417.4线控转向系统可靠性问题………………………………………………417.5汽车线控转向技术的前景展望…………………………………………42第八章基于线控转向系统技术——对无线转向系设想………………………448.1技术基础…………………………………………………………………448.2现实模型…………………………………………………………………44第九章结束语……………………………………………………………………47参考文献…………………………………………………………………………48附件部分第一部分EPS系统试验设备彩照……………………………………………49第二部分外语翻译（欲称霸全球的小型汽车公司）………………………50第三部分外语翻译原文………………………………………………………55太原科技大学毕业论文————————————————————————————————————————————3前言汽车自１９世纪末诞生至今１００余年的时间，汽车工业从无到有，以惊人的速度发展，在人类近代文明史写下了的重要篇章。汽车是数量最多、最普及、活动范围最广、运输量最大的现代化交通工具。可以断言，没有哪种机械产品像汽车那样队社会产生如此广泛而深远的影响。汽车，已从“没有马的马车”的雏形经过了无数的精心的雕琢而演化成精妙绝伦的高薪科技产品。近２０年来，计算机技术、设计理论、测试技术、新型材料、工艺技术等诸方面的成就，不但改变了汽车的面貌，而且也是汽车产品的结构和性能焕然一新。汽车产品的现代化，首先是汽车操纵控制的电子化。在８０年代初，电子设备还只占汽车成本的２﹪，而现在，在一些先进的汽车上，这个指标已经超过了１５﹪。汽车上几乎每一个系统都可以采用电子装置改善性能和实现自动化。例如，电子操纵的发动机点火系统、供油系统、电子驱动力调节系统（ＥＴＳ）电控自动变速器、制动力调节装置、防抱死制动系统（ＡＢＳ）、智能悬架、速度感应式转向系统（ＳＳＳ）、电控防撞系统、电控液压助力转向系统（ＥＨＰＳ）、电动助力转向系统（ＥＰＳ）等的应用大大的加强汽车的安全性、可靠性、经济性、舒适性、通过性、平顺性以及稳定性。近年来人们对汽车的安全性、舒适性和可靠性提出了更高的要求，特别是对主动安全性的有着很高的期望。转向系统是汽车主动安全性的最关键总成，所以对转向系统的研究显得尤为重要。良好的转向系统不仅仅对汽车的主动安全性有很大的提高，而且对改善汽车的舒适性、通过性、行使得平顺性、燃油的经济性、操纵的稳定性又十分重要的作用，所以优良的转向系统是汽车性能的评价的重要指标之一。如何设计汽车的转向特性，使得汽车具有良好的操纵性能，始终是我们汽车技术人员、各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。特别是在车辆的高速化、驾驶人员的非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的操纵设计是十分重要的。与传统的电动助力转向系统相比，本人通过无功损耗研究，发现电动助力太原科技大学毕业论文————————————————————————————————————————————4转向系统的能量损耗的途径，提出了无功损耗转向系统得概念，和理论上的电动转向系统的模型更具有实用价值。在无功损耗的基础上研究线控转向系统以及无线转向系统，显得更有理论依据、更实际、更有可操作性。本文在撰写的过程中追求的目标是，力求使其内容既有理论的意义又有实用价值，使它尽可能多的应用到现实生活中。在撰写本文的过程中王爱红老师给与我很多的指导，提出了很多有价值的意见和建议，在此表示诚挚的感谢。由于本论文非常贴近实际，将对人们的生活，特别是对于汽车转向系统的设计和改进起到一定的指导作用。但是，也因为涉及面太广，问题太多，以及本人水平限制，所以难以深入分析做到严密周全。另外，由于涉及时间仓促，资料缺乏，及本人水平限制，有不足甚至错误之处很多，还望同学、老师批评指正。撰写人：杨启民指导老师：王爱红日期：2006-6-17太原科技大学毕业论文————————————————————————————————————————————5摘要电动助力转向系统已经获得了广泛的应用。电动助力转向系统（EPS）由控制器、转向盘转矩传感器、车速传感器、电流传感器（在控制器内）、助力电机及减速机构、机械式转向器、蓄电池等组成。EPS的控制系统主要由控制器、传感器及信号处理电路、助力电机及驱动电路等组成。详细阐述了飞度轿车电动助力转向系统的组成、工作原理及故障诊断方法。本文通过对电动助力转向系统能耗分析，指出了能耗的途径，提出了无功损耗的指标，探讨了节能途径。同时提出了实用的试验测试方法和理想的按需型转向系统的概念，这些对电动助力转向系统的节能设计具有参考价值。从舒适性功能、安全性性功能方面，论述了电动助力转向系统软件发展趋势；从结构、工作原理、功能、可靠性方面，介绍了未来的主力转向系统——线控转向系统。关键词：电动助力转向控制策略节能太原科技大学毕业论文————————————————————————————————————————————6AbstractTheelectricpowersteeringsystemisappliedwidely.Theelectricpowersteeringsystem（EPS）consistsofthecontroller,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:ElectricpowersteeringControlEnergy-saving太原科技大学毕业论文————————————————————————————————————————————7第一章概述1.1汽车转向系统汽车在行使过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行使方向，即所谓的汽车转向。就我们常见的轮式汽车而言，实现转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车的转向桥（一般是前桥）上的车轮（转向轮）相对于汽车的轴线偏转一定的角度。在汽车直线行使时，往往由于转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变原来的行使方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反的方向偏转，从而使汽车恢复原来的行使方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系。因此，汽车转向系的功能是保证汽车按驾驶员的意志而进行转向行驶。汽车转向系统可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系。机械转向系一驾驶员的体力作为转向能源，其中所有的传力件是机械的。机械转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系是兼用驾驶员的体力和发动机动力为转向能源的转向系。在正常情况下，汽车转向所需的能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车的转向任务。因此，动力转向系统是在机械转向系统得基础上加设一套转向加力装置而形成的。汽车转向系统是决定主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向系统的转向特性，使得汽车具有良好的操纵性能，始终是我们汽车技术