汽车电动助力转向(EPS)系统的设计[毕业论文]

汽车毕业论文：汽车电动助力转向(EPS)系统的设计含毕业论文

汽车电动助力转向(EPS)系统的设计[毕业论文]

目 录

一、绪论
1.1 前言…………………………………………………………………………1
1.2 EPS的特点…………………………………………………………………2
1.3 EPS系统在国内外的应用状况……………………………………………3
二、 EPS的基本构造和工作原理
2.1 EPS系统结构及其工作原理………………………………………………4
2.2 EPS的关键部件……………………………………………………………5
2.2.1 扭矩传感器…………………………………………………………………5
2.2.2 电动机………………………………………………………………………6
2.2.3 电磁离合器…………………………………………………………………6
2.2.4 减速机构……………………………………………………………………7
2.3 EPS的电流控制……………………………………………………………7
2.4 助力控制……………………………………………………………………8
2.5 回正控制……………………………………………………………………9
2.6 阻尼控制……………………………………………………………………9
三、EPS系统电机驱动电路的设计
3.1 微控制器的选择………………………………………………………… 10
3.2 硬件电路总体框架……………………………………………………… 10
3.3 电机控制电路设计……………………………………………………… 11
3.3.1 H桥上侧桥MOSFET功率管驱动电路设计……………………………… 12
3.3.2 H桥下侧桥MOSFET功率管驱动电路设计……………………………… 13
3.4 蓄电池倍压电源………………………………………………………… 14
3.5 电机驱动电路台架试验………………………………………………… 15
3.6 结论与展望……………………………………………………………… 16
四、电动助力转向系统故障自诊断的研究
4.1 故障自诊断的基本原理……………………………………………………17
4.2 电动助力转向系统故障自诊断……………………………………………17
4.2.1 系统各组成部件的故障辨识………………………………………………17
4.2.2 转矩传感器故障自诊断……………………………………………………18
4.2.3 电机故障自诊断……………………………………………………………20
4.2.4 车速和发动机转速信号故障自诊断………………………………………21
4.2.5 电磁离合器故障自诊断……………………………………………………22
4.2.6 控制单元电源线路故障自诊断……………………………………………22
4.2.7 控制单元故障自诊断………………………………………………………23
4.3 故障代码显示控制及安全防范措施………………………………………23
4.4 实例分析……………………………………………………………………26
4.5 结束语………………………………………………………………………27
致 谢………………………………………………………………………27
汽车电动助力转向(EPS)系统的设计

绪 论

1.1前言

转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。汽车助力转向依次经历了机械式转向系统、液压式转向系统、电控液压式转向系统等阶段，国际上已有一些大的汽车公司在探讨开发的下一代线控电动转向系统。在国外，各大汽车公司对汽车电动助力转向系统（Electric power steering-EPS,或称Elec-tric Assisted Steering-EAS）的研究有20多年的历史。随着近年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，部分取代了传统液压动力转向系统（Hydraulic powersteering,简称HPS）。实践证明电动助力转向系统（EPS）具有节能、成本低和便于控制，易于装车，提高操纵稳定性和轻便性以及符合机电一体化的要求等优点，正迎合了时代的要求。

1.2 EPS的特点

1.EPS节能环保。

由于发动机运转时，液压泵始终处于工作状态，液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了3％～5％，而EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，EPS通过电子控制，对环境几乎没有污染。

2.EPS装配方便。

EPS的主要部件可以集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，元件数目少，装配方便，节约时间。

3. EPS效率高。
液压动力转向系统效率一般在60%～70%，而EPS的效率较高，可高达90％以上。

4. EPS路感好。