汽车电动助力转向系统的研究与措施

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汽车电动助力转向系统设计 毕业论文

汽车电动助力转向系统设计 毕业论文

汽车电动助力转向系统设计毕业论文本章主要介绍汽车电动助力转向系统设计的背景和意义,以及论文的目的和结构安排。

汽车转向系统是车辆控制的重要组成部分,它直接影响着驾驶员的操控感受和行车安全性。

随着科技的发展,传统的液压助力转向系统逐渐被电动助力转向系统所取代。

电动助力转向系统通过电力传动装置提供操控力,相较于液压助力转向系统具有更高的效率、更好的节能性和可靠性。

本文的目的是设计一种可靠、高效的汽车电动助力转向系统。

在研究的基础上,将重点关注系统的结构设计、控制算法优化、故障诊断等方面。

通过对系统的设计和优化,可以提高汽车的操控性和安全性。

本文结构安排如下:第二章将介绍汽车电动助力转向系统的背景与发展;第三章将详细阐述系统的设计原理与结构;第四章将重点探讨控制算法的优化与实现;第五章将研究系统的故障诊断方法与技术;最后,第六章将总结全文,并提出进一步研究的展望。

通过本文的研究和实践,相信可以为汽车电动助力转向系统的设计与优化提供一定的参考和借鉴,推动汽车技术的发展与进步。

在这一部分,我们将对汽车电动助力转向系统设计相关的文献进行综述。

我们将总结已有的研究成果,以及当前存在的问题。

具体内容}本文详细介绍了汽车电动助力转向系统设计的方法和步骤,涵盖了传感器选择、电机控制、系统优化等方面。

传感器选择在汽车电动助力转向系统设计中,选择合适的传感器是至关重要的。

传感器可以检测车轮的转向角度、转向速度以及转向力等参数,为后续的电机控制提供必要的数据支持。

常见的传感器包括转向角度传感器、转向速度传感器和转向力传感器。

在选择传感器时,需考虑其精度、响应速度和可靠性等因素,并确保其能与电机控制系统良好地配合。

电机控制在汽车电动助力转向系统中,电机控制是实现转向功能的核心部分。

电机控制系统通过接收传感器提供的数据,计算并控制电机的输出力矩,从而实现汽车的转向功能。

电机控制的关键是控制算法的设计和实现。

常见的电机控制方法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统
自从汽车诞生以来,转向系统一直是车辆行驶中必不可少的部分。

在过去,引擎和传动系统提供转向力,而最近,汽车电动助力转向系统变得越来越流行。

汽车电动助力转向系统是一种使用电动机和传感器协同工作的技术,用于帮助驾驶员转向车辆。

本文将探讨汽车电动助力转向系统的原理、优势和应用。

汽车电动助力转向系统的关键是电动助力转向的电机和传感器。

电机使得转向更加轻松,而多个传感器用于检测转向力度和驾驶员的动作。

当驾驶员需要转向车辆时,传感器检测到转向力度并向电机发出信号,电机在转向时提供额外的助力。

该系统的输出力取决于驾驶员和传感器之间的互动。

优势
与传统的液压助力转向系统相比,电动助力转向系统有很多优势。

首先,它们在低速时更加灵敏,因为电机的响应更快。

这使得停车和低速驾驶更加容易。

此外,电动助力转向系统大大减少了车辆的重量和动力损失,因为它们不需要额外的传动设备和液压系统。

最后,这种系统还可以通过软件进行控制,因此它们比传统的液压系统更加灵活。

应用
目前,汽车电动助力转向系统已经广泛应用于各种汽车品牌和型号中。

例如,丰田的“电子动力转向系统”利用电机输出力量,而福特的“电子助力转向系统”则使用了电机和传感器的协同工作。

此外,一些高端车型甚至将该技术应用到了四轮转向系统中。

总结
汽车电动助力转向系统利用电机和传感器的协同工作,可在低速时提供更好的效果、减少车辆的重量和动力损失,并通过软件进行控制。

它是一种有效的技术,能够提高驾驶员的驾驶体验和车辆的性能。

汽车电动助力转向控制系统的研究与开发

汽车电动助力转向控制系统的研究与开发

1绪论 1 E S 绍 1 P 介 E S由扭 矩 传感 器 、速度 传感 器 、转 向角传 感 器、 电子控 制装 置、 电 P 动 机 、离 合器 、减 速 器 和 齿 轮 齿 条 转 向机 构 等 组 成 。 其工作是 由检 测传感装 置将所需信 息输入控制 单元, 再由控 制单元对 这些 信 号进行运算 后得到…个 与行驶情 况相适 应的力矩, 最后 发 出指令 使 电动 机工 作 。 1 P 优点 2 E S ES P 具有 以下优点 : 1 节约 了能源 消耗 () () 2 对环 境无 污染 () 3 增强 了转 向 跟 随性 ( ) 4 改善 了回正特 性 ( ) 5 提高 了操纵 稳定性 ( ) 统结构 简单 。 6系 2 E S系统 总体 设计 P 2 1 P 的设计 总体框 架 E S 汽车在 启动或 发动机运 行 时, 如果 驾驶 员操纵汽 车方 向盘 , 此时在 方向盘 下侧的 扭矩传 感器会产 生 ~个与扭 矩成正 比的 电信号 。此时通 过主控 芯片 的 A 模块来 对其进 行采样 并且对 汽车 的发动 机的信 号 以及 车速 信号进行 采集测 D 量它们的频 率信 号( 设计 中不涉及 ) 同时对驱 动 电路 获取 电机的 电流信 号, 本 , 这 样可 以获得负载 的大 小。然后 通过预 设在 主控芯 片 内的控制 算法对 所获得 的汽 车 信 号进 行 处 理、计 算来 得 到需 给 出 目标的 电流 值 。然后 该值 通 过计 算 公式转 换成对应 的 P M 号 的占空 比值给驱 动芯 片传输 P M W信 W 信号 。 当驱 动 芯片 T3 0 D 4 收到 P M信号后, w 驱动 上 F 臂的两 对 一M S E 管 , 电机提 供 桥 OFT 给
m tr o o .U i g F e s a e s M 9 1 D 1 8 o t o c p a d d i e h p T 3 0 T t c i v ri e i c t F n l y c m l t a o e t e n s n r e e l ’ C S 2 G 2 c n r l hi n r v r c i D 4 S o a h e e d v c r ui . i a l , o p e e a c r p w r s e ri g

汽车电动助力转向系统研究现状及趋势

汽车电动助力转向系统研究现状及趋势

(5)提高了操纵稳定性。当驾驶员转动转向盘一角度,然后松开时,EPS系统能够自动调整使车轮回正。同时还可利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。而在传统的液压控制系统中,要改善这种特性必须改造底盘的机械结构,实现起来很困难。
(6)系统结构简单,占用空间小,布置方便。由于该系统具有良好的模块化设计,所以不需要对不同的系统重新进行设计、试验、加工等,不仅节省了费用,也为设计不同的系统提供了极大的灵活性,而且更易于生产线装配。相对于液压助力转向系统,EPS没有油泵、油管和发动机上的皮带轮,使得设计该系统时有更大的余地,而且该系统的控制模块可以和齿轮齿条设计在一起或单独设计,发动机部件的空间利用率极高。
转向柱助力式电动助力转向器(C-EPS)的助力电机固定在转向柱的一侧,通过减速增扭机构与转向轴相连,直接驱动转向轴助力转向(图2)。这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。现在多数EPS就是采用这种形式。此外,C-EPS的助力提供装置可以设计成适用于各种转向柱,如固定式转向柱、斜度可调式转向柱以及其它形式的转向柱。但由于助力电机安装在驾驶舱内,受到空间布置和噪声的影响,电机的体积较小,输出扭矩不大,一般只用在小型及紧凑型车辆上。
由于技术、制造和维修成本等原因,目前汽车转向系统仍以液压助力的HPS(包括 ECHPS、EHPS)为主。线控转向系统由于成本高以及现有法规限制等原因,在近期很难在车辆上装配。EPS具有节能与环保等诸多优点,EPS取代HPS是今后一段时间内汽车转向系统发展的趋势。
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。

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统汽车电动助力转向系统是指通过电动装置来辅助驾驶员转动方向盘,以减小驾驶员所需的转向力,提高驾驶的舒适性和安全性。

随着汽车科技的不断发展,电动助力转向系统已经成为现代汽车中不可或缺的一部分。

本文将就汽车电动助力转向系统的原理、优点和发展前景进行浅谈。

汽车电动助力转向系统的原理是利用电动机作为辅助力来提供操纵方向盘所需的转向力,使得驾驶员在转向时可以更加轻松自如。

一般来说,电动助力转向系统由电动助力转向机械组件、传感器和控制单元组成。

当驾驶员转动方向盘时,传感器会感知到转向力的变化并传输给控制单元,控制单元再根据传感器的信号来调节电动助力转向机械组件的工作状态,从而提供相应的辅助力来减小驾驶员的转向力。

汽车电动助力转向系统相较于传统的液压助力转向系统有着诸多优点。

电动助力转向系统无需使用液压油液,从而减小了系统的复杂性和维护成本,使得汽车更加环保和节能。

电动助力转向系统响应速度更快,能够根据驾驶状况实时调整辅助力大小,提高了转向的灵活性和精准度。

电动助力转向系统还能够根据车速和驾驶环境的变化来调整助力的大小,使得驾驶更加平稳和舒适。

可以说汽车电动助力转向系统在提高驾驶舒适性和安全性方面具有明显的优势。

未来,随着汽车科技的不断发展,汽车电动助力转向系统也将迎来更大的发展空间和市场前景。

随着自动驾驶技术的不断成熟,电动助力转向系统将成为实现自动驾驶的重要技术支持,更加智能化的控制系统将为驾驶员带来更加便利和舒适的驾驶体验。

电动助力转向系统将与电动化、智能化等技术相结合,为汽车的节能减排和环保做出更大的贡献。

随着人工智能技术的不断演进,电动助力转向系统也将在智能驾驶、智能交通等领域发挥更加重要的作用,为人类出行带来更加便捷和安全的出行体验。

汽车电动助力转向系统作为现代汽车中的重要技术之一,具有明显的优势和广阔的发展前景。

未来,随着科技的不断进步和创新,相信汽车电动助力转向系统将为人们的出行带来更加便捷、安全和舒适的体验。

电动助力转向系统的研究及延伸.doc22222

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目录前言 (3)第一章概述 (7)1.1 汽车转向系统 (7)1.2 汽车转向系统的发展历史 (7)1.3 电动助力转向系统优点 (8)1.4 电动助力转向系统无功损耗研究的重要性 (9)1.5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 (11)2.1 控制器 (12)2.2 传感器 (12)2.3 助力电机 (13)第三章电动助力转向系统的控制策略及验证 (15)3.1 电动助力转向系统的控制策略 (15)3.2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 (24)4.1 广州本田飞度轿的电动助力转向系统工作原理 (24)4.2 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 (28)5.1 电动助力转向系统的能耗现状 (28)5.2电动助力转向系统的能耗途径分析 (28)5.3无功损耗指标的研究 (32)5.4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 (35)6.1舒适性功能 (35)6.2 安全功能 (36)第七章未来的转向系统----线控转向系统 (39)7.1线控转向系统的结构和工作原理 (39)7.2.线控转向系统的优点 (40)7.3 汽车线控转向系统的关键技术 (41)7.4 线控转向系统可靠性问题 (41)7.5 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 (44)8.1 技术基础 (44)8.2 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)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。

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统汽车电动助力转向系统是一种安装在汽车中的设备,以电动方式辅助驾驶员进行转向操作。

它通过电机、传感器和控制单元等组件实现对转向力的增加或减小,以提升驾驶的操控感和安全性。

汽车电动助力转向系统可以提供更轻便的转向操作。

在传统的机械助力转向系统中,驾驶员需要通过力量来转动转向盘,特别是在低速行驶时,转向操纵会感到较为困难。

而电动助力转向系统通过电机的辅助,可以对转向力进行调整,使得转向更加轻巧灵活,大大提高了驾驶的操控感。

汽车电动助力转向系统还可以根据驾驶情况自动调整转向力。

传感器可以对车速、转向角度等数据进行实时监测,控制单元可以根据这些数据进行分析和计算,调整电机的输出力矩。

当驾驶员需要进行快速转向时,系统会自动增加转向助力,提供更大的力矩;在高速行驶时,系统会自动减少转向助力,以保持转向的稳定性。

这种智能化的控制能够提供更好的操控稳定性和安全性。

汽车电动助力转向系统还具有一定的能量回收功能。

在转向时,系统会利用部分驱动力量产生的惯性能量,通过电机将其转化为电能储存到电池中,从而实现能量的回收利用。

这种能量回收功能既可以提高车辆的燃油利用效率,减少对环境的污染,又可以延长电池的使用寿命,提高整个系统的能效。

汽车电动助力转向系统也存在一些问题。

由于电动助力转向系统依赖于传感器和控制单元的工作,一旦出现故障可能会导致转向失灵,增加驾驶的风险。

电动助力转向系统的成本相对较高,对于一些经济条件有限的车主来说可能面临一定的经济压力。

汽车电动助力转向系统通过电动方式提供转向助力,使得驾驶员的转向操作更加轻松灵活。

它的智能化控制和能量回收功能也提升了驾驶的操控性能和能效。

系统的可靠性和成本问题仍需要进一步改进。

汽车电动助力转向系统研究

汽车电动助力转向系统研究

汽车电动助力转向系统研究近年来,随着智能科技的不断发展,汽车电动助力转向系统逐渐成为汽车行业的一大研究热点。

电动助力转向系统是指利用电机作为动力源,通过与机械传动系统相结合,为驾驶员提供轻便、灵活的操控感受。

本文将探讨汽车电动助力转向系统的研究现状和发展趋势。

一、电动助力转向系统的原理电动助力转向系统的工作原理相对简单,主要包括电机和控制器两部分。

电机负责转阻力的提供,而控制器则负责控制电机的转动。

当驾驶员转动方向盘时,传感器会感知到转动力度和角度,将信号传输给控制器。

控制器根据驾驶员的操作,控制电机提供恰当的辅助力。

二、电动助力转向系统的优势相较于传统的液压助力转向系统,电动助力转向系统具备诸多优势。

首先,电动助力转向系统的结构更为简洁,减少了传统助力泵等液压元件的使用,减轻了整车质量,提高了燃油经济性。

其次,电动助力转向系统具备更高的能量回收利用率,可以将电能回收到电池中,提高了电动汽车的续航里程。

此外,电动助力转向系统还具备更好的可调性和自适应性,可以根据不同驾驶条件和驾驶员的偏好进行调节。

三、汽车电动助力转向系统的挑战与解决方案尽管电动助力转向系统具备许多优势,但也面临一些挑战,如系统稳定性、可靠性以及制动感等问题。

对于系统稳定性和可靠性,研究人员需要不断改进控制算法和监测手段,确保系统始终处于安全工作状态。

此外,制动感也是一个需要解决的问题。

目前,一些电动助力转向系统在制动时会产生与传统液压助力转向系统不同的反馈感,研究人员需要通过改进系统的控制策略,使得驾驶员在制动时能够获得更加舒适的操控感受。

四、汽车电动助力转向系统的发展趋势随着智能汽车的发展,电动助力转向系统也将逐渐迈向智能化。

目前,一些汽车厂商已经开始研发具备自动驾驶功能的电动助力转向系统,该系统可以通过感知和分析周围环境的数据,自动判断最佳转向角度,实现更加智能化的驾驶体验。

此外,随着车联网的不断推进,电动助力转向系统还可以与其他智能系统进行联动,如自动刹车系统、自适应巡航系统等,提高整车的安全性和驾驶舒适度。

汽车电动助力转向系统的设计

汽车电动助力转向系统的设计

汽车电动助力转向系统的设计概述汽车电动助力转向系统是一种电子辅助转向系统,为驾驶员提供操纵方向盘的力量辅助,以改善驾驶操控性和舒适性。

该系统通过电动助力装置来替代传统的液压助力转向系统,具有更高的效率和响应性。

本文将详细介绍汽车电动助力转向系统的设计原理和关键技术。

设计原理汽车电动助力转向系统的设计基于电动助力装置和转向控制单元的协同工作。

电动助力装置负责提供对转向系统的力量辅助,转向控制单元那么负责监测车辆的转向情况并根据驾驶员的输入进行控制。

电动助力装置电动助力装置由电机、减速器、传感器和控制单元组成。

电机负责提供动力,减速器那么用于降低电机的转速并增加转力。

传感器用于监测转向力和转向角度,并向控制单元提供反应信息。

控制单元根据传感器的反应信号来确定输出力的大小和方向。

转向控制单元转向控制单元由微处理器和控制算法组成。

微处理器负责处理传感器的数据和执行控制算法。

控制算法根据驾驶员的转向输入,计算出相应的助力输出指令,并通过电动助力装置将助力传递给转向系统。

关键技术功率电子技术汽车电动助力转向系统需要提供足够的力量辅助,因此需要采用功率电子技术来实现高效能的能量转换和控制。

功率电子技术包括电机驱动技术、功率开关技术和电源管理技术,它们的协同工作可以有效提高电动助力转向系统的效率和可靠性。

传感器技术传感器技术在汽车电动助力转向系统中起到了至关重要的作用。

传感器可以实时监测转向力和转向角度,从而提供准确的反应信息给控制单元。

常用的传感器包括转向力传感器和转向角度传感器,它们需要具有高精度和可靠性,以确保系统的准确性和稳定性。

控制算法控制算法是汽车电动助力转向系统的核心局部,它决定了系统的性能和操控性。

控制算法根据传感器的反应信息和驾驶员的转向输入,计算出相应的助力输出指令。

常用的控制算法包括比例-积分-微分〔PID〕控制算法和模糊控制算法,它们能够确保系统的稳定性和响应性。

设计考虑功率和效率汽车电动助力转向系统需要提供足够的助力,同时也要确保系统的功率和效率。

汽车电动助力转向系统的技术研究论文

汽车电动助力转向系统的技术研究论文

汽车电动助力转向系统的技术研究论文汽车电动助力转向系统的技术研究论文一、EPS 系统结构及其工作原理1.EPS 的结构及工作原理电动助力式转向系统在不同车上的结构部件尽管不尽一样,但是基本原理是一致的。

它一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元ECU,电动机、电磁离合器以及减速机构成。

其基本工作原理是:当转向轴转动时,扭矩传感器将检测到的转矩信号转化为电信号送至电子控制单元ECU,ECU 再根据扭矩信号、车速信号、轴重信号等进行计算,得出助力电动机的转向和助力电流的大小,完成转向助力控制。

2.EPS 的关键部件2.1 扭矩传感器。

精确、可靠、低成本的扭矩传感器是决定EPS能否占领市场的关键因素。

扭矩传感器主要有接触式和非接触式两种。

常用的接触式(主要是电位计式)传感器有摆臂式、双排行星齿轮式和扭杆式三种类型,而非接触式转矩传感器主要有光电式和磁电式两种。

前者的成本低,但受温度与磨损影响,易发生漂移,使用寿命较低,需要对制造精度和扭杆刚度进行折中,难以实现绝对转角和角速度的测量。

因此扭矩传感器类型的选取根据EPS 的性能要求综合考虑。

2.2 电动机。

电动机根据ECU 的指令输出适宜的转矩,一般采用无刷永磁电动机,无刷永磁电机具有无激磁损耗、效率较高、体积较小等特点。

电机是EPS 的关键部件之一,对EPS 的性能有很大的影响。

2.3 电磁离合器。

电磁离合器是保证电动助力只在预定的范围内起作用。

当车速、电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时,离合器便自动切断电动机的电源,恢复手动控制转向。

2.4 减速机构。

减速机构用来增大电动机传递给转向器的转矩。

它主要有两种形式:双行星齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构。

由于减速机构对系统工作性能的影响较大,因此在降低噪声,提高效率和左右转向操作的对称性方面对其提出了较高的要求。

二、EPS 的电流控制EPS 的上层控制器用来确定电动机的目标电流。

根据EPAS的特点,上层控制策略分为助力控制、阻尼控制和回正控制。

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展1. 引言1.1 汽车电动助力转向系统的重要性汽车电动助力转向系统的重要性在汽车行业中日益凸显。

随着科技的不断发展,汽车转向系统的功能也愈发重要,特别是在现代的高速公路行驶和停车入库等操作中。

汽车电动助力转向系统通过电动机辅助实现对转向力的控制,可以大大减轻驾驶员在转向时的劳累,提高驾驶稳定性和操控性。

汽车电动助力转向系统还可以根据车速和行驶环境自动调整力度,使得驾驶更加轻松和安全。

汽车电动助力转向系统还可以通过数据分析和反馈功能实现更高级的智能驾驶辅助功能,如自动泊车和车道保持等,大大提升了驾驶体验和安全性。

汽车电动助力转向系统的重要性不仅在于提升驾驶舒适性和安全性,更在于推动汽车产业向智能化和高效化的方向发展。

汽车电动助力转向系统已经成为现代汽车设计中不可或缺的重要组成部分,其发展趋势也备受关注。

1.2 历史背景汽车电动助力转向系统的发展可以追溯到20世纪初液压助力转向系统的出现。

最初,汽车转向系统主要依靠驾驶员通过方向盘操控机械传动装置实现转向,操作相对繁琐。

随着液压技术的发展,液压助力转向系统逐渐应用到汽车领域中,使驾驶操作更轻松便捷。

液压助力转向系统存在液压油泄漏、噪音大、维护成本高等问题,加之不利于节能环保,逐渐受到电动助力转向系统的替代。

电动助力转向系统的发展起步较晚,但凭借其轻巧、高效、低噪音等优势逐渐受到市场关注。

随着电子技术的不断发展,电动助力转向系统以其在控制精度、能耗控制、智能化等方面的优势,逐渐成为汽车转向领域的发展方向。

汽车电动助力转向系统在不断的发展中逐渐取代了传统的液压助力转向系统,成为未来汽车转向系统的主流发展方向。

2. 正文2.1 传统液压助力转向系统的局限性传统液压助力转向系统在汽车领域中担负着提供转向动力和保障操控性能的重要任务,这一系统也存在着一些局限性。

传统液压助力转向系统由于液压元件众多,容易受到温度变化和外界环境影响,使得系统的稳定性和可靠性较低。

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统

浅谈汽车电动助力转向系统1. 引言1.1 什么是汽车电动助力转向系统汽车电动助力转向系统是一种与汽车转向相关的装置,通过电动方式来帮助驾驶员实现灵活、轻松的转向操作。

它在汽车行驶过程中可以提供力量支持,减轻驾驶员的转向负担,提高驾驶舒适性和驾驶安全性。

通过传感器感知车辆的转向需求和速度信息,以及系统内部的计算和控制,实现对转向助力的调节和控制。

电动助力转向系统通过在转向过程中提供额外的助力来降低转向的阻力,使驾驶员可以更容易的掌控方向盘,并且对车辆的操控更加精准。

这种系统的介入可以根据车速、转向角度等多种因素来自动调整助力大小,使得驾驶更加舒适、便捷。

在一些高端汽车或者新型智能汽车中,电动助力转向系统已经成为标配,并且其优势和潜力也逐渐被越来越多的车企和消费者认可和看好。

1.2 电动助力转向系统的作用电动助力转向系统是一种能够有效减轻驾驶员在操纵方向盘时所需要的力量,并提供更加舒适的驾驶体验的系统。

该系统利用电动机驱动助力转向装置,通过感知车辆速度和转向角度来调节转向助力的大小,使驾驶员只需轻轻转动方向盘即可完成转向操作。

2.提高驾驶安全性。

由于电动助力转向系统能够更加精准地控制转向助力,可以有效减少因转向过犹不及或转向不足而导致的事故发生,提高驾驶安全性。

3.改善驾驶舒适性。

电动助力转向系统可以根据驾驶员的驾驶习惯和需求来调节转向助力,使驾驶过程更加平稳和舒适,减少疲劳驾驶的发生。

电动助力转向系统在提高驾驶员的驾驶体验、提升驾驶安全性和改善驾驶舒适性等方面发挥着重要作用。

随着科技的不断发展和汽车制造技术的不断更新,电动助力转向系统的应用前景将更加广阔,为汽车驾驶带来更多便利和安全。

2. 正文2.1 电动助力转向系统的工作原理电动助力转向系统是一种通过电力驱动的辅助转向系统,通过在转向过程中施加额外的转向力,帮助驾驶员更轻松地控制车辆。

其工作原理主要包括以下几个方面:1. 传感器感知车辆转向:电动助力转向系统首先会通过安装在车辆上的传感器来感知车辆转向的方向和角度,从而实时监测车辆的转向情况。

汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施

汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施

汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施摘要:汽车电动助力转向(Electric-Power-Steering,简称EPS)系统,作为一种新型的汽车动力转向系统,是辅助驾驶员进行转向操作的转向系统,能够提高汽车安全性能,节约能源,有利于环保,是一项紧扣现代汽车发展主题“安全、节能、环保”的高新技术。

电动助力转向系统一经出现就受到国内外汽车公司和设计人员的重视。

本文对汽车电动助力转向系统跑偏分析与解决措施进行分析,以供参考。

关键词:电动助力转向系统;行驶跑偏;转向回正引言车辆行驶跑偏是指汽车在干燥平坦道路上直线行驶,在对方向盘不加任何力的情况下,车辆自动向一侧方向偏离原行驶轨迹的现象。

GB7258—2017《机动车运行安全技术条件》中规定:机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不应跑偏,方向盘(或方向把)不应有摆振等异常现象。

1功能安全的商用车电动助力转向系统近年来,随着汽车集成化、智能化程度的不断提高,汽车电子系统的复杂程度也在同步增加。

为进一步提升汽车电子、电气系统的功能安全,相关国际标准《道路车辆功能安全》(ISO26262:2018)和国家标准《道路车辆功能安全》(GB/T34590—2017)相继出台。

汽车转向系统作为车辆基础性功能器件,其性能直接影响到车辆的操纵稳定性和安全性。

随着电子技术在汽车中的广泛运用,转向系统也较多地采用了电子器件,其中汽车电动助力转向(EPS)系统也越来越多地被应用在汽车上,EPS系统功能安全设计因此也成为了影响车辆安全行驶的重要因素。

我国从2022年起开始实施国家标准《汽车转向系基本要求》(GB17675—2021),该标准明确指出,所有符合标准适用范围内的车辆均应满足功能安全开发要求;此外,该标准附录B中还规定了转向电子控制系统在功能安全方面的文档、安全策略及验证确认的具体要求。

对于汽车转向系统的功能安全设计及验证方法,国内外学者也开展了大量研究。

“汽车在中高速行驶时应防止线控转向系统发生非意向性转向力矩大于转向力矩边界值”和“汽车在中高速行驶时应防止线控转向系统发生无法转向”这2个功能安全目标和功能安全概念,并分别开展了相关设计及测试验证;针对汽车转向系统概念阶段的开发,提出了具体的测试场景及测试结果评价的安全度量参数;基于汽车EPS系统功能安全设计,提出了一套硬件在环测试方法,并验证了该EPS系统安全机制的设计效果;尚世亮等对汽车电子电气系统故障注入方法、整车可控性指标进行了详细表述和系统性总结。

汽车电动助力转向系统优化

汽车电动助力转向系统优化

汽车电动助力转向系统优化随着汽车工业的不断发展,汽车的操控性和安全性越来越受到人们的关注。

电动助力转向系统作为汽车转向系统的重要组成部分,其性能的优劣直接影响着驾驶者的驾驶体验和行车安全。

因此,对汽车电动助力转向系统进行优化具有重要的现实意义。

一、汽车电动助力转向系统的工作原理汽车电动助力转向系统主要由转矩传感器、车速传感器、电子控制单元(ECU)、电动机和减速机构等组成。

当驾驶者转动方向盘时,转矩传感器会检测到转向转矩的大小和方向,并将其转化为电信号传递给 ECU。

车速传感器则会检测车辆的行驶速度,并将车速信号传递给 ECU。

ECU 根据接收到的转矩信号和车速信号,计算出所需的助力转矩,并控制电动机输出相应的转矩,通过减速机构施加到转向机构上,从而实现助力转向。

二、汽车电动助力转向系统优化的必要性1、提高驾驶舒适性优化后的电动助力转向系统可以根据车速和转向转矩的变化,提供更加平滑和舒适的助力,减少驾驶者在转向过程中的疲劳感。

2、增强操控稳定性通过精确的控制策略,优化后的系统能够在高速行驶时提供适当的阻尼,提高车辆的直线行驶稳定性;在低速行驶时提供较大的助力,使转向更加轻便灵活,增强车辆的操控性。

3、降低能耗高效的电动助力转向系统可以在满足助力需求的前提下,降低电动机的能耗,提高能源利用率,延长车辆的续航里程。

4、适应多样化的驾驶需求不同驾驶者对转向助力的需求可能存在差异,优化系统可以提供多种助力模式供选择,满足个性化的驾驶需求。

三、汽车电动助力转向系统优化的关键技术1、传感器技术高精度的转矩传感器和车速传感器是实现精确助力控制的基础。

优化传感器的测量精度、响应速度和可靠性,可以提高系统的性能。

2、控制算法控制算法是电动助力转向系统的核心。

先进的控制算法如模糊控制、神经网络控制等,可以更好地处理复杂的非线性系统,实现更加精准的助力控制。

3、电动机技术选择高效、低噪音、高扭矩的电动机,并优化其驱动电路和控制策略,能够提高系统的助力性能和可靠性。

轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术解析

轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术解析

轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术解析随着社会的不断发展和人们生活水平的提高,人们对商用车、特别是轻型载货汽车的要求也越来越高。

在提高车辆载重能力和行驶速度的同时,行驶安全也成为了广大人民群众非常关心的问题。

而电动助力转向系统正是一种被广泛应用于轻型载货汽车的关键技术,它可以为驾驶员提供更为精准、稳定和安全的转向支持。

本文旨在对轻型载货汽车电动助力转向系统的关键技术进行解析和探讨。

一、电动助力转向系统的作用和特点轻型载货汽车电动助力转向系统是一种集机械、电子、液压和控制技术于一体的系统,其主要功能是为驾驶员提供转向助力,降低驾驶难度和劳动强度,提高了驾驶的精准性和稳定性。

相较于传统的机械式转向系统,电动助力转向系统具有以下几个特点:1. 助力方便:驾驶员的转向操作只需要进行轻微的力度和转角调整,而无需过多的耐力和精力。

特别是在长时间行驶高强度工况下,其助力性更为突出;2. 精准稳定:电动助力转向系统通过高速运转的电机和对应的控制器,可以实现更为精准的转向控制,并且对车辆在转向过程中的各种反馈变化进行了快速响应和调节;3. 节能环保:电动助力转向系统可以通过对电机进行控制,避免能量的浪费和损失,在减少能源消耗和CO2排放的同时大大提高了车辆的燃油经济性和环保性能。

二、关键技术分析1. 电机技术车辆电动助力转向系统最为关键的是电机技术。

目前市面上的大多数电机采用的是永磁直流电机或无刷直流电机,它们具有高效、小体积、小马达质量和低噪音等优点。

同时,电机的控制方法分为电流控制和PWM控制两种方式,可以根据不同的需求和实际情况进行相应的调节和配置。

2. 控制器技术控制器是电动助力转向系统中至关重要的部分,它可以对电机的运作和动态响应进行控制。

目前主流控制器技术主要有电压型和电流型两种方式。

在控制器技术的选择中也需要根据车型、转向负载、行驶情况和供电系统进行相应的调节和控制。

3. 传感器技术为了保证电动助力转向系统的稳定性和安全性,传感器技术也是非常重要的一部分。

纯电动汽车用电动助力转向系统的研究

纯电动汽车用电动助力转向系统的研究
E X CH ANG E OF E XP E R I E NCE 经 验交流
纯电动汔 车用 电动助力转 向系统 的研究
◆ 宋 日 i j
摘要 :分 析 了纯 电动汽 车使 用液压 助 力转 向 系统 的不足 之 处 ,介 绍 了使 用电动 助 力转向 系统的组成 和工作 原理 ,并对相 关部 件进 行 了设计 。 关键 词 :纯 电动 汽车 ;控 制器 ;电动助 力转向 系统
MO S 就 会截 止 ,系统 不接 通 ,反之 则接 通 ,L I N 的高 低 电平 与H I N的高低 电平对 MO S 的作用 机理相 同。如果 E N B 为 高电
平, 那么整个驱动芯片没有信号输出。所以,驱动芯片在电
源 电压 太低 的情 况下会 停止 工作 ,具 备 自我保 护 的功能 ,同
1 6 0 k m, 前 轴能带 动最大 6 1 8 0 k g 的负载 。
纯 电 动汽 车的E P S 系统 其基 本 工作 原理为 :当汽 车转 向
F N 2 3 O N1 O MOS 管 给 系统 搭 建 H桥 电 路 ,它 最 大 可 以 承受
1 0 0 V的电压,当壳体温度达到2 5 度时,可能的漏极电流约为
算精度和速度 、功率损耗 、适用的开发工具以及成本等。可
以选择 F r e e s c a l e 公 司生 产D S P 5 6 F 8 3 4 6 芯 片 ,它 具有消 耗功 率 小 、运行 速度 快 ,成 本低 等多 项优 点 。这种 芯片 混合 了D S P
路 模块 中分 配 电路 中产 生 的HI N、L I N信 号 ,被 输 入到 系 统 的驱动 芯 片 中 ,如 果HI N是 低 电平 ,那 么对 应桥 臂上 的高 边

电动助力转向系统的研究与

电动助力转向系统的研究与

电动助力转向系统的研究与洛阳理工学院毕业设计(论文)电动助力转向系统的研究与设计摘要电动助力转向系统(Electric Power Steering System,简称EPS),是汽车工程领域的热门课题之一。

本文在研究了电动助力转向系统工作原理的基础上,设计开发了EPS的电子控制单元ECU (Electronic Control Unit)的硬件电路和相应的控制软件框图。

本文详细分析了电动助力转向系统电子控制单元的功能,研究开发了以89c52单片机为微处理器的电子控制单元。

控制单元具有实时数据信号采集和系统控制功能,根据采集的数据信号,确定电动机输出的目标电流,利用PWM脉宽调制技术,通过H桥式电路控制电动机的输出电流和转动方向,实现助力转向功能。

在研制了实验用ECU装置后,开发了相应的控制软件。

控制软件分为控制策略的实现和数据信号采集与分析两部分。

整个软件系统采用了模块化的设计思想。

在数据信号采集与控制部分,设计了系统主程序、A/D采集程序、车速信号采集程序和PWM控制程序。

本文所设计的EPS电子控制单元性能稳定,结构合理,与整车匹配性能好,可保证EPS实现良好的转向助力效果。

关键词:电动助力转向电子控制单元单片机控制策略Electronic power steering system Research and DesignABSTRACTElectric Power Steering System (EPS) is one of the focuses research in automotive engineering. This paper is based on the principles of EPS to study the operation, designed and developed the Electronic Control Unit (ECU) and the soft ware diagram of the ECU.The thesis Considers the functions of the electronic control unit of EPS, studied and developed the hardware that adopted 89c51as its microprocessor. The control unit was able to realize real-time data/signal acquisition and system control. The target current of motor output could be determined by the obtained data; and utilizing the Pulse-Width Modulation (PWM) technology, power could be provided to the steering system by controlling the output current and rotation direction through H-bridge circuit.The software program, which was divided into the realization of control strategy and the acquisition & control of data/signal, was developed in modular after the design of experimental ECU was completed. And the main program, A/D acquisition program, speed signal acquisition program and PWM control program are developed in the second part.The result showed that the electronic control unit designed was with stable performance, appropriate structure and excellent matching condition, and the excellent power steering effect could be ensured by EPS.Key words: Electric Power Steering System (EPS) Electronic Control Unit Single-Chip Microprocessor Control Strategy目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1汽车电动助力转向系统的特点 (2)1.2电动助力转向系统国内外的研究现状 (4)1.3 EPS的发展趋势和急待解决的核心技术 (5)1.4本课题研究的目的与意义 (6)第2章电动助力转向系统方案确定及工作原理 (7)2.1电动助力转向系统的工作原理 (9)2.1.1电动助力转向系统的组成和工作原理 (9)2.1.2电动助力转向系统的分类 (11)2.1.3电动助力转向系统的技术要求 (12)2.2电动助力转向系统的数学模型 (13)2.2.1转向盘和转向柱输入轴子模型 (14)2.2.2电动机模型 (14)2.2.3输出轴子模型 (16)2.2.4齿轮齿条子模型 (16)2.3电动助力转向系统的主要部分 (17)2.3.1转矩传感器 (18)2.3.2车速传感器 (19)2.3.3直流电动机 (20)2.3.4电磁离合器 (21)2.3.5减速机构 (22)2.3.6电子控制单元ECU (23)第3章电动助力转向系统的硬件设计 (24)3.1电子动力转向系统控制器的总体结构 (24)3.2控制器微处理芯片的选择 (26)3.2.1控制器微处理器常用芯片及选型 (26)3.2.2 89C52芯片及A/D转换芯片介绍 (26)3.2.3 89C52外部总线扩展及片外ROM的连接 (28)3.3控制器输入通道的设计 (30)3.3.1转矩信号的采集 (30)3.3.2电动机电流信号的采集 (31)3.3.3车速信号的采集 (33)3.4控制器输出通道的设计 (34)3.4.1电动机的PWM控制 (34)3.4.2电磁离合器和显示控制电路的设计 (39)3.4.3 电动机保护电路及继电器驱动电路设计 (40)3.5系统供电电源电路设计 (41)3.6系统硬件抗干扰措施 (42)第4章电动助力转向系统的软件设计 (45)4.1 EPS的控制策略 (45)4.1.1 EPS的PID控制 (45)4.2电子动力转向系统各功能模块的软件设计 (48)4.2.1 A/D采集程序 (49)4.2.2 PWM控制程序 (50)4.2.3车速信号采集程序 (51)4.2.4系统主程序 (53)结论 (55)谢辞 (56)参考文献 (57)附录 (59)外文资料翻译 (66)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。

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展汽车电动助力转向系统是一种采用电动机作为助力来源的转向辅助系统,旨在提高驾驶者的操控感和操纵性能。

随着汽车技术的不断发展,电动助力转向系统也得到了长足的发展。

在过去的几十年中,汽车的转向系统主要采用的是液压助力转向系统。

这种系统通过液压泵将液压油压力转化为转向力矩,从而帮助驾驶者轻松地控制车辆。

然而,液压助力转向系统有一些明显的缺点,比如液压泵的能耗较高、油温过高、存在泄漏等问题。

因此,研发一种高效、节能的转向系统就显得尤为重要。

电动助力转向系统的发展正是为了解决液压助力转向系统的问题。

它采用了电动机作为助力源,并通过电子控制单元(ECU)来实现对电动助力转向系统的精确控制。

在电动助力转向系统中,电动机的转矩可以根据驾驶者的转向输入精确地调节,使驾驶者可以轻松地操控车辆。

电动助力转向系统相比传统的液压助力转向系统具有多个优势。

首先,电动助力转向系统的能耗较低,因为它可以根据实际需要对电动机的功率进行精确控制,避免了液压泵一直工作的情况。

其次,电动助力转向系统无需液压油,可以减少液压泵和管道的使用,从而减少了系统的重量和维护成本。

另外,电动助力转向系统还具有更好的响应速度和操纵性能,可以根据驾驶者的操控输入快速准确地调节转向力矩。

随着汽车电动助力转向系统的不断发展,一些新的技术也应用到了这一系统中。

例如,电动助力转向系统可以通过车载摄像头或雷达等传感器获取车辆周围的信息,并通过ECU对电动机的转矩进行调节,实现自动泊车和车道保持等功能。

此外,一些电动助力转向系统还可以与车辆稳定控制系统相结合,实现更加精确的转向控制,提高车辆的稳定性和安全性。

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摘要:现代汽车技术追求高效节能,高舒适性和高安全性三大目标。

作为汽车最重要的子系统之一,转向系统的发展也一直努力追求达到这些目标。

与传统液压助力转向系统<HPS)相比,电动助力转向系统<EPS)能节省油耗约3%~5%,具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点,是汽车助力转向系统的发展方向。

英飞凌作为世界第二大车用半导体供应商,一直致力于开发新的产品以适应于电动助力转向系统的发展。

本文首先介绍转向系统的市场分析以及EPS的分类及其基本功能,然后在此基础上介绍英飞凌对于基于两种不同电机的EPS系统的解决方案及其产品,最后本文分析了EPS的两个新方向以及英飞凌将采用的解决方案和新的产品技术。

1.转向系统市场分析在汽车的发展历程中,转向体经历了四个阶段:从简单的纯机械式转向系统<Mechanical Steering,MS)发展到液压助力转向系统<Hydraulic Power Steering,HPS),然后又出现了电液助力转向系统<Electrically Powered Hydraulic Steering,EHPS),而目前正开始广泛应用的是电动助力转向系统<Electric PowerSteering,EPS)。

与传统的液压动力转向系统相比,电动助力转向系统主要有以下几个方面的优势:1.能耗少:EPS没有转向油泵,且只在转向时电动机才提供助力,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。

比液压助力转向系统可节约燃油3%~5%,因而燃油经济性有了很大的提高。

2.路感好:EPS能在各种行驶工况下提供最佳力,减小路面不平度所引起的对转向系的扰动。

且由于EPS 系统内部采用刚性连接,系统的滞后特性可以通过软件加以控制,因此有较好的路感。

3.安装方便:EPS取消了油泵、皮带、密封件、液压软管、液压油及密封件等零件,并且其电机和减速机构安装在转向柱或装在转向器内,从而使整个转向系统的重量减轻、结构紧凑且安装方便。

4.回正性能好:EPS结构简单精确、内部阻力小、回正性能好,而且可以通过软件进行补偿,从而可以得到最佳的转向回正特性,且可改善汽车的操纵稳定性。

5.应用范围广:EPS可适应各种汽车,目前主要用于轿车和轻型载货汽车。

而对于新能源车,尤其是纯电动汽车,EPS系统为其最佳选择。

6.整车网络构建:EPS由于有CAN/LIN的网络接口,可以与汽车其它电子控制系统结合,例如主动悬架、制动防抱死<ABS)及驾驶员辅助系统等,共享其电子装置的功能,实现更加复杂的功能,比如汽车智能化的终极目标:无人驾驶。

下表一是世界着名的咨询公司Strategy Analytics对全球转向系统的预测,可以看到EPS将占据50%以上的市场份额。

表一:2007-2018全球转向系统市场预测 <百万套)若分区域来看,过去主要在欧美和日本采用EPS.但是从2018开始,中国将超过欧美和日本,成为全球最大的EPS市场。

见下表二。

表二:2007-2018 全球转向系统市场分区域预测 <百万套)若分车型来看,所有的广义乘用车都能应用EPS,从2007年至2018年的平均年增长率为15%.不过由于大型轿车和轻卡对于EPS的需求增长迅猛,表三显示从C级以下的小型轿车的份额从2007年的86%下降为2018年的66%.表三:2007-2018 全球转向系统市场分车型预测 <百万套)2.电动助力转向系统的介绍电动助力转向系统是在传统机械转向系统的基础上发展起来的,它利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向操作。

系统主要由三大部分构成:信号传感装置<包括扭矩传感器、方向盘角度传感器和车速传感器),电子控制单元和转向助力机构<电机、离合器、减速传动机构等)。

电动机仅在需要助力时工作,驾驶员在操纵转向盘时,装在转向盘轴上的扭矩传感器不断地测出转向轴上的扭短信号,该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。

电控单元根据这些输入信号,确定助力扭矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向辅助动力的大小。

电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。

根据电机安装位置和机械结构的不同,电动助力转向系统系统可以分为:管柱助力式<Column Mounted),小齿轮助力式<Pinion mounted),双小齿轮助力式<2xPinion mounted)和齿条助力式<Rack mounted)。

具体的如下图一所示:图一:电动助力转向系统的分类管柱助力式EPS系统中将助力电机安装在管柱上,通过减速增扭机构与转向轴相连,直接驱动转向轴助力转向。

这样的系统结构简单紧凑、易于安装,但由于助力电机安装在驾驶舱内,受到空间布置和噪声的影响,电机的体积较小,输出扭矩不大,一般只用在小型及紧凑型车辆上。

小齿轮助力式EPS系统中将助力电机和减速增扭机构与小齿轮相连,直接驱动齿轮实现助力转向。

由于助力电机不是安装在乘客舱内,因此可以使用较大的电机以获得较高的助力扭矩,而不必担心电机转动惯量太大产生的噪声。

双小齿轮助力式EPS系统由于增加了一对齿轮齿条而能提供比小齿轮助力式更大的助力,但是成本上也略高。

而齿条助力式EPS系统中将助力电机和减速增扭机构直接驱动齿条提供助力,因此能提供更大的助力,但整套系统结构复杂,成本较高,所以适用于豪华车和商务车上。

无论哪种EPS系统,其要实现的功能大致相同:1.助力控制:在汽车停车及低速行驶时提供较大辅助力矩,使转向过程快捷轻便的进行,而在汽车高速行驶时提供较小的辅助力矩以保持转向过程的可靠与沉稳。

2.阻尼控制:利用电机感应电动势来减弱汽车高速行驶时出现的方向盘抖动现象,目的是提高汽车高速直线行驶稳定性和快速转向收敛性。

3.回正控制:驾驶员松开转向盘后,随着作用在转向盘上的力的减小,转向盘将在回正力矩的作用下回正。

需要防止两种情况:<1)回正力矩过大,引起转向盘位置超调;<2)回正力矩过小,转向盘不能回到中间位置。

4.系统通信功能:通过CAN/LIN总线与其他汽车控制系统进行通讯,实现更加复杂的功能。

5.系统故障诊断功能:能实时监控整个系统,具有故障报警和提示功能,在故障不能自动排除时关断EPS使车辆进入传统的机械转向模式。

为了实现上述功能,软硬件的选择就非常重要。

从半导体供应商的角度,EPS系统中选择的助力电机的类型非常关键。

一般来讲,常用的EPS助力电机分为直流有刷电机<DC)和直流无刷电机<BLDC)两种。

针对这两种电机,英飞凌都有相应的全套解决方案。

3.英飞凌电动助力转向系统方案:直流有刷电机直流有刷电机<DC)由于技术成熟、控制器简单、成本低等特点,短时间内仍将在EPS电机中占据主导地位。

目前主要应用于低成本的EPS上,代表车型为日系车和国内自主品牌的低端车。

针对于基于直流有刷电机的EPS系统,英飞凌提出一套非常成熟可靠的方案,见图二。

图二:英飞凌基于直流有刷电机的EPS方案1.传感器EPS系统中最重要的输入信号就是方向盘的扭矩,因此扭矩传感器的选择非常重要。

目前国内大部分EPS系统采用的是电位计式扭矩传感器,最主要的原因是技术成熟、价格便宜。

不过由于其是接触式测量,使用时间长后容易磨损,导致测量值不准确,并且其信号的一致性与精确度都不高。

因此英飞凌推荐使用2片线性霍尔传感器TLE4998/TLE4997作为扭距传感器。

TLE4998是一款全面采用数字逻辑结构<20 bit的数字信号处理),具有数字温度补偿功能的汽车级<-40℃-150℃)的可编程线性霍尔传感器,根据需要可输出SPC<Short PWM Code)、PWM或SENT<Single Edge Nibble Transmission)信号,其中PWM 信号具有12位的分辨率,而SPC和SENT信号更具有高达16位的分辨率。

此外,TLE4998还带有各种保护<防反接,过压,输出短路等)和在线诊断<电压,EEPROM错误等)功能,并具有极强的抗应力和抗EMC性能。

TLE4997与TLE4998最大的区别在于其只支持模拟接口。

2.电子控制单元<ECU)ECU担负着处理传感器信号、执行控制策略、输出控制信号驱动电机、系统监控诊断和通讯的重任,是系统的核心部件。

作为ECU中的核心元器件,主微控制器<MCU)需要高性能和高可靠性。

英飞凌推荐在EPS中采用最先进的XC2000系列产品作为主微控制器。

XC2000是英飞凌针对汽车电子专门设计的基于130nm技术制造的16位微控制器系列并具有执行某些32位指令的能力。

它采用了英飞凌成熟的C166S-V2架构并进行了改善,最高的时钟频率达到80MHz.该架构采用了多路数据总线技术<multiple data buses),大部分指令都能在一个时钟周期内完成,也支持DSP技术。

XC2000的强大的功能和众多的外设使工程开发人员设计系统时更加游刃有余。

XC2000系列产品分成三个子系列,其中XC2300系列是专门针对安全应用开发的,具有反应迅速,高冗余度,高灵活性和稳定可靠的特点。

由于DC EPS低成本的要求,英飞凌推荐XC2300中两款低成本的产品:XC2300D和XC2300S.他们的区别在于XC2300D支持CAN总线通讯,而XC2300S只支持LIN总线通讯。

针对EPS系统中最重要的电机控制,英飞凌提供的方案是全桥预驱动芯片加上4颗Mosfet来驱动直流有刷电机。

对于全桥预驱动芯片,目前主流推荐的是TLE6282/TLE7181/TLE7182.他们都是内置2个高边和2个低边输出级,可通过输出0-100%占空比的PWM波控制4颗外接MOS管。

它带有过流,过温,短路等各类保护和分析功能。

他们的区别在于:TLE6282最高工作电压为60V,且没有内置运算放大器;而TLE7181/TLE7182最高工作电压仅为34V,内置一个高精度的运算放大器,可以显着地降低系统成本。

从整个系统的角度看,本方案所采用的芯片都是专门为汽车应用而设计的,具有至少-40-125℃的应用温度范围,并有很强的静电保护和抗电磁干扰性能。

此外,这些芯片大多采用无铅材料制造,是对环境友好的绿色芯片。

4.英飞凌电动助力转向系统方案:直流无刷电机虽然直流有刷电机价格比较便宜,但是其电刷易磨损、功率密度较低、换向器的电火花容易产生电磁干扰,尤其是其控制策略的限制造成手感不好,因此直流无刷电机<BLDC)也逐渐应用于EPS中。

目前主要应用于中高端的EPS上,代表车型为欧美系和国内自主品牌的中高端车型。

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