汽车电动助力转向系统的研究与开发研究

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汽车电动助力转向系统的研究与措施

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。

电动助力转向系统μ分析与综合控制及试验研究的开题报告

电动助力转向系统μ分析与综合控制及试验研究的开题报告开题报告题目：电动助力转向系统μ分析与综合控制及试验研究1. 研究背景电动助力转向系统是车辆驾驶过程中非常重要的子系统之一，其作用在于提供给驾驶员最佳的转向力和转向力矩，辅助驾驶员轻松完成转向操作，提高车辆的可控性和安全性。

目前，随着汽车技术的不断发展，电动助力转向系统逐渐被广泛应用于各类汽车中，而μ分析是一种有效的电动系统控制方法，可以对电动助力转向系统进行深入的分析和优化。

2. 研究内容本研究旨在基于μ分析方法，对电动助力转向系统进行深入研究，主要包括以下内容：（1）建立电动助力转向系统的框图、数学模型和控制环节；（2）采用μ分析方法对电动助力转向系统进行系统分析和稳定性分析，并进行系统优化和控制器设计；（3）搭建电动助力转向系统实验平台，验证μ分析方法的有效性和控制器的性能。

3. 研究方法本研究将采用系统理论、控制理论、信号处理技术等多学科知识来研究电动助力转向系统。

具体采用的研究方法包括：（1）系统建模方法：建立电动助力转向系统的框图和数学模型，分析系统的结构和性能；（2）μ分析方法：对电动助力转向系统进行系统分析，评估系统的稳定性和性能；（3）控制器设计方法：根据μ分析结果，设计电动助力转向系统的控制器，优化系统性能；（4）实验方法：搭建电动助力转向系统实验平台，进行实验验证和结果分析。

4. 研究意义本研究将对电动助力转向系统的分析和控制方法进行深入研究，对提高汽车转向控制的精度和可靠性具有重要的理论和应用价值。

具体意义包括：（1）深入研究电动助力转向系统的特性和性能，为其控制和优化提供理论支持；（2）采用μ分析方法对电动助力转向系统进行稳定性分析和系统设计，提高系统的稳定性和精度；（3）搭建实验平台，验证研究结果的正确性和可行性，为电动助力转向系统的实际应用提供技术支持。

5. 研究计划本研究计划完成以下阶段性任务：（1）准备阶段：收集和整理电动助力转向系统的相关文献资料，熟悉系统的结构和控制原理；（2）建模阶段：建立电动助力转向系统的数学模型和框图，进行系统建模和控制器设计；（3）分析阶段：采用μ分析方法对系统进行稳定性分析和性能优化，获取系统参数和控制器参数；（4）实验阶段：搭建电动助力转向系统实验平台，进行实验验证和结果分析。

纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计

纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计随着环保意识的增强和对汽车性能的要求不断提升，纯电动汽车（EV）已逐渐成为一种重要的替代能源汽车。

纯电动汽车相对于传统内燃机汽车在动力系统上的差异可不仅仅停留在功率来源上，还涉及到诸多部件、系统的变化。

其中，电动助力转向系统是纯电动汽车中一项重要的安全和操控性能关键技术。

传统的机械助力转向系统会采用液压助力装置，通过液压助力油泵和助力缸组成的系统，实现转向助力。

而纯电动汽车则在机械助力转向系统的基础上进一步发展，采用电动助力转向系统，将电机作为驱动力源，通过控制器调节电机输出扭矩，实现转向助力。

电动助力转向系统能够提供更好的操控性能、更灵敏的响应速度和更高的安全性。

电动助力转向系统的工作原理主要分为三个环节：感应器、控制器和电动机。

感应器通过监测车辆的转向角度和转向速度等参数，将转向信号传递给控制器。

控制器则根据感应器的信号进行数据分析，并对电动机的输出扭矩进行控制。

电动机作为一个核心部件，负责提供足够的扭矩以及转速，来驱动转向系统实现转向助力。

在纯电动汽车中，电动助力转向系统的设计需要考虑到诸多因素，如电机参数的选取、控制策略、电池能量管理等。

首先，电机参数的选取直接决定了系统的性能。

需要考虑到电机扭矩输出范围、功率密度、效率和成本等因素。

其次，控制策略的设计是系统中的关键点，它决定了转向助力的响应速度和操控性能。

控制策略需要考虑到转向信号的采样频率、滤波算法和反馈控制等。

最后，电池能量管理也是设计过程中必须要考虑的因素之一。

电池能量管理需要根据转向系统的需求来合理分配电池的能量，以提供足够的电能供给电动助力转向系统。

为了验证纯电动汽车电动助力转向系统的性能，可以通过仿真和试验两种方法进行验证。

仿真可以用来预测系统的性能和优化参数，试验则可以对系统进行实际测试和验证。

通过有效的仿真设计和合理的试验方案，可以不断优化电动助力转向系统的设计和性能。

浅析汽车电动助力转向系统开发与验证

浅析汽车电动助力转向系统开发与验证摘要：随着我国科技的发展，汽车电动助力转向系统也得到了发展，汽车底盘正由传统底盘向线控底盘过渡。

为了追求更高的执行精度、更快的响应速度及更好的安全性，智能驾驶汽车要求底盘系统能够尽可能取消执行机构间的机械连接，用电信号来传递指令。

其中，线控转向是线控底盘中控制横向运动的核心部件，是汽车高阶智能驾驶的重要执行机构。

关键词：引言乘用车转向系统的发展历经纯机械转向系统—液压助力转向系统—电动助力转向系统3个阶段,目前已全面进入电动助力时代。

根据助力形式的不同,电动助力转向系统可分为转向轴助力式、单齿轮助力式、双齿轮助力式、带传动单齿条助力式4种。

选择助力形式的一个关键因素是最大齿条力等力学特性参数,因此转向系统的力学特性分析对电机选型至关重要。

目前对于转向系统的研究大都聚焦于转向控制的策略,对于力学特性特别是齿条力的实车测试方面的分析还比较少。

1汽车电动助力转向系统特征分析1.1耗能量低汽车电动助力转向系统相较于传统汽车转向系统而言，具有耗能量低的特征。

具体而言，传统液压动力转向系统需通过电动机带动液压油流动而产生转向动力，液压油等资源浪费严重，转向能量消耗量大。

而汽车电动助力转向系统则可更好地控制能量输出，在汽车转向时进行能量的输出，实际能耗量低，大大提升了汽车与运行期间的经济效益及安全效益。

1.2转向跟随力强汽车电动助力转向系统的转向跟随力更强，在系统实际运行过程中，电动机与其他结构直接相连，使车轮转向期间前后摆振率降低，切实提高了汽车专项时的效率，对驾驶员的人身安全提供了重要保障。

不仅如此，对传统液压转向系统相比，汽车电动助力转向系统中迟滞效应小，抗扰能力强。

1.3稳定性高汽车电动助力转向系统具有稳定性高的特征。

以汽车高速运行转向情况为判断汽车稳定性的重要依据，采用汽车电动助力转向系统可帮助汽车在方高速行驶期间迅速回正，通过计算机网络系统的全程控制，确保汽车转向期间的安全性，提高驾驶员驾驶体验。

浅析汽车电动助力转向系统开发与验证

浅析汽车电动助力转向系统开发与验证摘要：随着社会的发展，人们对汽车安全、节能与环保方面的要求越来越高，传统的汽车转向系统逐渐不能满足当下消费者的使用需求。

最早的汽车转向系统是机械结构，方向盘和转向轮之间传动比是固定的，汽车的转向动力学与运动学特性较差，同时，机械转向系统还具有转向力矩大，驾驶员难以操控的缺点。

随着液压助力转向系统出现，汽车转向的轻便性与灵活性显著提高，但其依靠发动机作为动力，能耗较高。

紧接着电子技术在汽车领域得到了广泛应用，汽车科技工作者开发出电动助力转向系统，其在一定程度上提高了汽车的转向稳定性，目前仍在多种车型上广泛应用。

但由于有转向传动轴的存在，在发生交通事故时，驾驶员会受到来自传动轴的碰撞力，对其造成严重伤害。

因此，本文以汽车线控转向系统为研究对象，对其控制算法进行研究。

关键词：电动助力转向系统;行驶跑偏;中位标定;转向回正引言汽车电动助力转向系统（简称ＥＰＳ系统）根据转向盘转矩和车速等参数调整转向助力，提高了汽车高速行驶时的路感以及低速行驶时轻便性，同时降低了不平路面及系统内部等因素对转向系统的影响，提高了汽车操作的稳定性和安全性。

汽车ＥＰＳ系统控制性能对整车控制性能具有重要作用，因此，针对汽车ＥＰＳ系统控制性能研究一直是国内外研究热点，对ＥＰＳ系统的转向性能进行了较为客观地评估，如转向的轻便性和敏感度、转向盘中部区域性能和抖动抑制能力。

采用模糊控制与ＰＩＤ控制相结合的方法对电动助力转向系统进行控制。

将ＰＤ控制与模糊控制相结合，利用遗传算法实现了ＥＰＳ的多目标优化。

1助力特性电动助力转向系统的助力特性是电动助力转向的关键技术之一。

助力特性是指助力力矩随汽车运动状况变化而变化的规律，对动力转向系统的转向轻便性、回正性及路感等有重要影响。

理想的助力特性能充分协调好转向轻便性与路感的关系，并给驾驶员提供与手动转向尽可能一致和可控的转向特性，使助力特性最终达到在低速行驶时转向轻便和高速行驶时有转向“路感”的目的。

汽车电动助力转向系统研究与开发

汽车电动助力转向系统研究与开发摘要：在我国科学技术不断进步的情况下，为了进一步提高汽车电动助力转向系统的快速、精确及稳定性控制,本文利用直流电动机为汽车的转电动助力转向系统向系统提供辅助动力,并通过电子控制单元等相关硬件电路,进行数字信号采集、脉宽调制输出等,然后根据单电动助力转向系统片机相关指令对电动机进行实时控制,并最终由机械传动装置实现助力转向。

本文阐述了电动助力转向系统的电动助力转向系统工作原理和结构特点,用ARM7S3C44B0X单片机为控制电路的核心部件,并实现该控制器的硬件和软件设计,电动助力转向系统实验结果表明该控制系统是有效的。

关键词：汽车电动；电动助力转向系统；研究；开发引言：随着科学技术的不断发展，汽车技术领域实现了进一步的电动助力转向系统创新，而汽车电子化则成为汽车技术当前主要发展方向。

其中，电动助力转向系统电动助力转向系统（EPS）的诞生与在汽车中的应用，能够借电动助力转向系统助这一全新动力转向系统来提升汽车操纵的轻便性与稳定性，电动助力转向系统解决了传统液压动力转向系统所存在的不足。

与以往所采用的电动助力转向系统液压转向系统相比较而言，采用电动助力转向系统能够借助电动机直接将助电动助力转向系统力提供给驾驶员，而处于非转向状态下所产生的消耗几乎为零，电动助力转向系统进而节省了燃油，同时装配应用简单、方便。

但基于目前尚未电动助力转向系统针对电动助力转向系统建立标准的模型，本文就此展开研究。

1汽车电动助力转向系统特征分析1.1耗能量低汽车电动助力转向系统相较于传统汽车转向系统而言，具电动助力转向系统有耗能量低的特征。

具体而言，传统液压动力转向系统需通过电动助力转向系统电动机带动液压油流动而产生转向动力，液压油等资源浪费严电动助力转向系统重，转向能量消耗量大电动助力转向系统。

而汽车电动助力转向系统则可更电动助力转向系统好地控制能量输出，在汽车转向时进行能量的输出，实际能耗电动助力转向系统量低，大大提升了汽车与运行期间的经济效益及安全效益。

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随着汽车工业的不断发展，汽车的设计和制造技术也在不断改进。

汽车转向系统一直是汽车工程师们努力改进和优化的一个领域。

而电动助力转向系统作为汽车转向系统的一种重要形式，在近年来得到了广泛的应用和发展。

本文将从电动助力转向系统的基本原理、发展历程和未来趋势等方面来进行探讨。

我们先了解一下电动助力转向系统的基本原理。

电动助力转向系统通过电机辅助转向，提供给驾驶员所需的力量来控制车辆的转向。

这种系统一般由电机、传感器、控制器和助力器等组成。

电机通过传感器检测车辆的转向角度和转速等信息，经过控制器计算后，驱动助力器提供相应的辅助力来帮助驾驶员进行转向操作。

相较于传统的液压助力转向系统，电动助力转向系统具有响应速度快、能效高、结构简单、维护成本低等优点。

电动助力转向系统并非一蹴而就，它经历了多个阶段的发展。

最早的起源可以追溯到20世纪50年代，当时的电动助力转向系统还仅仅是一个概念，并没有得到实际的应用。

直到20世纪60年代末，一些汽车制造商开始尝试将电动助力转向系统应用到实际的汽车上。

由于当时的电动助力转向系统技术水平有限，以及成本较高等原因，应用范围有限。

直到20世纪90年代末，随着电子技术和电动机技术的快速发展，电动助力转向系统得到了广泛的技术应用和市场推广。

随着电动助力转向系统技术的逐步成熟，它在汽车上的应用也得到了极大的拓展。

目前，几乎所有的汽车制造商都在他们的车型中应用了电动助力转向系统。

无论是高端的豪华车，还是中低端的普通家用车，都可以看到它的身影。

这主要得益于电动助力转向系统具有响应速度快、节能环保、可靠稳定、结构简单等优势。

由于电动助力转向系统可以与其他的车辆电子系统集成，如车辆稳定控制系统、自适应巡航控制系统等，可以提供更为全面的驾驶辅助功能，进一步提高了汽车的安全性和驾驶舒适性。

未来，随着智能汽车、自动驾驶技术的快速发展，电动助力转向系统也将朝着更加智能化、自动化的方向发展。

汽车电动助力转向控制系统的研究与开发

１绪论１ＥＳ绍１Ｐ介ＥＳ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。１Ｐ优点２ＥＳＥＳＰ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２ＥＳ系统总体设计Ｐ２１Ｐ的设计总体框架ＥＳ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ＰＭ号的占空比值给驱动芯片传输ＰＭＷ信Ｗ信号。当驱动芯片Ｔ３０Ｄ４收到ＰＭ信号后，ｗ驱动上Ｆ臂的两对一ＭＳＥ管，电机提供桥ＯＦＴ给
ｍｔｒｏｏ．ＵｉｇＦｅｓａｅｓＭ９１Ｄ１８ｏｔｏｃｐａｄｄｉｅｈｐＴ３０ＴｔｃｉｖｒｉｅｉｃｔＦｎｌｙｃｍｌｔａｏｅｔｅｎｓｎｒｅｅｌ ’ ＣＳ２Ｇ２ｃｎｒｌｈｉｎｒｖｒｃｉＤ４Ｓｏａｈｅｅｄｖｃｒｕｉ．ｉａｌ，ｏｐｅｅａｃｒｐｗｒｓｅｒｉｇ

汽车电动助力转向系统研究与设计

汽车电动助力转向系统研究与设计作者姓名马东霞专业自动化指导教师姓名杜永专业技术职务讲师摘要汽车电动助力转向系统（Electric Power Steering）简称EPS，是近些年来出现的新型动力转向系统。

该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统（HPS）所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。

与液压动力转向（HPS）相比，汽车电动助力转向系统(EPS)结构简单、成本低、灵活性好、能充分的满足汽车转向性能的要求，在转向操作的舒适性、安全性和节能、环保等方面显示出显著的优越性。

同时可以通过软件加以改变，硬件资源利用高；低速行驶时转向轻便，高速行驶时转向有稳重感；助力电机只在汽车转向时才工作，节约能源。

汽车电动助力转向系统主要由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元、无刷直流电动机、电磁离合器和减速机构等部分组成。

通过传感器探测机探测在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元，再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩，最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。

本文根据电动助力转向系统的特点，采取PIC16F877单片机作为核心，采用传感器信号采集技术和无刷直流电动机专用芯片等，实现信号采集和助力电机的控制。

关键词：电动助力转向单片机控制系统ABSTRACTElectric Power Steering System (Electric Power Steering) referred to as EPS, is a new power steering system,which emerged in recent years. The system is provided directly by the electric power steering machine, eliminating the need for hydraulic power steering system (HPS) necessary for power steering pumps, hoses, hydraulic oil, belt and the pulley mounted on the engine, both to save energy and protect the environment. Comparing with hydraulic power steering (HPS), the electric power steering (EPS)system of the automobiles is simpler in structure,more flexible,and call fully meet the requirements of steering performances. At the same time can be changed by software, hardware resource utilization high; low speed when turning light, high speed, moved to a stable sense; power steering motor only when the work in the automotive, energy conservation.Electric power steering (EPS) system mainly combines the torquesensor ,velocity sensor, electric control unit,electromagnetic clutch and gear down machine etc. Detection by sensors detecting machine operation in the steering wheel torque generated by the magnitude and direction or angle, and the required information into digital signal input control unit, control unit by the operations on these signals to get a post with the driving cycle suitable moment, finally sending instructions drive the electric motor, the motor output torque is assisted through the role of gear.EPS system use PIC16F877 as the control core,adopted sensor signal collection technology and the chip which is a special control chip for no-brush DC motor.Key words：electronic power steering ; single chip micro-computer; control system目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (7)1.1 引言 (7)1.2 电动助力转向系统国内外研究现状 (7)1.3 课题研究的目的、意义 (8)1.4 本文所做的主要工作 (9)第二章电动助力转向系统的组成和原理 (10)2.1 EPS的系统介绍 (10)2.2电动助力转向系统的组成 (10)2.2.1 扭距传感器 (10)2.2.2车速传感器 (12)2.2.3 电磁离合器 (12)2.2.4 电子控制单元（ECU） (13)2.2.4.1 ECU的基本构成单元 (13)2.2.4.2 电子控制单元的内部模块 (14)2.2.4.3 系统自检和安全 (15)2.2.5 减速机构 (15)2.3 电动助力的工作原理 (16)2.3.1 EPS的控制原理 (16)2.3.2 EPS的助力特性 (16)2.4 电动助力转向系统的分类 (17)第三章电动助力转向系统数学模型和控制策略分析 (18)3.1 电动助力转向系统的数学模型 (18)3.1.1 转向盘和转向柱输入轴数学模型 (18)3.1.2 输出轴的数学模型 (18)3.1.3 传感器的数学模型 (19)3.1.4 电动机的数学模型 (20)3.2 EPS控制策略分析 (21)3.2.1 助力控制 (22)3.2.2 回正控制 (22)3.2.3 阻尼控制 (22)3.3 直流电动机电流控制算法 (23)3.3.1 常规PID算法 (23)3.3.2 模糊自适应PID控制 (23)3.3.3 H 控制 (25)第四章电动助力转向控制系统的硬件设计 (26)4.1 中央处理单元（MCU）的设计 (26)4.1.1 中央处理单元核心部分设计 (26)4.1.2 系统控制芯片选型 (26)4.1.2.1 单片机的资源介绍 (26)4.1.2.2 单片机的电源 (28)4.1.2.3 单片机的复位电路 (29)4.2.1 电动机PWM调压控制 (30)4.2.2 电机驱动电路 (31)4.2.3 电机电流采样电路 (32)4.3 继电器控制电路 (33)4.4 系统硬件抗干扰措 (33)第五章电动助力转向控制系统的软件设计 (34)5.1 主程序设计 (34)5.2 子程序设计 (36)5.2.1 ADC程序设计 (36)5.2.3 PWM程序设计 (38)第六章总结 (40)参考文献 (41)致谢 (42)第一章绪论1.1引言随着现代汽车技术的迅猛发展，人们对汽车转向操纵性能的要求也日益提高。

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。

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 概述【浅谈汽车电动助力转向系统】汽车电动助力转向系统是现代汽车中的重要部件，通过电力辅助驱动车辆转向系统，提供更轻松的转向操作。

随着科技的不断发展和汽车工业的进步，电动助力转向系统已经成为许多汽车制造商的标配之一。

在车辆转向时，驾驶员需要花费相当大的力量来操控方向盘。

而有了电动助力转向系统，驾驶员可以更轻松地操作车辆，提高驾驶的舒适性和安全性。

除了提供更轻松的驾驶体验，电动助力转向系统还具有许多优势。

它可以根据行驶速度和转向力度来自动调节助力大小，提高驾驶的稳定性和灵活性。

电动助力转向系统还可以减少油耗和车辆的排放，符合现代汽车工业的环保要求。

随着汽车工业的不断发展，电动助力转向系统已经经历了许多技术革新和发展历程。

不同种类的电动助力转向系统也逐渐得到应用，满足不同车型和驾驶需求。

电动助力转向系统在汽车行业的应用日益普及，未来的发展前景也十分广阔。

通过持续的技术创新和发展，电动助力转向系统将为驾驶员提供更加智能化、舒适化的驾驶体验，推动整个汽车行业迈向更加智能化和环保的方向。

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汽车上的一种辅助驾驶系统，它通过电动设备来帮助司机转动方向盘，降低操控力度，提高驾驶舒适性和安全性。

其工作原理主要包括几个关键步骤：当司机转动方向盘时，车辆上的传感器会感知到方向盘的转动角度和方向，然后将这些信息传递给电动助力转向系统的控制器。

接着，控制器根据传感器反馈的信息，计算出车轮需要转动的角度和速度，然后通过电动助力转向系统中的电动马达来实现这个转动过程。

电动马达通过产生一个辅助力，帮助司机转动方向盘，从而使车辆更容易地改变方向。

在这个过程中，系统会根据车速、转向角度等参数实时调整辅助力的大小，以达到最佳的转向效果。

通过这样的工作原理，电动助力转向系统能够有效地减轻司机操控力度，提高车辆的操控性和安全性。

它也能够提高驾驶的舒适性，让驾驶者在行驶中更加轻松自在。

电动助力转向系统的开发研究

电动助力转向系统的开发研究电动助力转向系统(Electric power steering，简称EPS)是世界汽车电子控制技术发展的研究热点和前沿技术之一。

国外汽车电动助力转向已部分取代传统液压动力转向(Hydraulic power steering，简称HPS)。

目前国内清华大学、合肥工业大学等高校正从事该方面的研究，并取得了阶段性的成果，争取进一步改进与完善，早日实现商品化。

EPS 通过对控制器软件的设计，十分方便地调节系统的助力特性，使汽车能在不同车速下获得不同的助力特性，以满足不同的驾驶情况的需求。

同时，EPS 用电动机直接提供助力，它能节约燃料，提高主动安全性，有利于环保。

1、助力转向系统的类型及EPS的基本控制策略1.1 助力转向系统的类型（1）传统液压动力转向液压动力转向的控制阀采用滑阀式，即控制阀中的阀以轴向移动来控制油路。

这种滑阀式控制结构简单，生产工艺性好，操纵方便，宜于布置，使用性能较好。

但是滑阀式控制阀灵敏度不够高，后来逐渐被转阀代替。

（2）电控液压动力转向电控液压动力转向系统的种类很多，但其原理基本上都是通过在油泵或转向器上加装电子执行机构或辅助装置，根据车速信号来控制液压系统的流量或压力。

表1 电控液压动力转向系统的种类（3）电动助力转向系统(EPS)的工作原理图1 EPS的控制系统示意图1—车轮2—拉杆3—齿条4—小齿轮5—离合器6—动力开关7—输出轴8—扭杆9—转矩传感器10—输入轴11—方向盘12—转矩信号13—电机14—电流控制15—控制单元16—车速信号电动助力转向系统的基本组成包括：扭矩传感器、车速传感器、控制元件、电动机和减速机构等。

图1 所示为配用齿轮齿条式转向器的EPS。

信号控制器根据各传感器的输入信号确定助力扭矩的幅值和方向，并且直接控制电机。

电机的输出扭矩由减速齿轮放大，并通过万向节、转向器中的传送装置把输出扭矩送到齿条，使之向转向轮提供助推扭矩。

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。

电动助力转向系统的研究与分析报告

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。

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研究

内燃机与配件0引言近年来，汽车行业的发展不仅是机械材料的发展，还是芯片、嵌入式、电子控制、传感器等多方面技术有效集成的发展。

为了满足行驶安全可靠、高效环保的要求，电动助力转向系统（EPS ）便在这一趋势下孕育而生，并逐渐发展成为世界汽车技术方面一项重要的研究。

1汽车电动助力转向(EPS)系统1.1发展历程汽车在低速转向时，往往需要相当大的转向力，仅凭借传统的纯机械式转向机构转向，既费力又效率低下。

考虑到这一问题，后来转向系统中研发出转向助力机构以帮助驾驶员轻松的转动方向盘进行转向。

汽车助力转向由开始的液压式助力转向，到后来的电控液压助力转向，再到最终的电动助力转向系统，这是一个漫长的发展过程。

电动助力转向（EPS ）系统采用电子控制单元（ECU ）和高性能电动机，直接依靠电动机在不同的工况环境下提供不同的辅助转矩[1]。

EPS 最先在日本投入使用，1988年2月，日本铃木公司的Cervo 轿车装备了EPS 系统，之后EPS 系统在铃木公司Alto 轿车、三菱公司Minica 汽车上也得到应用。

其他国家、公司也加快了对EPS 系统的研发[1]。

从1998年开始，TRW 公司将EPS 技术成功的应用到了客车领域，其他公司相应开发出适应货车的EPS 系统，其关键技术在一步步走向成熟[2]。

1.2汽车电动助力转向（EPS ）系统国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外在汽车电动助力转向系统方面的研究相对较早，并取得了一定的重要研究成果：Chen J.S.建立了汽车电动助力转向系统二自由度模型，采用了多种控制策略，研究该系统的动态特性[3]。

AlaaMarouf 等人对EPS 系统的控制策略进行了研究，将电动机转角作为监测指标，结合滑模控制的方式对系统进行控制，使得控制策略与参数误差之间具有一定的鲁棒性[4]。

还有在EPS 系统中应用H∞控制、滑模变方法的相关研究。

1.2.2国内研究现状国内对于EPS 系统的研究水平还相对较低，但在国家的大力支持和研究人员的不懈努力下，也取得了一定的研究成果。

电动助力转向系统发展现状研究

电动助力转向系统发展现状研究文章系统地阐述了电动助力转向系国内外发展现状，并分析了电动助力转向系统的优势。

标签：电动助力转向系统；EPS；转向系统目前，作为新型主动转向系统等转型系统都是基于电动助力转向系统基础开发起来的。

因此，对于电动助力转向系统的发展就显得尤为重要。

随着科技成果的发展，电子类产品在汽车上的应用将更加广泛，电动助力转向系统在汽车上的应用必将成为未来的前进必然趋势。

1 电动助力系统国外发展现状电动助力转向系统的出现还要追溯到上世纪八十年代末，随着电子行业的飞速发展，电动助力转向系统作为机电一体化的代表，将电机与电子产品相结合，对汽车的驾驶系统进行了提升，在满足了驾驶员对操縱系统轻便型的同时，并保证了驾驶员对路感的把握性，因此得到了广泛的应用[1]。

同时，也使汽车更加的环保。

取消的液压助力转向系统中的液压油部分，降低了液压油泄漏对环境污染的可能。

综合以上所说的优点和在实际驾驶过程中的高品质的操纵性，电动助力转向系统表现出了非常大的优势。

日本是最早研发电动助力转向系统的国家，将EPS系统率先在微型汽车上进行应用。

铃木公司在1988年第一个将EPS系统安装在了奥拓这款汽车中。

几年之后，Honda公司在这个领域也得到了突破，同年将高级跑车Acura NSX的助力系统也安装了EPS，从而使得该款汽车的全球市场中处于优势地位[2]。

随着EPS系统技术得到广泛的认可，先后有多家汽车公司开始对EPS系统投入研究，如英国卢卡斯、日本三菱汽车、大发汽车公司、德国ZF、德尔福公司和美国天合公司。

德尔福公司的产品用于大众波罗、欧宝318i和菲亚特Punto 等车型上安装了电动助力转向系统，三菱在其生产的Minic上配备了EPS系统日本大发也在它Mira车型上配备了EPS系统，本田的Accord上也己经选装了EPS系统进行安装。

直至今日这些公司的电动助力转向系统在国际市场中仍然占有着广大的市场份额。

从电动助力转向系统出现到现在的30余年时间里，EPS系统得到了飞速的发展。

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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 (48)4.2.2 PWM控制程序 (49)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。

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