汽车电动助力转向系统的设计
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。
车辆工程毕业设计51汽车电动助力转向(EPS)系统的设计
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。
汽车电动助力转向机构的设计讲解
汽车电动助⼒转向机构的设计讲解汽车电动助⼒转向机构的设计引⾔在汽车的发展历程中，转向系统经历了四个发展阶段：从最初的机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）发展为液压助⼒转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS），然后⼜出现了电控液压助⼒转向系统（Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS）和电动助⼒转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）。
装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速⾏驶时驾驶员操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采⽤了液压助⼒转向系统[1]。
但是，液压助⼒转向系统⽆法兼顾车辆低速时的转向轻便性和⾼速时的转向稳定性，因此在1983年⽇本koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助⼒转向系统。
这种新型的转向系统可以随着车速的升⾼提供逐渐减⼩的转向助⼒，但是结构复杂、造价较⾼，⽽且⽆法克服液压系统⾃⾝所具有的许多缺点，是⼀种介于液压助⼒转向和电动助⼒转向之间的过渡产品。
到了1988年，⽇本Suzuki公司⾸先在⼩型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助⼒式电动助⼒转向系统；1990年，⽇本Honda 公司也在运动型轿车NSX上采⽤了⾃主研发的齿条助⼒式电动助⼒转向系统，从此揭开了电动助⼒转向在汽车上应⽤的历史。
第1章概述1.1电动助⼒转向的优点与传统的转向系统相⽐，电动助⼒转向系统最⼤的特点就是极⾼的可控制性，即通过适当的控制逻辑，调整电机的助⼒特性，以达到改善操纵稳定性和驾驶舒适性的⽬的。
作为今后汽车转向系统的发展⽅向，必将取代现有的机械转向系统、液压助⼒转向系统和电控制液压助⼒转向系统[2]。
相⽐传统液压动⼒转向系统，电动助⼒转向系统具有以下优点：（1）只在转向时电机才提供助⼒，可以显著降低燃油消耗传统的液压助⼒转向系统有发动机带动转向油泵，不管转向或者不转向都要消耗发动机部分动⼒。
汽车电动助力转向系统设计
竺兰三皇兰竺塑竺堕至竺堡兰汽车电动助力转向系统设计ＤｅｓｉｇｎＯｆＡｕｔＯｍＯｔｉＶｅＥｌｅｃｔｒｉｃＰＯｗｅｒＳｔｅｅｒ－ｎｇ张辉唐厚君（上海交通大学电气工程系，上海２００２４０）摘要介绍了电动助力转向系统（ＥｌｅｃⅢｃＰｏｗｅｒＳｌｅｅｎｎｇ，ＥＰＳ）的工作原理、结构特点．同时提出系统设计方案，包括硬件抽泉以压软件拉制流租：硬件设计主要设计采统控制单元模斑、电机驱动牲殪信号调理部分；软件部分由系统控制算法、系统故障诊断和低层硬件驱动设计。
最后，分析归纳在台粲实验中得到数据。
关攮词：汽车电动助力转向。
方案设计，垃障诊断，电磁兼客Ａｂｓｌ旧ｃｌＴｈ培ＤａｐｅｒＩｎＩｎ。
ｄｕｃｅ８ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅ．ｐ丌嘣ｐｌｅａｎｄ晰ｕｃＩｕｒｅａｂｏｕｔＥＰＳ．ａｎｄｐｕｔｓｆｏ州ａｒｄ小ｅｗｈ。
ｆｅｄｅｓｌｇｎｐｒｏＩｅｄ１ｎｃｌｕｄ—ｌｎａｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｏｎｃｏｎｔｒｏＩｌｅｒ．ｍｏｔＤｒｄｒ｜ｖｅｒ．ｃｕｒｒｅｎｔ铀ｍｐ¨ｎｇ．ｄｅｔｅｃｔｆｏｎ舔ｗｅ¨ａｓｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｎｂ叫ｏｍｄｎＶｅｒ舟ｕＩｆｄＩａｇｎ０－ｓｌｓ．ｆｉｎａ忆ａｎａｌｙｚｅｓＩｈｅｅ×ｐｅｎｍｅｎ协Ｉｄａｔａ０ｆＩｈｅｐｒｏｔ嘶ｐｅｓｏｎｔｈｅ伯ｓｔｂｅｎｃｈｃｏｎｌｒａｓｔｅｄｗｌｆｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒＩｓｆＩｃｓｏｆｃｈｅＥＰＳＩｍＤｏｎｆｒｏｍｔｈｅａｂｏａｒｄＫｅｙｗｏｒｄ８．ＥＰｓ，ｄｅｓｉｇｎｐｒｏｊ鲥．ｆａ曲ｄＩａｇｎｏｓ６，ＥＭＣ１汽车助力转向系统介绍汽车助力转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。
其作用是使汽车在行驶过程中能够按照驾驶员的意图，适时地改变其行驶方向，能与行驶系统配合共同保持汽车持续稳定地行驶。
汽车方向盘助力系统经历了从机械助力到液压助力（ｈｖｄｒａｕｌｊｃｐａｗｅｒｓＩｅｅｍｇＨＰＳ）再到电子液压助力系统（ｅＩｅｃ－仃ｉｃｈｙｄｒａｕＩｉｃｐｏｗｅｒ８ｌｅｅｒＩｎｇＥＨＰＳ）这三个阶段的演变。
轻型载货汽车电动助力转向系统的结构设计与优化
轻型载货汽车电动助力转向系统的结构设计与优化随着环保意识的提高和能源危机的日益严重，电动车辆逐渐成为人们关注的焦点。
在轻型载货汽车领域，电动助力转向系统的设计与优化也引起了人们的广泛关注。
本文将就轻型载货汽车电动助力转向系统的结构设计与优化进行探讨。
一、电动助力转向系统的基本原理电动助力转向系统是利用电力设备，对轻型载货汽车的转向操纵提供力矩，降低驾驶员的操纵压力，提高操纵的舒适性和安全性。
其基本原理是通过电机和齿轮箱的协同作用，将转向盘的转动转化为对转向轮的力矩输出，从而实现车辆转向的目的。
二、轻型载货汽车电动助力转向系统的结构设计1. 电动助力转向系统的主要组成部分电动助力转向系统主要由电机、电源模块、传感器和控制模块等组成。
其中，电机通过传感器感知驾驶员的转向操作，并通过控制模块对电机进行控制，输出相应的力矩。
电源模块则提供所需的电能。
2. 电动助力转向系统的电机选择电动助力转向系统的电机选择应考虑功率、扭矩、响应速度和效率等因素。
通常情况下，选择直流无刷电动机作为电动助力转向系统的动力源是比较合适的选择。
3. 电动助力转向系统的传感器设计为了使电动助力转向系统能够准确感知驾驶员的转向操作，传感器的设计非常关键。
通过合理地选择传感器的种类和位置，可以提高系统的灵敏度和控制精度。
三、轻型载货汽车电动助力转向系统的优化策略为了提高电动助力转向系统的性能和可靠性，以下优化策略可供参考：1. 优化电机控制算法通过优化电机控制算法，可以提高系统的响应速度和控制精度。
可以考虑采用闭环控制算法，结合传感器的反馈信号，实时调整输出力矩，从而提高系统的稳定性和准确性。
2. 优化系统的机械结构系统的机械结构设计也是影响电动助力转向系统性能的关键因素之一。
通过合理设计转向装置和齿轮箱等部件，可以减小系统的传动误差和能量损耗，提高系统的传动效率。
3. 应用新材料和新工艺应用新材料和新工艺可以有效地减轻系统的重量，提高系统的刚度和耐疲劳性。
汽车转向系统ES设计论文
汽车转向系统ES设计论文汽车转向系统（ES）是汽车的重要安全控制系统之一，它具有控制车辆转向动作的功能。
随着汽车技术的发展和智能化水平的提高，汽车转向系统的设计也变得越来越重要。
本文将探讨汽车转向系统的设计，并介绍一些目前比较常见的设计方案。
首先，汽车转向系统的设计应考虑到车辆的稳定性和安全性。
在转向过程中，车辆必须保持平稳，并且转向动作应该准确可靠。
因此，汽车转向系统应该具备快速而精准的响应能力。
一种常见的设计方案是采用电动助力转向系统（EPAS），它通过电动马达提供动力，并且可以根据车速和驾驶员的输入进行精确控制。
EPAS可以实现转向力的实时调节，提高转向精度和驾驶稳定性。
另外，汽车转向系统的设计还需要考虑到能耗和环保性。
传统的液压助力转向系统存在液压流体泄漏和能量浪费的问题。
为了解决这些问题，一种可行的设计方案是采用电子助力转向系统（EPS）。
EPS利用电动机替代了传统的液压泵，从而减少了能源的消耗。
而且，EPS还可以根据驾驶条件和需求调整转向力的大小，提供更好的驾驶体验。
此外，在汽车转向系统的设计中，还需要考虑到自动驾驶技术的应用。
随着自动驾驶技术的发展，汽车转向系统需要能够与其他智能化技术进行联动，实现更高级别的自动驾驶功能。
例如，通过与车辆定位系统和传感器的协同工作，汽车转向系统可以自动感知道路情况，并根据需要进行自动转向。
这样可以大大提高驾驶的安全性和舒适性。
最后，汽车转向系统的设计还应该兼顾可靠性和故障监测与诊断（FDD）功能。
由于汽车在使用过程中可能会遇到各种故障和异常情况，因此必须具备故障检测和诊断功能。
一种常用的设计方法是采用红外传感器和电子控制单元进行实时监测和故障诊断。
当转向系统发生故障时，FDD系统可以及时发出警报并采取相应措施，确保驾驶员和车辆的安全。
综上所述，汽车转向系统的设计应注重提高驾驶稳定性、降低能耗、适应自动驾驶技术和增强故障监测与诊断功能。
未来，随着汽车技术的不断发展，我们可以期待更先进和智能化的汽车转向系统的设计和应用。
电动助力转向系统研发生产方案(一)
电动助力转向系统研发生产方案一、实施背景随着全球汽车工业的快速发展，消费者对汽车性能和安全性的需求日益增长。
作为汽车关键零部件之一，转向系统在提高驾驶体验和确保行车安全方面具有举足轻重的作用。
传统液压转向系统由于其能耗高、效率低等问题，已无法满足现代汽车业的发展需求。
为了应对这一挑战，我们提出了电动助力转向系统的研发生产方案。
二、工作原理电动助力转向系统（EPS）主要利用电机和减速机构为方向盘提供助力，从而提高转向的轻便性和准确性。
其核心部件包括电机、扭矩传感器、控制器和减速机构。
电机通过扭矩传感器感知驾驶员输入的扭矩，控制器根据采集的信号计算出合适的助力大小，然后驱动电机转动，通过减速机构将助力传递到方向盘。
三、实施计划步骤1.开展市场调研，分析电动助力转向系统的需求及竞争态势。
2.进行技术可行性研究，包括电机、扭矩传感器、控制器和减速机构的设计与选型。
3.搭建系统试验平台，进行性能测试与验证。
4.与汽车制造商合作，将电动助力转向系统集成到汽车中，进行实车测试。
5.根据测试结果进行优化改进，确保系统的性能和质量。
6.正式投产并推向市场。
四、适用范围本研发生产方案适用于各类乘用车、商用车以及特种车辆的转向系统升级或替换。
特别是对于那些追求高性能、高安全性和低能耗的汽车制造商和消费者，电动助力转向系统具有较大的市场潜力。
五、创新要点1.采用先进的电机技术和控制算法，提高系统的能效比。
2.设计简洁、紧凑的减速机构，降低系统成本并提高可靠性。
3.整合多种安全功能，如车道偏离预警、自动泊车等，提升驾驶安全性。
4.提供个性化设置选项，满足不同驾驶员的需求。
六、预期效果1.提高转向系统的助力效果，使驾驶更加轻松省力。
2.降低车辆能耗，实现节能减排。
3.提高车辆的安全性能，减少交通事故风险。
4.为汽车制造商提供新的盈利点，提高市场竞争力。
七、达到收益根据市场调查和分析，预计电动助力转向系统的市场需求将逐年增长。
汽车电动助力转向系统的设计
毕业设计（论文）题目汽车电动助力转向系统的设计专业学号学生指导教师答辩日期 20**年12月28日毕业设计（论文）任务书说明：请同学们下载后，上述五页与论文使用同材质纸张打印，此页不必打印。
目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 汽车转向系统简介 (1)1.1.1 转向系的设计要求 (1)1.2 EPS的特点及发展现状 (2)1.2.1 EPS与其他系统比较 (2)1.2.2 EPS的特点 (2)1.2.3 EPS在国内外的应用状况 (3)1.3 本课题的研究意义 (4)第2章电动助力转向系统的总体组成 (5)2.1 电动助力转向系统的机理及类型 (5)2.1.1 电动助力转向系统的机理 (5)2.1.2 电动助力转向系统的类型 (7)2.2 电动助力转向系统的关键部件 (9)2.2.1 扭矩传感器 (9)2.2.2 车速传感器 (9)2.2.3 电动机 (9)2.2.4 减速机构 (10)2.2.5 电子控制单元 (10)2.3 电动助力转向的助力特性 (11)第3章电动助力转向系统的设计 (12)3.1 对动力转向机构的要求 (12)3.2 齿轮齿条转向器的设计与计算 (12)3.2.1 转向系计算载荷的确定 (13)3.2.2 齿轮齿条式转向器的设计 (14)3.2.3 齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析 (22)3.2.4 齿轮齿条传动受力分析 (24)3.2.5 齿轮轴的强度校核 (24)第4章转向传动机构的优化设计 (29)4.1 结构与布置 (29)4.2 用解析法求内、外轮转角关系 (30)4.3 转向传动机构的优化设计 (32)4.3.1 目标函数的建立 (32)4.3.2 设计变量与约束条件 (33)4.4 研究结论 (36)结论 (37)致谢 (39)参考文献 (40)附录1 (41)附录2 (46)摘要汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。
某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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汽车设计培训-
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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为了改善驻车及低速行驶时人手操纵力重的问题，增加了驻车状态和低 速曲线的斜率，增大了电机助力；为了改善中高速转向时人手操纵力轻的问 题，减小了中高速曲线的斜率，减少电机助力，增大车辆高速行驶时人手操 纵力；为了增加转向响应的灵敏度，调整了曲线横坐标起始点，增强中心感； 为了增加转向线性感，对不同车速曲线的间隔进行调整，使全车速的驾驶力 均匀增加。优化后曲线如图1（b）所示。
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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5总结 介绍了某款汽油车改制为纯电动车过程中，转向系统由液压助力改为电 动助力的设计开发方案。 1）技术方案研讨。在选择电动助力方案时，需要综合考虑功能实现、 成本优化、批量生产等因素，为实现成本最低、开发周期最短、可靠性强， 最终选择借用公司现有车型的助力模块，采用管柱式电动助力方案。 2）结构设计及安装方案。考虑到使整车布置的变化量最小，则在硬点 不变的原则下进行转向系统的结构设计。转向管柱增加助力模块，体积和重 量相应增加，需要变更安装方式。同时转向传动轴的直径增大，实现传递更 大扭矩。转向器由液压式变为机械式，为提高转向响应，增大齿轮齿条的传 动比。
原地转向阻力矩，根据半经验公式（2）得到
汽车设计培训--某款纯电动汽车电动助力转向系统设计开发
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式中：f 为轮胎和路面的滑动摩擦系数，取值0.7；G1 为满载前轴载荷， kg；P 为轮胎气压，MPa。
回正力矩为
式中：R 为轮胎静半径，mm；σ为主销内倾角，°；rs 为主销偏移距， mm；δ为轮胎内转角，°。
汽车电动助力转向系统设计
它 能 够 在 各 种 环 境 下 给 驾 驶 员 提 供 实 时 方 向 盘
助力。 图 １ Ｅ Ｓ机械原理图 Ｐ
其具体工作过程如下 ： 当汽 车 启 动 或 处 于较 低 速 运 行 中时 ， 安 装 在 方 向 盘 转 轴 上 的扭 矩 传 感 器 会 持 续 检 测 方 向 盘 扭 矩 打 下 ， 主 、 两 部 分 组成 ， 以 判 断 扭 矩 大 小 和 方 向 。 矩 信号 与 由 副 可 扭 车 速 信 号 、 动 机 信 号 等 一 同 送 人 电子 控 制 单 元 ， 发 电子 控 制 单 元 再 对 输 入 信 号 进行 运算 处 理 ，根 据 控 制 算 法 计 算 出 助 力 大 小 与
维普资讯
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汽 车 电动 助 力 转 向系 统 设计
汽车电动助力转向系统设计
Ｄｅ ｉ ｆ Ａｕ ｏ ｔ ｅ Ｅｌｃ ｒ ｏ ｒ Ｓ ｅ ｒ ｇ ｓｇｎ ｏ ｔ ｍｏ ｉ ｅ ｔｉ Ｐ ｗｅ ｔ ｅ ｉ ｖ ｃ ｎ
张 辉 唐 厚 君
（ 上海交通大学电气工程 系， 上海 ２０ ４ ） ０ ２０
摘 要
介绍 了电动助力转 向 系统（ ｌ ｔｃ Ｐ ｗｅ ｔｅｉｇ Ｅ Ｓ） Ｅｅ ｒ ｏ ｒＳｅ ｒ ， Ｐ 的工作原理 、 构特 点 ， ｃｉ ｎ 结 同时提 出系统设计方 案 ， 包括硬件
构 架 以及 软件 控 制 流程 ： 件 设 计 主要 设计 系统 控 制 单元 模 块 、 机 驱 动 以 及 信 号 调 理 部 分 ； 件 部 分 由 系统 控 制 算 法 、 硬 电 软 系 统 故 障诊 断 和低 层 硬 件 驱 动 设 计 。 最后 ， 分析 归 纳在 台 架 实验 中得 到 数 据 。 关键 词 ： 车 电动 助 力 转 向 ， 案 设 计 ， 障诊 断 ， 汽 方 故 电磁 兼 容
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。
电动助力转向系统设计解析
电动助力转向系的设计1 引言电动助力转向系统（EPS,Electric Power Steering）是未来转向系统的发展方向。
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。
另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种工况下都能提供转向助力的特点。
正是这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。
电动助力转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。
该技术发展最快、应用较成熟的当属TRW转向系统和Delphi Sagiaw （萨吉诺）转向系统，而Delphi Sagiaw （萨吉诺）转向系统又代表着转向系统发展的前沿。
她是一个于20世纪50年代把液压助力转向系统推向市场的，从此以后，Delphi转向发展了技术更加成熟的液压助力系统，使大部分的商用汽车和约50%的轿车装备有该系统。
现在,Delphi转向系统又领导了汽车转向系统的一次新革命--电动助力转向系统。
电动助力转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思想，该系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。
该系统工作时，转向传感器检测到转向轴上转动力矩和转向盘位置两个信号，与车速传感器测得的车速信号一起不断地输入微电脑控制单元，该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值，然后发出相应的指令给控制器，从而驱动电机，通过助力装置实现汽车的转向。
通过精确的控制算法，可任意改变电机的转矩大小，使传动机构获得所需的任意助力值。
EPS在日本最先获得实际应用，1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的Cervo车上，随后又配备在Alto上。
此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。
轻型载货汽车电动助力转向系统的设计与制造工艺
轻型载货汽车电动助力转向系统的设计与制造工艺随着社会经济的发展，物流行业的发展也迅速壮大，货物的运输需求也随之增加，而轻型载货汽车成为了物流行业中最受欢迎的运输工具之一。
但是，在长时间行驶中，驾驶员需要将方向盘频繁旋转，对于驾驶员而言，这是一项十分繁琐且疲惫的行为。
因此，为了提高驾驶员的驾驶体验，减轻驾驶员的操作负担，轻型载货汽车电动助力转向系统得以应运而生。
本文将从设计、制造两方面详细介绍轻型载货汽车电动助力转向系统的相关内容。
一、设计1.转向系统概述轻型载货汽车电动助力转向系统，主要由电机、减速器、齿轮、定位撑杆、液压助力缸等部分组成。
其中，电机作为核心部件，将电能转化为机械能，以便于驱动轮胎。
减速器和齿轮是减小电机转速，提高扭矩的关键部件。
定位撑杆的作用是支撑助力缸。
液压助力缸则是将转向的力传输到车轮上。
2.主要设计参数在设计轻型载货汽车电动助力转向系统之前，需要考虑以下参数：电机参数：包括电机类型、功率和转速等；减速器和齿轮参数：包括减速比、齿轮模数和齿数等；定位撑杆参数：包括长度和材料等；液压助力缸参数：包括有效面积和力矩等。
通过这些参数的计算和匹配，可以确保电动助力转向系统在实际运行中的稳定性和效率。
3.系统工作原理轻型载货汽车电动助力转向系统的工作原理如下：1）驾驶员操作方向盘；2）方向盘转动后，通过定位撑杆将力量传输到液压助力缸；3）液压助力缸将力量传输到齿轮和轮胎上；4）齿轮将电能转换为机械能，驱动轮胎运动。
设计时需要考虑这些因素，以便确保系统的流程和有效性。
二、制造1.生产流程制造轻型载货汽车电动助力转向系统的流程如下：1）选型并采购电机、减速器和齿轮等核心零件；2）通过加工中心机床完成机械工艺加工；3）装配液压助力缸，采用焊接技术进行连接；4）进行液压漏水试验，确保系统的耐用性和完整性。
2.零件加工在制造轻型载货汽车电动助力转向系统时，需要进行以下主要零件加工：1）电机轴芯加工，以便确保机件装配的精度；2）减速器轴芯加工，确保减速比和转速；3）齿轮加工，以便确保传递电能和机械能时的匹配和精度；4）定位撑杆加工，以便确保定位撑杆的强度和精度。
转向柱式电动助力转向系统设计
要
电动助力转向系统就是在机械转向系统中,用电池作为能源, 电动机为动力, 以 转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号, 通过电子控制装置, 协助人力转向, 并获 得最佳转向力特性的伺服系统。EPS 汽车转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定 性, 对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶 员的工作条件起着重要的作用。 电动助力转向系统主要由减速机构和转向机构组成，减速机构把电动机的输出经 过减速增扭传递到动力辅助单元，实现助力。由于蜗轮蜗杆传动比大，传动平稳噪声 低故减速机构选为蜗轮蜗杆式。由于齿轮齿条式转向器，传动平稳，结构简单故转向 机构选为齿轮齿条式。 本文设计研究了电动助力转向系统，对其工作原理做了阐述，对蜗轮蜗杆减速器 中的蜗轮与蜗杆做了详细的设计计算，并进行了选型。设计计算与强度校核。
1. 1 汽车的发 展趋势 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 1.2 汽车转向技术的发展 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 1.3 电动助力转向系统研究的状况及发展趋势 … … … … … … … … … … … … … … 2 1. 4 电动助力转向系统设计的目的和意义 … … … … … … … … … … … … … … … … 3 1. 5 研究的主要内容 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 3
关键字：减速器；转向器；设计；齿轮；轴；校核
ABSTRACT
Electric power steering system is in mechanical steering system, use battery as energy, motor as a driving force, the steering dish speed and torque and speed of the input signal, through the electronic control unit, to help the human steering, and get the best to force characteristics of servo system. EPS automobile steering system performance directly influence to the car's steering stability, to ensure that the vehicle's safety driving, reduce the number of traffic accidents and protecting the personal safety of the driver, improve the working conditions of the driver plays an important role. Electric power steering system mainly consists of deceleration institutions and steering mechanism composition, slowing institutions to increase the output after slowing motor relay to the power auxiliary units twisted, realize the power. Because worm transmission large and stable transmission low noise so slow institutions elected worm type. Because rack-and pinion steering gear-component with simple structure, stable transmission, is steering mechanism selected for rack-and pinion type. The paper presents the design of electric power steering system was studied, the principle of work of worm gear and worm reducer elaboration, the worm gear and worm to do a detailed design calculation, and a selection. Meanwhile to the structure of rack-and pinion steering gear-component are analyzed, and the important parts of the design calculation and strength check.
基于单片机的电动转向助力系统的设计与实现
本文在分析、总结现有电动助力转向系统基础上，以提高系统运行可靠性与达到 更好的助力效果为目标，开发了以STC89C52为微处理器的EPS控制器。硬件上结合单 片机的资源，对电路进行了设计，包括外围电路以及单片机最小系统的改进。软件上 并结合硬件电路，设计了相应的程序，提高了整个系统运行可靠性。
最后,总结论文工作中涉及的一些问题,并给出对未来进行了讨论Leabharlann 形成了未来的 研究方向和工作目标。
摘要
汽车电动助力转向系统(EPS—Electric Powered Steering)是近年来发展起来的一种 新型转向系统，该系统是由电子控制单元根据传感器采集到的信号来控制助力电机的 运转，从而实现助力转向的功能，EPS除了具备液压动力转向器的转向轻便等优点之 外，它还具有转向平稳、节能、环保等一系列特点，因此，EPS取代液压动力转向系 统势在必然。当前国内在EPS的研究和产业化方面还比较落后，没有形成具有自主知 识产权的EPS产品。因此，开展对EPS的研发上作具有重要的理论和实际意义。
关键词：汽车；电动助力转向；单片机
ABSTRACT
汽车电动助力转向系统硬件设计
汽车电动助力转向系统硬件设计摘要：绿色环保背景下电动汽车被提出，电动汽车结构与传统汽车差异较大，其中电动助力转向系统更是具备环保、节能等特性，因此，在对其进行设计时，应注重其与传统转向系统的差异，并着重注意硬件设计。
本文以汽车电动助力转向系统构成为基础，继而提出汽车电动助力转向系统的硬件设计，以供参考。
关键词：电动汽车；转向系统；硬件设计引言：近几年，电动助力转向系统（EPAS）发展迅速，国外已有全新或改进的系统投入使用。
从长远来看，为中小型车配备电动助力转向系统是汽车转向系统发展的一个重要趋势，国内对电动助力转向系统的研究也很重要。
但由于种种原因，国内的研究大多集中在电动助力转向系统的动力学分析和建模上，尚未针对电动助力转向系统种的硬件设计进行探究，为此，有必要在未来发展中对其展开深入剖析。
一、汽车电动助力转向系统构成电动助力转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思想，主要由以下部件组成：电子控制单元（FCU）、速度和扭矩传感器、伺服电机、驱动机构和转向柱部件。
关键是电子控制单元，它在很大程度上决定了电动助力转向的控制效率。
电动转向系统的具体支持是：在车辆启动或低速时操作方向盘并将其安装在转向柱上。
扭矩传感器不断检测作用在转向柱上的扭矩，并向电子控制系统发送信号和速度信号。
处理器计算并处理输入信号以确定辅助扭矩的大小和方向，从而控制发动机的电流和方向，并最终为驾驶员提供辅助转向动力。
在如今车流密集化环境内，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，如果车速超过某个阈值或发生错误，EPAS将退出支持模式，转向系统将切换到手动转向模式[1]。
二、汽车电动助力转向系统硬件设计1.电机设计(1)EPS系统控制电路的分层设计。
嵌入式EPS系统硬件主要包括整车点火信号、功率监测、扭矩角传感器、转速传感器、负载传感器信号处理、辅助电机驱动和电流反馈、A/D转换、电磁离合器驱动等模块，系统通信和系统错误诊断。
doc【毕业设计】转向柱式电动助力转向系统毕业设计说明书
doc【毕业设计】转向柱式电动助力转向系统毕业设计说明书摘要本文介绍了转向柱式电动助力转向系统的设计与制作。
首先介绍了当前汽车转向系统的常见问题，以及电动助力转向系统的优越性。
然后进行了转向柱和电动机的选型和设计，并通过实验验证了系统的性能和可行性。
最后介绍了系统的优点和不足，并提出了未来工作的方向。
关键词：转向柱；电动助力转向系统；设计；制作；实验。
第一章绪论1.1 研究背景和意义汽车转向系统是车辆行驶中不可或缺的部分，其安全性和舒适性直接影响着车辆的驾驶体验。
然而，传统的液压助力转向系统存在安全性差、噪音大、泄漏等问题，且需要定期更换液压油，给车主带来不便。
因此，越来越多的汽车制造商逐渐采用电动助力转向系统，该系统使用电机和转向柱直接相连，将液压助力转向系统中的泵和油箱替换掉，更加经济环保，提高了转向的精度、灵活性和沟通性。
1.2 研究内容和方法本文旨在设计一款简单的、高效的转向柱式电动助力转向系统，并对其性能进行实验验证。
首先介绍了转向柱和电动机的选型和设计，详细解释了其中的原理和步骤。
然后，通过搭建实验平台进行性能测试，并对实验结果进行分析和解释。
最后，对设计的电动助力转向系统进行了总结和评价，并对未来工作进行了展望。
第二章转向柱和电动机的设计2.1 转向柱的设计转向柱是电动助力转向系统中最重要的部分之一，其主要作用是将输入的转向力度转换为转向角度。
本文选择了直齿圆柱齿轮减速倍增传动装置来设计转向柱。
其主要结构包括定死死心轴、转向柱、绞盘、蜗轮蜗杆传动装置、动死死心轴等。
其中蜗轮蜗杆传动装置主要负责减速，提高了转向的精度和力矩。
2.2 电动机的设计电动机是电动助力转向系统中的核心部件，它负责提供转动力矩和控制转向的角度。
本文采用了直流有刷电机来设计电动机。
在设计过程中，需要考虑到电动机的功率、转向的力度和稳定性等因素，以保证系统的性能和可靠性，并满足车辆的不同需求。
第三章实验设计和结果分析3.1 实验平台的搭建为了验证设计的电动助力转向系统的性能和可行性，本文搭建了实验平台，并使用模拟软件对其进行模拟测试。
电动助力转向系统的研究与设计
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。
汽车转向器毕业设计
汽车转向器毕业设计汽车转向器是汽车中一个非常重要的部件，它负责控制汽车的行驶方向。
在设计汽车转向器时，需要考虑到转向的灵敏性、稳定性和安全性等因素。
在本次毕业设计中，我将设计一款电动助力转向器，以满足现代汽车高速行驶和驾驶的需求。
设计方案：1.动力系统：采用电动助力转向系统，通过电机传动带动转向器的转动。
电动助力转向器能够提供更高的转向力矩和更灵敏的转向反应，提高驾驶的舒适性和安全性。
2.电路控制系统：采用先进的电子控制单元（ECU）来监测转向器的转向力矩和角度，通过算法控制电机的转速和转向角度，以实现转向的精确控制和稳定性。
同时，电路控制系统应具备故障诊断和报警功能，用来检测和报告转向器的异常状态。
3.机械结构设计：转向器的机械结构应该稳固且耐用，以承受高速行驶时的转向力矩和振动。
同时，为了提高转向的灵敏性，转向器可采用精密的滑动副设计，减小转向系统的摩擦损耗。
4.安全系统设计：转向器的设计应考虑到安全因素，当ECU检测到转向器出现异常时，应立即切断电机的电源，以防止意外的转向失控。
此外，转向器的设计应符合相关的安全标准和法规要求，保证驾驶人和乘客的安全。
设计流程：1.确定转向器的功能需求和性能指标，包括转向力矩、转向角度、转向速度等。
2.进行电路控制系统的设计，包括电机驱动电路和ECU的设计。
根据设计要求，选取合适的电机和传感器。
3.进行机械结构的设计，包括转向器的结构、材料和密封等。
使用CAD软件进行模型设计和模拟分析，优化设计方案。
4.进行安全系统的设计，包括故障检测和切断电源的设计。
使用模拟和数字电路设计技术，确保安全系统的可靠性和可用性。
5.进行样机制作和试验验证，分析测试结果，并对设计进行修正和改进。
6.编写设计报告，完成毕业设计。
预期成果：1.完成一款电动助力转向器的设计。
2.设计方案满足转向力矩、转向角度和转向速度等性能指标要求。
3.完成电路控制系统的设计和机械结构的设计。
4.设计能够满足相关安全标准和法规要求的安全系统。
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汽车电动助力转向系统的设计第1章绪论1.1 汽车转向系统简介汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。
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。
目前汽车转向技术主要有七大类：手动转向技术（MS）、液压助力转向技术（HPS）、电控液压助力转向技术（ECHPS）、电动助力转向技术（EPS）、四轮转向技术（4WS）、主动前轮转向技术（AFS）和线控转向技术（SBW）。
转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。
电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点，是一项紧扣当今汽车发展主题的新技术，他是目前国内转向技术的研究热点。
1.1.1 转向系的设计要求(1) 汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。
不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。
(2) 汽车转型行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
(3) 汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生共振，转向盘没有摆动。
(4) 转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。
(5) 保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。
(6) 操纵轻便。
(7) 转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。
(8) 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
(9) 在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
(10) 进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。
-1-1.2 EPS的特点及发展现状1.2.1 EPS与其他系统比较对于电动助力转向机构(EPS)，电动机仅在汽车转向时才工作并消耗蓄电池能量；而对于常流式液压动力转向机构，因液压泵处于长期工作状态和内泄漏等原因要消耗较多的能量。
两者比较，电动助力转向的燃料消耗率仅为液压动力转向的16%～20%。
液压动力转向机构的工作介质是油，任何部位出现漏油，油压将建立不起来，不仅失去助力效能，并对环境造成污染。
当发动机出现故障停止工作时，液压泵也不工作，结果也会丧失助力效能，这就降低了工作可靠性。
电动助力转向机构不存在漏油的问题，只要蓄电池内有电提供给电动助力转向机构，就能有助力作用，所以工作可靠。
若液压动力转向机构的油路进入空气或者贮油罐油面过低，工作时将产生较大噪声，在排除气体之前会影响助力效果；而电动助力转向仅在电动机工作时有轻微的噪声。
电动助力转向与液压动力转向比较，转动转向盘时仅需克服转向器的摩擦阻力，不存在回位弹簧阻力和反映路感的油压阻力。
电动助力转向还有整体结构紧凑、部件少、占用的空间尺寸小、质量比液压动力转向约轻20%~25%以及汽车上容易布置等优点。
1.2.2 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，与液压动力转向相比减少了许多原件，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，原件数目少，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得效率较高，可高达90%以上。
-2-(4）EPS路感好。
传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数，工作驱动力大，但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。
而EPS系统的滞后性可以通过EPS控制器的软件加以补偿，是汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。
(5）EPS回正性好。
EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整EPS控制器的软件，得到最佳的回正性，从而改善汽车的操纵稳定性和舒适性。
(6）动力性。
EPS系统可随车速的高低主动分配转向力，不直接消耗发动机功率，只在转向时才起助力作用，保障发动机充足动力。
（不像HPS液压系统，即使在不转向时，油泵也一直运转处于工作状态，降低了使用寿命）1.2.3 EPS在国内外的应用状况国外EPS的发展之路：因为微型轿车上狭小的发动机舱空间给液压助力转向系统的安装带来了很大的麻烦，而EPS原件比较少，重量轻，装配方便，比较适合在微型轿车上安装。
因此在国外，EPS系统首先是在微型轿车上发展起来的。
上世纪80年代初期，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统，随后还应用在其Alto车上。
此后，EPS在日本得到迅速发展。
出于节能环保的考虑，欧、美等国的汽车公司也相继对EPS进行了开发和研究。
虽然比日本晚了十年时间，但是欧美国家的开发力度比较大，所选择的产品类型也有所不同。
日本起初选择了技术相对成熟的有刷电机。
有刷电机比较成熟，在汽车上的应用较广，比如雨刷、车窗等部分，稍作改进就适应了EPS的要求，因此研发周期较短，上世纪80年代末期就开始产业化，主要装配在微型车上。
而欧美则选择了难度较大的无刷电机，但是电子控制系统比较复杂，延长了研发周期。
直到90年代中期欧美才开始量产。
从长远发展看，有刷电机存在一定弊端，比如电机产生的噪声较难克服，磨损较严重，存在电磁干扰等问题。
因此，日本现在国内装配的EPS也逐渐转向无刷电机了。
国内EPS的发展现状：我国汽车电子行业的总体发展相对滞后，但是，随着汽车对环保、节能-3-和安全性要求的进一步提高，代表着现代汽车转向系统的发展方向的EPS电动助力转向系统已被我国列为高新科技产业项目之一，国内各大院校、科研机构和企业在进行EPS技术的研究，也有少数供应商能批量提供转向轴式的EPS系统。
但总的来讲目前国内EPS技术还不成熟；供应商所提供的EPS系统还未达到产品级的要求，且类型单一，还不能满足整车厂需要。
据悉，自主品牌研发的EPS系统离产业化就差整车厂批量装车认可这一台阶了，相信很快就可以实现量产。
EPS系统是未来动力转向系统的一个发展趋势。
1.3 本课题的研究意义随着科技的发展和人们生活水平及环保意识的提高，汽车转向助力肯定会向更轻便、更节能、更安全的方向发展，而本课题正是沿着这个方向对汽车的转向系统进行了研究。
现存的汽车，大部分都是传统液压助力转向系统，甚至没有助力转向系统，电动助力转向系统能提供比其更安全、更舒适的转向操控性和节能效果。
本课题对该系统的进行了深入的研究，并将其应用于实践，这对于推动该系统的发展和最终的产品化应用，对于推动机械、传感器技术和电子器件制造等相关产业的发展，对于提高我国汽车电子化水平和加快转向系统产业化发展具有十分重要的意义。
在可预见的将来，电动助力转向系统在汽车领域必定会有广泛的应用。
本章小结这一章介绍了现在应用的汽车转向技术，并对电动助力转向系统和液压助力转向系统进行了分析比较。
还阐述了EPS的国内外发展状况。
-4-第2章电动助力转向系统的总体组成2.1 电动助力转向系统的机理及类型近年来，电动助力转向机构在乘用车上得到应用，并有良好的发展前景。
电动助力转向机构，除去应当满足对液压式动力转向机构机构的一些相似要求以外，同时还应当满足：具有故障自诊断和报警功能；有良好的抗振动和抗干扰能力等；当地面与车轮之间有反向冲击力作用时，电动助力转向机构应迅速反应，制止转向盘转动；在过载使用条件下有过载保护功能等。
2.1.1 电动助力转向系统的机理电动助力转向机构由机械转向器与电动助力部分相结合构成。
电动助力部分包括电动机、电池、传感器和控制器（ECU）及线束，有的还有减速机构和电磁离合器等（图2-1）图2-1 电动助力转向机构示意图目前用于乘用车的电动助力转向机构的转向器，均采用齿轮齿条式转向器。
其功能除用来传递来自转向盘的力矩与运动以外，还有增扭、降速作用。
-5-转向过程中，电动机将来自蓄电池的电能转变为机械能向转向系输出而构成转向助力矩，并完成助力作用。
与电动机连接的减速机构有蜗轮蜗杆、滚珠螺杆螺母或行星齿轮机构等，其作用也是降速、增扭。
装在减速机构附近的离合器（通常为电磁离合器）是为了保证电动助力转向机构只在预先设定的行驶速度范围内工作。
在车速达到某一设定值时，离合器分离，并暂时停止电动机的助力作用。
与此同时，转向机构也暂时转为机械式转向机构。
当电动机发生故障时，离合器也自动分离。
离合器分离后再行转向时，可不必因带动电动机而消耗驾驶员体力。
单片式电磁离合器包括主动轮、从动轴、压盘、磁化线圈和滑环等。
1.主动轮2.磁化线圈3.压盘4.花键5.从动轴 6轴承 7滑环 8电动机图2-2 电磁离合器工作原理简图其工作原理如图所示，装有磁化线圈2的主动轮1与电动机轴固定连接，来自控制器的控制电流经滑环7输入磁化线圈，于是主动轮产生电磁吸力，将压盘3吸到主动轮上，然后电动机的动力经主动轮、压盘及压盘毂上的花键传给从动轴5，实现助力作用。
汽车以较高车速转向行驶，作用在转向盘上的力矩将减小，以至于达到无需助力的程度，此时可设定：达到此车速时，电磁离合器停止工作。
还有，在电动机停止工作以后，电磁离合器在控制器的控制下也要分离或者自动分-6-离。
此后，在进行再进行转向将不存在助力作用，直至电动机恢复工作为止。
电动助力转向机构的工作原理如下：当驾驶员对转向盘施力并转动转向盘时，位于转向盘下方与转向轴连接的转矩传感器将经扭杆弹簧连接在一起的上、下转向轴的相对转动角位移信号转变为电信号传至控制器，在同一时刻车速信号也传至控制器。
根据以上两信号，控制器确定电动机的旋转方向和助力转矩的大小。
之后，控制器将输出的数字量经D/A转换器，转换为模拟量，并将其输入电流控制电路。
电流控制电路将来自微机的电流命令值同电动机电流的实际值进行比较后生成一个差值信号，同时将此信号送往电动机驱动电路，该电路驱动电动机，并向电动机提供控制电流，完成助力转向作用。
2.1.2 电动助力转向系统的类型EPS系统依据电动机布置位置的不同可分为转向轴助力式、小齿轮助力式、齿条助力式三个基本类型（图2-3）a） b) c)a) 转向轴助力式 b) 齿轮助力式 c）齿条助力式图2-3 EPS系统的类型(1) 转向轴助力式转向轴助力式电动助力转向机构的电动机布置在靠近转向盘下方，并经蜗轮蜗杆机构与转向轴连接（图2-3a）。
这种布置方案的特点是：由于转向轴助力式电动助力转向的电动机布置在驾驶室内，所以有良好-7-的工作条件；因电动机输出的助力转矩经过减速机构增大后传给转向轴，所以电动机输出的助力转矩相对小些，电动机尺寸也小，这又有利于在车上布置和减轻质量；电动机、转矩传感器、减速机构、电磁离合器等装为一体是结构紧凑，上述部件又与转向器分开，故拆装与维修工作容易进行；转向器仍然可以采用通用的典型结构齿轮齿条式转向器；电动机距驾驶员和转向盘近，电动机的工作噪声和振动直接影响驾驶员；转向轴等零件也要承受来自电动机输出的助力转矩的作用，为使其强度足够，必须增大受载件的尺寸；尽管电动机的尺寸不大，但因这种布置方案的电动机靠近方向盘，为了不影响驾驶员腿部的动作，在布置时仍然有一定的困难。