【正文】 不少司機(jī)在駕駛帶有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛時(shí)，時(shí)常會(huì)將方向打死，這樣做很容易對(duì)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)造成損失。而使用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，若方向長時(shí)間處于打死狀態(tài)，極易造成電動(dòng)機(jī)燒毀。 EPS試驗(yàn)臺(tái)架的介紹電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架可以精確地模擬在高速中不同路面狀況下，路面對(duì)輪胎的沖擊作用以及由此而引起的輪胎動(dòng)載荷的變化：可以測量不同車速、級(jí)路面狀況下的輪胎回正力矩的大小，據(jù)此可以重新設(shè)計(jì)EPS的助力特性。采樣系統(tǒng)的PC機(jī)兼視試驗(yàn)臺(tái)的各種傳感器的信號(hào)變化。分析電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力效果、助力特性曲線的變化情況。同時(shí)，還配有相應(yīng)的開發(fā)程序，用戶可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行采樣的相關(guān)設(shè)置，如采樣通道的選取、采樣的頻率以及觸發(fā)方式等。此外還要對(duì)設(shè)計(jì)的EPS進(jìn)行以下規(guī)定的性能實(shí)驗(yàn)。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，使輸入端載荷達(dá)到額定載荷，設(shè)定不同車速，記錄輸入載荷與電流變化關(guān)系。被試電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ECU，在其與電動(dòng)機(jī)連接的回路中串聯(lián)一精密電阻，通過運(yùn)算放大電路來測量該電阻兩端電壓即得到參與控制計(jì)算的反饋Md, 所以要求與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的電阻阻值很小，且阻值不隨環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生較大變化。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器可根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器輸出地電壓的大?。?、）判斷是否在進(jìn)行轉(zhuǎn)向及其轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。(3).，左右呈線性變化，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到左右極限位置時(shí)。在此向劉老師表示衷心的感謝，并致崇高的敬意！感謝老師提供此課題，給我提供了一個(gè)做關(guān)于汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)科學(xué)研究的機(jī)會(huì)。同時(shí)，感謝在論文撰寫過程中提出過寶貴的建議的陸興旺同學(xué)，在計(jì)算機(jī)、英語方面給與的幫助的錢杰和雷虎、夏楠同學(xué)，對(duì)所有在完成論文過程中提供過幫助和支持老師和同學(xué)們表示深深的謝意。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模及其助力特性的研究[D]吉林大學(xué)碩士論文，2003(2)3．吳定才．汽車電子控制系統(tǒng)構(gòu)造與維護(hù)。汽車電子控制式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展。汽車電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)研究。高等教育出版社。上海汽車，200313．張輝，唐厚軍．汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)［ J］。汽車技術(shù)。2004年3月9．孫仁云，汽車電器與電子控制技術(shù)。汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。汽車電器與電子控制系統(tǒng)，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2003年1月5．楊孝劍，何仁，苗立東。僅以此文獻(xiàn)給所有曾經(jīng)關(guān)心和幫助過我的老師和朋友們!參考文獻(xiàn)1．余卓平，孟濤等。從他們身上我學(xué)會(huì)了該如何去做科學(xué)研究，并體會(huì)到了科學(xué)研究的真正意義和價(jià)值。致 謝本文在劉偉濤老師的悉心指導(dǎo)下完成的，他嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度令我深感欽佩，對(duì)我學(xué)習(xí)上的幫助使我終身難忘，在論文完成之際表示衷心的感謝和誠摯的敬意。(2).相同負(fù)載下，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力曲線斜率隨車速的增加而減小。進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳感器輸出特性試驗(yàn)時(shí)，固定轉(zhuǎn)向管柱下端，將轉(zhuǎn)矩標(biāo)定盤固定在轉(zhuǎn)向盤上，左右連續(xù)加載和卸載，測得該系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩傳感器輸出電壓與加載轉(zhuǎn)矩Ts的關(guān)系。(3) .反向沖擊實(shí)驗(yàn)將被試裝置安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，系統(tǒng)工作正常，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤處于直線行駛位置時(shí)，在轉(zhuǎn)向器輸入端施加一個(gè)角階躍輸入，時(shí)間不超過10毫秒，記錄沖擊時(shí)的電流響應(yīng)時(shí)間和方向。做出不同車速下的轉(zhuǎn)向手動(dòng)特性；分別測出不同車速下左右最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩；分別計(jì)算出各車速下曲線的對(duì)稱度。在實(shí)驗(yàn)過程中，一方面可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的控制器存在的問題，改進(jìn)控制器的功能；調(diào)試所編寫的軟件，完善系統(tǒng)軟件功能。一般使用的數(shù)據(jù)采集卡是臺(tái)灣研發(fā)的PCI1713數(shù)據(jù)采集卡。隨著轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的增加，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)逐漸增大，當(dāng)其超過開始助力的門限制時(shí)，電控系統(tǒng)指令電動(dòng)機(jī)開始助力，電動(dòng)機(jī)的工作電流的大小由控制程序根據(jù)轉(zhuǎn)矩信號(hào)、車輛行駛速度、車輛負(fù)重載荷、路況確定。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)臺(tái)包括三個(gè)部分，分別為臺(tái)架部分、助力電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)和信號(hào)采樣分析系統(tǒng)。如果注意聽的話，當(dāng)把方向打死時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音和助力泵（或電動(dòng)機(jī)）的聲音會(huì)和平常情況下有所不同，稍微會(huì)一點(diǎn)兒方向，這種聲音就會(huì)消失。如果這是發(fā)動(dòng)機(jī)是怠速情況，很容易造成怠速不穩(wěn)或熄火。3．轉(zhuǎn)向發(fā)擺現(xiàn)象多是由于轉(zhuǎn)向鏈接機(jī)構(gòu)松曠、前輪定位不當(dāng)及兩前輪胎的差異引起的。該控制利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)電流成比例的特性，有轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器檢測的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和由車速傳感器檢測的車速信號(hào)輸入控制器單片機(jī)中，根據(jù)預(yù)測的不同車速下“轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)助力轉(zhuǎn)向目標(biāo)電流表”，確定電動(dòng)機(jī)助力的目標(biāo)電流，通過對(duì)反饋電流與電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流相比較，利用PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸出PWM信號(hào)到驅(qū)動(dòng)回路，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生合適的助力。根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向可以判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)。采用阻尼控制時(shí),只需將電動(dòng)機(jī)輸出為制動(dòng)狀態(tài),就可使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生阻尼效果,即利用電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢形成阻礙電動(dòng)機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的阻尼轉(zhuǎn)矩。汽車在高速行駛時(shí)，如果轉(zhuǎn)向過于靈敏，駕駛員就會(huì)有通常說的“飄”的感覺,這給駕駛帶來很大的危險(xiǎn)。隨著汽車車速和轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)矩的變化，助力電動(dòng)機(jī)通過的電流也應(yīng)變化。轉(zhuǎn)矩傳感器車速傳感器電子控制單元A/D接口電路接口電路接口電路車載電源電磁離合器故障診斷助力電機(jī)電源電壓反饋信號(hào)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制框圖轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車速信號(hào)經(jīng)過輸入接口送入微機(jī)，隨著車速的升高，微機(jī)控制相應(yīng)的降低助力電動(dòng)機(jī)電流，以減小助力轉(zhuǎn)矩。ECU還具有安全保護(hù)和故障診斷功能?？刂朴|發(fā)信號(hào)端的電流大小，就可以控制電動(dòng)機(jī)通過電流的大小。一種比較簡單適用的轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路如圖。而且要求可靠性能高、控制性能好。前者主要是用于轉(zhuǎn)向柱助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，后者主要用于齒輪助力式和齒條助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止了工作時(shí)，為了不使電動(dòng)機(jī)和離合器的慣性影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作，離合器也應(yīng)及時(shí)分離，以切斷腹主動(dòng)力。干式單片電磁離合器的工作原理如圖所示。非接觸式扭矩傳感器的優(yōu)點(diǎn)是體積小，精度高，缺點(diǎn)是成本較高。這些信號(hào)都是 的控制信號(hào)。因而EPS對(duì)齒輪的強(qiáng)度和齒輪齒條耐磨性能的要求將遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。目前EPS用蝸輪多采用具有良好潤滑性和耐磨性的尼龍材料制造。(6). 蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)特性決定其高效率輸出區(qū)域?yàn)楦咚俚团ぞ?，同時(shí)由于電機(jī)體積的限制，其輸出扭矩不可能很大，要滿足轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求必須對(duì)其進(jìn)行減速增扭，蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)以其較小的體積和大減速比而成為EPS減速機(jī)構(gòu)的唯一選擇。有由于車輛布置的需要，ECU不得不布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，車外環(huán)境溫度也隨季節(jié)和輛所處的地理位置在大范圍內(nèi)變化，同時(shí)由于ECU本身的工作電流導(dǎo)致其發(fā)熱，ECU必須能在一40～125℃ 甚至150 oC下穩(wěn)定工作，此外ECU必須具有良好的防水性能。而在EPS中，這一問題可以通過合理設(shè)計(jì)控制策略來解決。 EPS的關(guān)鍵部件及關(guān)鍵技術(shù)EPS主要由扭距傳感器、車速傳感器、電子控制單元、電磁離合器 、減速機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)、等組成。因?yàn)镋PS系統(tǒng)零部件數(shù)目少，主要部件均可以組合在一起，所以整體外形尺寸比HPS小，這位整車布置帶來方便，且易于在裝配線上安裝。實(shí)際上，傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，液壓油泵和軟管的事故率占整個(gè)系統(tǒng)故障的53%，如軟管漏油和油泵漏油等。由于沒有油泵、油管和發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪，使得工程師們?cè)O(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)有更大的余地，而且該系統(tǒng)的控制模塊可以和齒輪齒條設(shè)計(jì)在一起或單獨(dú)設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)部件的空間利用率極高。該系統(tǒng)由于它沒有液壓油，沒有軟管、油泵和密封件，避免了污染。對(duì)于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，可變轉(zhuǎn)向力矩獲得非常困難而且費(fèi)用很高，要想獲得可變轉(zhuǎn)向力矩，必須增加額外的控制器和其它硬件。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力來自于電機(jī)。 (4)．提高了操縱穩(wěn)定性。該系統(tǒng)還可以讓工程師們利用軟件在最大限度內(nèi)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)以獲得最佳的回正特性。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力大大增強(qiáng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生于電機(jī)，沒有液壓助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向車輪對(duì)轉(zhuǎn)向盤的跟隨性能。不使用液壓泵，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)的寄生能量損失，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，裝有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛和裝有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，在不轉(zhuǎn)向情況下，%，在使用轉(zhuǎn)向情況下，%。該系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了“按需供能”，是真正的“按需供能型”（ondemand）系統(tǒng)。液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓油泵，使液壓油不停地流動(dòng)，浪費(fèi)了部分能量。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自20世紀(jì)80年代中期初提出以來，已大量裝備于日