本田飛度電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計畢業(yè)設計(文件)
【正文】 和安全性 , 減少環(huán)境的污染。 另外 ， 該系統(tǒng)由于利用微機控制 ， 因此為轉(zhuǎn)向特性的設置提供了較高的自由度 ， 有著非常廣闊的開發(fā)和應用前景 。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力效果在車速較低時能夠起到很好的作用 ,但是當車速不斷升高時 ,固定的助力效果會使轉(zhuǎn)向盤過于靈敏不利于駕駛者對方向進行控制。 EPS 能顯著改善汽車動態(tài)性能和靜態(tài)性能 ,提高行駛中駕駛員的舒適性和安全性 ,減少環(huán)境的污染。而電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只是在轉(zhuǎn)向時才由電機提供助力，不轉(zhuǎn)向時不消耗能量。 傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所提供的轉(zhuǎn)向助力大小不能隨車速的提高而改變。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以施加一定的附加回正力矩或阻尼力矩，使得低速時轉(zhuǎn)向盤能夠精確的回到中間位置，而且可以抑制高速回正過程中轉(zhuǎn)向盤的振蕩和超調(diào)，兼顧了車輛高、低速時 的回正性能。 “綠色能源”，適應現(xiàn)代汽車的要求。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 國外 EPS 的發(fā)展之路： 因為微型轎車上狹小的發(fā)動機艙空間給液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝帶來了很大的麻煩，而 EPS 元件比較少，重量輕，裝配方便，比較適合在微型轎車上安裝。出于節(jié)能環(huán)保的考慮，歐、美等國的汽車公司也相繼對 EPS 進行了開發(fā)和研究。而歐美則選擇了難度較大的無刷電機，但是電子控制系統(tǒng)比較復雜，延長了研發(fā)周期。 國內(nèi) EPS 的發(fā)展現(xiàn)狀： 我國 汽車電子 行業(yè)的總體發(fā)展相對滯后，但是，隨著汽車對環(huán)保、節(jié)能和安全性要求的進一步提高，代表著現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向的 EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已被我國列為高新科技產(chǎn)業(yè)項目之一，國內(nèi)各大院校、科研 機構和企業(yè)已經(jīng)紛紛開始對 EPS 這一領域進行了研究，使得 EPS 得到了迅速的發(fā)展?，F(xiàn)已經(jīng)過 7 年的努力 , 在汽車電動助力轉(zhuǎn)向各個產(chǎn)品的研制和開發(fā)方面已作了大量的工作 , 已經(jīng)取得了相當?shù)某删??？梢钥闯?, 包括 ABS、 TCS 及 EPS 等控制模塊的汽車底盤電子部分將呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步增長的趨勢 , EPS 以其一系列的優(yōu)點代表著當今汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向 ,并將在動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中占據(jù)市場主導地位。 9 檢測傳感器 控 制單元 無刷直流 電 動 機 蝸輪蝸桿減速機構 齒輪齒條轉(zhuǎn)向機構 第 2章 本田飛度 EPS 系統(tǒng)的結(jié)構與工作原理及性能分析 本田飛 度 EPS 系統(tǒng)的結(jié)構組成 及 工作原理 EPS 系統(tǒng) 是在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)作用在方向盤上的轉(zhuǎn)矩信號和車速信號，通過電子控制裝置使電機產(chǎn)生相應大小和方向的輔助力，協(xié)助駕駛員進行轉(zhuǎn)向操作，并獲得最佳轉(zhuǎn)向特性的伺服系統(tǒng)。電動機要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量 比、高起動轉(zhuǎn)矩、較廣且平滑的調(diào)速范圍。電動助力轉(zhuǎn)向有助力電動機早期限曾用過有刷電動機，但是隨著電子技術的發(fā)展，現(xiàn)行的 EPS 系統(tǒng)幾乎都使用永磁無刷直流電動機。在驅(qū)動負載的情況下，要求電動機的起動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動慣量小。 ，電機及其控制器在額定負載下運行時，允許施加周期性過載，過載的倍數(shù)及每次過載持續(xù)時間、間隔時間以及整個運行 時間應在產(chǎn)品標準中規(guī)定，并能在短時間內(nèi)承受過載。作為汽車電氣設備產(chǎn)品，應具有一定的抗鹽霧能力，并能滿足相應的標準規(guī)定。 電動 機對 EPS 系統(tǒng)的性能有很大影響，是 EPS 系統(tǒng)的關鍵部件之一，所以 EPS 系統(tǒng)對電動機有很高的要求，不僅要求轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)矩波動小、轉(zhuǎn)動慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕、而且要求可靠性高，易控制。此外，在選擇電動機時，必須考慮其噪聲和振 動對駕駛員的影響。為了不使電動機和電磁離合器的慣性影響轉(zhuǎn)向系的工作，離合器應及時分離，以切斷輔助動力。當車速達到其一值時，離合器分離，電動機停止工作，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動轉(zhuǎn)向。 飛度的減速機構是蝸輪蝸桿機構，由與助力電機的電樞做成一體的蝸桿和與小齒輪固定成一體的蝸輪組成，為了減小噪聲和沖擊，蝸輪采用樹脂材料，助力電機輸出軸的支撐部位上裝設有橡膠減震器。在輸入軸與小齒輪軸上分別安裝了導桿，磁芯有斜紋槽和垂直槽，斜紋槽插入輸入軸的導桿，垂直槽插入小齒輪軸的導桿?？梢?，扭矩傳感器的功能是通過磁芯位置的變化來反映加在扭桿上扭矩的大小和方向。 電控單元根據(jù)各傳感器輸入的信號通過查詢控制策略表確定控制參數(shù)，并根據(jù)控制參數(shù)控制電動機轉(zhuǎn)動。這樣使轉(zhuǎn)向機具有較好的轉(zhuǎn)向響應，轉(zhuǎn)向操縱靈敏輕便。在汽車低速行駛過程中，當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動后回到中位時，電控單元對電動機進行回正控制，電動機將產(chǎn)生一個與電動機轉(zhuǎn)速成正比的阻力矩，電控單元將使電動機電流逐漸減小，使轉(zhuǎn)向車 輪迅速回正，汽車將具有良好的回正特性。當電動機轉(zhuǎn)矩小于設定值，轉(zhuǎn)速大于阻尼控制表中的數(shù)據(jù)，如：方向盤轉(zhuǎn)速很高，但沒有對方向盤施加作用（引起方向盤的抖動），即需要阻尼 控制，以提高路面路感。其原理為電動機繞組發(fā)生短路時，電動機將產(chǎn)生一個大小與其轉(zhuǎn)速成正比的反向轉(zhuǎn)矩，電控單元就是利用這一特性對電動機進行阻尼控制的。在本次設計中，采扭矩傳感器 車速傳感器 發(fā)動機點火信號 點火開關 12V 蓄電池 輸 入處理電路 E ＣＵ單元 輸出及監(jiān)控電路 自診斷控制端 離合器 直流電機 EPS 指示 15 用全程助力方式：汽車在高速行駛時仍不切斷離合器，利用電動機本身和其內(nèi)部電路構成的回路對汽車原有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增加一個阻尼，這樣能夠進一步提高汽車在高速行駛的穩(wěn)定性，更進一步降低了汽車高速轉(zhuǎn)向變道時方向盤“發(fā)飄”的現(xiàn)象，提高駕駛員駕駛的舒適性。 轉(zhuǎn)向控制（包括常規(guī)控制、回正控制和阻尼控制）是 EPS 系統(tǒng)開發(fā)的核心之一， EPS 系統(tǒng)根據(jù)檢測到的車速，轉(zhuǎn)向盤扭矩和轉(zhuǎn)速信號確定車；輛的運動狀態(tài)，以此來控制助力電機產(chǎn)生相應大小和方向的輔助力。 14 EPS 系統(tǒng)的控制單元（ ECU） 圖 25 電子控制系統(tǒng)的基本結(jié)構 電子控制單元 ECU 作為 EPS 系統(tǒng)的關鍵部件 ,主要有微處理器、與傳感器輸入信號相匹配的接口電路、微處理器內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (A/D)和脈沖寬度調(diào)制器（ PWM） 、監(jiān)測微處理器工作的監(jiān)測電路， 無刷直流電動機的驅(qū)動電路和場效應管（ MOSFET）組成的放大驅(qū)動電路等部分組成。 工作過程是 駕駛員左轉(zhuǎn)動方向盤（從上往下看）時，在扭桿承受向上的扭矩，致使磁芯受到輸入軸上導桿垂直向下的分力作用，磁芯向下運動，向下運動的位移與扭桿所受到的扭矩成正比。 線圈固定在塑料殼里面，磁芯能在輸入軸 /小齒輪軸上上下移動，扭桿的上端通過圓柱銷連接轉(zhuǎn)向軸，傳遞駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時輸入的扭 矩，扭桿的下端是接小齒輪輸出軸，是傳遞路面轉(zhuǎn)向阻力扭矩，扭桿在這兩個扭矩的作用下，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，這個工作過程與液壓助力轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向控制閥的扭桿的工作過程是一樣的。常見的減1— 滑環(huán) 2— 線圈 3— 壓板 4— 花鍵 5—
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