【正文】 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)。高等教育出版社。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)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)研究。汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。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。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)。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。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。從他們身上我學(xué)會了該如何去做科學(xué)研究，并體會到了科學(xué)研究的真正意義和價(jià)值。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。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。(3).，左右呈線性變化，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到左右極限位置時(shí)。(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。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。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。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。(3) .反向沖擊實(shí)驗(yàn)將被試裝置安裝在試驗(yàn)臺架上，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。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。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稱度。此外還要對設(shè)計(jì)的EPS進(jìn)行以下規(guī)定的性能實(shí)驗(yàn)。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。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。一般使用的數(shù)據(jù)采集卡是臺灣研發(fā)的PCI1713數(shù)據(jù)采集卡。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。隨著轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的增加，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號逐漸增大，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、車輛行駛速度、車輛負(fù)重載荷、路況確定。采樣系統(tǒng)的PC機(jī)兼視試驗(yàn)臺的各種傳感器的信號變化。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)臺包括三個(gè)部分，分別為臺架部分、助力電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)和信號采樣分析系統(tǒng)。 EPS試驗(yàn)臺架的介紹電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗(yàn)臺架可以精確地模擬在高速中不同路面狀況下，路面對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。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)）的聲音會和平常情況下有所不同，稍微會一點(diǎn)兒方向，這種聲音就會消失。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。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。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)常會將方向打死，這樣做很容易對助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)造成損失。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。導(dǎo)致轉(zhuǎn)向沉重的具體原因有：1．液壓系統(tǒng)油量不足、油路密封性能差、有空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)內(nèi)部、液壓泵的齒輪泵腔磨損嚴(yán)重或帶動(dòng)液壓泵的皮帶齒輪損壞，這些都可導(dǎo)致轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)不起作用。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)矩信號和由車速傳感器檢測的車速信號輸入控制器單片機(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。對于高速行駛，為防治轉(zhuǎn)向戶政超調(diào)，采用阻尼控制方式。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)。汽車在行駛過程中轉(zhuǎn)向時(shí)，由于轉(zhuǎn)向輪注銷后傾角和主銷內(nèi)傾角的存在，使得轉(zhuǎn)向輪具有自動(dòng)回正的作用。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。同時(shí),高速行駛時(shí),由于路面偶然因素的干擾引起的側(cè)向加速度較大,傳到方向盤的力矩比低速行駛時(shí)要大,為了抑制這種橫擺振動(dòng),必須采用主動(dòng)阻尼控制。汽車在高速行駛時(shí)，如果轉(zhuǎn)向過于靈敏，駕駛員就會有通常說的“飄”的感覺,這給駕駛帶來很大的危險(xiǎn)。微機(jī)可以根據(jù)各種傳感器的信號，判斷轉(zhuǎn)向狀態(tài)，選擇執(zhí)行不同控制模式，并根據(jù)這些要求制定EPS的控制策略。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。點(diǎn)火開關(guān)的通斷（ON/OFF）信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換接口送入電動(dòng)機(jī)和離合器的驅(qū)動(dòng)放大電路中，控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向和離合器的離合。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)電源電壓反饋信號電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制框圖轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號和車速信號經(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。電子控制電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的控制系統(tǒng)如圖所示。ECU還具有安全保護(hù)和故障診斷功能。其工作過程是：當(dāng)轉(zhuǎn)矩信號和車速信號輸入單片機(jī)后，單片機(jī)根據(jù)這些信號計(jì)算出最優(yōu)化助力轉(zhuǎn)矩，然后輸出此值給D/A轉(zhuǎn)化器，輸出電流指令信號給電動(dòng)機(jī)控制電路，由控制電路決定電動(dòng)機(jī)作用的大小和方向?？刂朴|發(fā)信號端的電流大小，就可以控制電動(dòng)機(jī)通過電流的大小。當(dāng)Q2端得到輸出信號時(shí)，Q2處晶體管導(dǎo)通，Q3處得到基極電流而導(dǎo)通，電流經(jīng)Q3處晶體管的發(fā)射極和集電極、電動(dòng)機(jī)M、Q2的集電極和發(fā)射極搭鐵，電動(dòng)機(jī)有電流通過而正轉(zhuǎn)。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。應(yīng)著重考慮如何提高路感、降低噪聲和振動(dòng)，如在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子周緣開設(shè)不對稱或螺旋狀的環(huán)巢、考特殊形狀的釘子產(chǎn)生不均勻磁場等來提高電動(dòng)機(jī)的性能。而且要求可靠性能高、控制性能好。 電動(dòng)機(jī)EPS的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，通常采用無刷式用詞式直流電動(dòng)機(jī)，其功用是根據(jù)ECU的指令產(chǎn)生相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。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)。為了減少與不加轉(zhuǎn)向助力時(shí)駕車感覺上的差異，離合器不僅具有滯后輸出的特性，同時(shí)還聚喲半離合器狀態(tài)區(qū)域。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。當(dāng)電流通過滑環(huán)進(jìn)入離合器線圈時(shí)，主動(dòng)輪產(chǎn)生電磁吸力，帶花鍵的壓板被吸引與主動(dòng)輪壓緊，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過電動(dòng)機(jī)軸、主動(dòng)輪、壓板、花鍵、從動(dòng)軸傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。干式單片電磁離合器的工作原理如圖所示。當(dāng)車速超出設(shè)定范圍時(shí)，離合器斷開，電動(dòng)機(jī)不再提供助力，轉(zhuǎn)入手動(dòng)狀態(tài)。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。目前采用較多的是在轉(zhuǎn)向軸位置加一扭桿，通過測量扭桿的變形得到扭矩。這些信號都是 的控制信號。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的布置圖扭矩傳感器的功能是測量駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩大小與方向，以及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向。因而EPS對齒輪的強(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)。在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，多數(shù)情況下駕駛員的轉(zhuǎn)向力矩