电动助力转向系统的设计

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 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 。 阐述 了电 动 助 力 转 向 系统 的 工 作 原 理 和 结 构 特 点 ，使 用 ＡＲＭ７
已 经 充 分 体 现 了 它 的 优 势 ，这 是 模 拟 系 统 无 法 达 到 的 。 目 在 检 测 到 汽 车 点 火 信 号 有 效 后 ，当转 向轴 转 动 时 ，扭 矩 传 感
前 ，以 ３２位 处 理 器 作 为 高 性 能 嵌 入 式 系 统 开 发 的 核 心 是 嵌 器 将 检 测 到 的 转 矩 和 转 角 信 号 输 出 至 电 子 控 制 单 元 ＥＣＵ，
稀 溶 液 补 充 。在 运 行 初 期 ，一 直 采 用 按 周 期 定 时 补 充 的 方 式 。 在 该 方 式 下 运 行 时 ，系 统 的 碱 液 浓 度 按 运 行 时 间 呈 下 降 趋 势 且 在 碱 液 浓 度 急 剧 下 降 时 ，判 断 为 汽 油 带 水 以 及 空
升 反 应 的 环 境 温 度 有 利 于 脱 硫 反 应 。 （３）催 化 剂 的 浓 度 要 每 日不 断 补 充 ，若 发 现 其 浓 度 急 剧 下 降 应 从 多 方 面 分 析 解 决 。 （４）空 气 的 注 入 量 过 高 会 对 烃 与 碱 液 接 触 产 生 影 响 还 可 能 对 罐 区造 成 爆 炸 危 险 ；过 低 会 影 响 碱 液 的 再 生 ，从 而 影 响 脱 硫 效 果 ，所 以 要 根 据 其 空 气 量 与 硫 醇 的 关 系 进 行 计 算 分 析 得 出 其 最 佳 操 作 范 围 。

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。

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。

电动助力转向课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电动助力转向系统的基本原理、结构和应用，培养学生分析和解决实际问题的能力，提高学生的实践技能和科学素养。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够描述电动助力转向系统的工作原理、主要组成部分和性能特点；了解电动助力转向系统在现代汽车中的重要作用。

2.技能目标：学生能够运用所学知识分析电动助力转向系统的性能，进行简单的故障诊断和维修；能够设计并实施一个小型的电动助力转向系统实验。

3.情感态度价值观目标：培养学生对汽车行业的兴趣和热情，增强学生对科技创新的认识，培养学生的团队协作能力和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电动助力转向系统的原理：介绍电动助力转向系统的工作原理，包括电动机、转向机、控制器等主要部件的作用和相互关系。

2.电动助力转向系统的结构：讲解电动助力转向系统的结构组成，包括电动机、转向机、控制器、电源、传感器等部件的布局和连接方式。

3.电动助力转向系统的性能：分析电动助力转向系统的性能特点，如助力效果、响应速度、能耗等，并与传统机械转向系统进行比较。

4.电动助力转向系统的应用：介绍电动助力转向系统在现代汽车中的应用情况，以及未来发展趋势。

5.故障诊断与维修：讲解电动助力转向系统的故障诊断方法，如症状分析、故障码读取、实际操作等；介绍常见的故障维修方法和安全注意事项。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课：1.讲授法：通过讲解电动助力转向系统的原理、结构和应用，使学生掌握基本知识。

2.讨论法：学生针对实际案例进行分析讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。

3.案例分析法：通过分析典型故障案例，使学生了解电动助力转向系统的故障诊断和维修方法。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行实验，增强学生的实践技能。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。

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。

目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 助力转向系统的分类 (1)1.2 EPS系统国内外发展研究现状 (1)1.3 EPS的分类 (1)1.3.1 转向轴助力式 (1)1.3.2 转向小齿轮助力式 (2)1.3.3 转向齿条助力式 (2)1.4 电动助力转向系统的优点 (3)1.5 电动助力转向系统的工作原理 (3)2 EPS方案设计 (5)2.1 电动助力转向系统选型 (5)2.2 机械部分系统方案设计 (5)2.2.1 机械部分设计要求分析 (5)2.2.2 机械式转向器方案分析 (5)2.2.3 齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择 (7)2.2.4 转向梯形结构方案分析 (8)2.3 控制部分系统方案设计 (8)2.3.1 控制部分性能要求分析 (8)2.3.2 控制部分方案设计 (10)3 齿轮齿条式转向器设计 (12)3.1 整车性能参数 (12)3.2 齿轮齿条式转向器的设计和计算 (12)3.2.1 齿轮齿条转向器计算载荷的确定 (12)3.2.2 转向器基本部件设计 (15)3.2.3 齿轮轴和齿条的材料选择及强度校核 (21)3.2.4 齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析 (24)3.2.5 齿轮齿条传动受力分析 (25)3.2.6 间隙调整弹簧的设计计算 (25)3.2.7 齿轮轴轴承的校核 (27)3.2.8 键的计算 (28)4 EPS的关键部件和控制策略 (29)4.1 EPS的关键部件选型 (29)4.1.1 电动机 (29)4.1.2 电磁离合器 (29)4.1.3 减速机构 (30)4.1.4 扭矩传感器 (30)4.1.5 电流传感器 (31)4.2 EPS的电流控制 (31)4.3 助力控制 (32)4.4 阻尼控制 (32)4.5 回正控制 (33)5 EPS电机驱动电路的设计 (34)5.1 微控制器的选择 (34)5.2 硬件电路总体框架 (34)5.3 电机控制电路设计 (35)5.3.1 H桥上侧桥臂MOSFET功率管驱动电路设计 (35)5.3.2 桥臂的功率MOSFET管驱动电路 (36)5.4 蓄电池倍压工作电源 (37)5.5 电机驱动电路台架试验 (37)6 结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)摘要电动助力转向 (Electric Power Steering,简称EPS)系统,是继液压助力转向系统后出现的一种新型动力转向系统,具有液压助力转向系统无法比拟的优势,它不仅能节约能源,提高安全性,还有利于环境保护,是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术,是汽车转向系统发展的必然趋势。

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。

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。

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。
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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
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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，°。

的 机 械结 构 图 。系统 的传 动机构采用 电机驱动 ， 取 代了传统机 械液压机 构。
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 隔 离 、 荦 稳 态 保 护 电 路 、Ｐ Ｗ Ｍ 信
也 就是我 们常 说的Ｅ Ｐ Ｓ ，也 可 以 称 为
“ 电 子 控 制 助 力 ” 、它 是 存 Ｅ Ｐ Ｓ 控 制
号 驱 动 电 路 、 锅 甚 板 电机 驱 动 电 路 、 离 合 控 带 ｌ Ｊ 电 路 、 电流 反 馈 电 路 、敝
发 动 帆 脉 冲
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图１ 电动助力转向系统基本结构
图２ 系统硬件原理框图
● 谭 群林
株洲南车时代电气股份有限公司 （ 湖南 株洲４ １ ２ ０ ０ １）
会 根 据 转 向轴 的 转 动 力 矩 、转 向等 数 据 ，向Ｅ Ｐ Ｓ 控 制 器 发 出 动 作 指 令 ， 助
力 电 机 就 会 根 据 具 体 的 需 要 ，输 出 相
应 大 小 的转 动 力 矩 、从 而 宴 现 助 力 转 向 。如 果 不 打 方 向 盘 ．￣ Ｊ Ｅ ｅ ｓ 系 统 就 不 工 作 ，处 于 等 待 调 用 状 态 ，而 且 ， 助 力 电机 的 助 力 输 出 也 随 着 车 速 的 提 高 而 减 小 ．当 车 速 超 过 设 定 值 时 会 停
三类： （ １ ） 机 械 式 液 压 动 力 转 向 系 统： （ ２ ）电子 液压 助力转 向系统 ：
（ ３ ）另外 ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，

电动助力转向系统毕业设计开题报告一、选题背景和意义随着汽车行业的不断发展，电动助力转向系统在汽车领域起到越来越重要的作用。

电动助力转向系统可以通过对转向助力的控制，提供更好的操控性和驾驶舒适度，并减轻驾驶员的转向压力。

因此，对电动助力转向系统进行深入研究和开发具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容和目标本课题主要研究电动助力转向系统的工作原理、控制方法以及其在汽车行业的应用。

具体来说，研究内容包括：1.电动助力转向系统的基本原理和工作机制；2.不同控制方法在电动助力转向系统中的应用；3.电动助力转向系统的动力学建模和仿真分析；4.电动助力转向系统的实验设计和数据分析。

本课题的研究目标主要包括：1.深入理解电动助力转向系统的工作原理和控制方法；2.分析不同控制方法的优缺点，并选择最佳的控制策略；3.建立电动助力转向系统的动力学模型，并进行仿真分析；4.设计实验验证电动助力转向系统的性能和可靠性。

三、研究方法和技术路线本课题主要采用理论研究和实验研究相结合的方法。

首先，通过查阅文献和资料，了解电动助力转向系统的基本原理和控制方法。

其次，对电动助力转向系统进行动力学建模，并通过仿真分析，验证模型的准确性和可靠性。

然后，设计实验平台，搭建电动助力转向系统的硬件环境，开展实验研究，并进行数据分析。

最后，根据实验结果和分析，总结出电动助力转向系统的性能特点和优化方向。

技术路线如下：1.理论研究：查找相关文献和资料，深入了解电动助力转向系统的基本原理和控制方法；2.动力学模型建立：基于已有的理论研究成果，建立电动助力转向系统的动力学模型；3.仿真分析：利用仿真软件，对电动助力转向系统进行仿真分析，验证模型的准确性和可靠性；4.实验设计：根据仿真结果，设计实验平台，并搭建电动助力转向系统的硬件环境；5.实验研究：开展实验研究，记录实验数据，并进行数据分析；6.总结与展望：根据实验结果和分析，总结出电动助力转向系统的性能特点和优化方向，并对未来的研究提出展望。

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。

摘
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.

1.1 转向助力系统的国内外研究现状与发展趋势.......................................................... 1 1.2 选题的目的和意义...................................................................................................... 3 1.3 本课题研究的内容和拟解决的主要问题.................................................................. 4
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