电动助力转向系统开发简介

第1章绪论1.1电动助力转向系统概述随着科学技术的飞速发展，汽车各方面的性能都有了很大的发展，但同时人们对汽车的性能也有了更高的要求。

为了取得更好的汽车性能，充分利用机械和电子两方面的优势，提供机电一体化的解决方案，日益被业界人士推崇为有效的应对策略。

虽然汽车是机械技术的完美再现，但是由于机械技术在短期内不会再有很大的突破，而电子技术正越来越体现出其相对而言更优越的地方，所以研制机、电相结合的汽车相关部件正成为当前的主要趋势。

转向系统作为汽车的一个重要组成部分，也同样顺应这样的发展趋势。

就目前而言，应当说也已经找到了比较完美的解决方案。

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(hydraulic Power steering HPS)再到电子液压助力系统(electric hydraulic power steering EHPS)这三个阶段的演变。

经过多年的探索，电动助力转向（Electric Power Steering ，简称EPS）作为一种全新的动力转向模式走入了业界的视野，并且很快成为动力转向系统研究与开发的的热点。

由于电动助力转向系统相对于液压动力转向系统有着诸多的优点，因此电动助力转向系统及其相关配套的部件的研究与开发正愈来愈备受各主要汽车生产企业的青睐。

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，电动助力转向系统还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。

正是因为由于有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，部分取代了液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering，简称HPS)。

浅析汽车电动助力转向系统开发与验证摘要：随着我国科技的发展，汽车电动助力转向系统也得到了发展，汽车底盘正由传统底盘向线控底盘过渡。

为了追求更高的执行精度、更快的响应速度及更好的安全性，智能驾驶汽车要求底盘系统能够尽可能取消执行机构间的机械连接，用电信号来传递指令。

其中，线控转向是线控底盘中控制横向运动的核心部件，是汽车高阶智能驾驶的重要执行机构。

关键词：引言乘用车转向系统的发展历经纯机械转向系统—液压助力转向系统—电动助力转向系统3个阶段,目前已全面进入电动助力时代。

根据助力形式的不同,电动助力转向系统可分为转向轴助力式、单齿轮助力式、双齿轮助力式、带传动单齿条助力式4种。

选择助力形式的一个关键因素是最大齿条力等力学特性参数,因此转向系统的力学特性分析对电机选型至关重要。

目前对于转向系统的研究大都聚焦于转向控制的策略,对于力学特性特别是齿条力的实车测试方面的分析还比较少。

1汽车电动助力转向系统特征分析1.1耗能量低汽车电动助力转向系统相较于传统汽车转向系统而言，具有耗能量低的特征。

具体而言，传统液压动力转向系统需通过电动机带动液压油流动而产生转向动力，液压油等资源浪费严重，转向能量消耗量大。

而汽车电动助力转向系统则可更好地控制能量输出，在汽车转向时进行能量的输出，实际能耗量低，大大提升了汽车与运行期间的经济效益及安全效益。

1.2转向跟随力强汽车电动助力转向系统的转向跟随力更强，在系统实际运行过程中，电动机与其他结构直接相连，使车轮转向期间前后摆振率降低，切实提高了汽车专项时的效率，对驾驶员的人身安全提供了重要保障。

不仅如此，对传统液压转向系统相比，汽车电动助力转向系统中迟滞效应小，抗扰能力强。

1.3稳定性高汽车电动助力转向系统具有稳定性高的特征。

以汽车高速运行转向情况为判断汽车稳定性的重要依据，采用汽车电动助力转向系统可帮助汽车在方高速行驶期间迅速回正，通过计算机网络系统的全程控制，确保汽车转向期间的安全性，提高驾驶员驾驶体验。

汽车电动助力转向系统1. 概述汽车电动助力转向系统是现代汽车中的一项重要技术，它能够提供更轻松、更精确的转向控制，为驾驶员提供更好的驾驶体验。

本文将介绍汽车电动助力转向系统的工作原理、优势和在汽车行业中的应用。

2. 工作原理汽车电动助力转向系统主要由三个局部组成：电动助力转向助力器、转向传感器和转向控制单元。

2.1 电动助力转向助力器电动助力转向助力器是电动助力转向系统的核心部件，它通过感知驾驶员的转向意图并提供适当的助力来辅助驾驶员转向。

同时，电动助力转向助力器还能通过调节助力的力度来提高转向的精确度和稳定性。

2.2 转向传感器转向传感器用于感知车辆的转向角度和速度，并将转向信号传递给转向控制单元。

转向传感器的准确性和灵敏度对于电动助力转向系统的正常运行至关重要。

2.3 转向控制单元转向控制单元接收来自转向传感器的转向信号，并根据驾驶员的意图和当前道路状况来调节电动助力转向助力器的工作。

转向控制单元使用复杂的算法来实现转向力的精确控制，以提供最正确的驾驶体验。

3. 优势相比传统的液压助力转向系统，汽车电动助力转向系统具有以下优势：•节能环保：电动助力转向系统无需液压泵和液压系统，减少能源消耗和液压油污染。

•精确稳定：电动助力转向系统能够根据驾驶员的意图和道路状况提供精确的转向力，提高驾驶稳定性。

•可调节性强：电动助力转向系统可以通过调节助力的力度来适应不同驾驶条件和驾驶者的需求。

•故障自诊断：电动助力转向系统具有故障自诊断功能，能够及时发现和报告故障，提高驾驶平安性。

4. 应用汽车电动助力转向系统已经在现代汽车中得到广泛应用，并逐渐取代了传统的液压助力转向系统。

它不仅在高档轿车上得到应用，也在中低档车型中得到普及。

除了提供驾驶员更好的驾驶体验外，汽车电动助力转向系统还为自动驾驶技术的开展提供了根底。

与其他汽车电子系统相结合，电动助力转向系统能够实现更高级的自动驾驶功能，为未来智能交通做出奉献。

汽车电动助力转向系统引言汽车电动助力转向系统是一种先进的技术，旨在提供更轻松的驾驶体验和更高的驾驶安全性。

本文将对汽车电动助力转向系统进行综合介绍，包括其原理、功能、优势以及发展前景。

1. 原理汽车电动助力转向系统通过电动机的力量来辅助转向操作。

传统的液压助力转向系统将液体通过泵送到助力转向器以增加转向轮的转向力量，而电动助力转向系统则通过电动机转动转向轮来达到同样的效果。

2. 功能汽车电动助力转向系统具有多种功能，以下是其主要功能：2.1 转向助力最基本的功能是提供转向助力，通过电动助力转向系统，驾驶员无需用力过多就能完成转向动作。

这使得操控汽车更加轻松和灵活，特别是在低速行驶和停车时。

2.2 主动回正电动助力转向系统还具有主动回正功能，即在转向操作完成后，系统会自动将方向盘调整到中性位置。

这种功能提高了汽车的稳定性和驾驶安全性。

2.3 转向感知电动助力转向系统能够感知驾驶员的转向意图，并根据驾驶环境和车辆状态进行相应的调整。

例如，当驾驶员在高速公路上进行快速转向时，系统可以提供更多的助力，以增加操控的稳定性。

3. 优势相比传统的液压助力转向系统，汽车电动助力转向系统具有以下优势：3.1 能量效率电动助力转向系统采用电动机作为动力来源，相比液压系统的泵，其能量损失更小，能够提供更高的能量效率和更低的油耗。

3.2 精确性和可调性由于电动助力转向系统采用电子控制，具有更高的精确性和可调性。

驾驶员可以根据个人喜好和驾驶条件对助力的大小进行调整。

3.3 故障检测和自诊断功能电动助力转向系统具有自动故障检测和自诊断功能。

当系统出现问题时，它能够及时发出警告并提供相应的故障代码，方便修复和维护。

4. 发展前景随着汽车科技的不断发展，汽车电动助力转向系统将会越来越普及。

它能够提高驾驶安全性，减少驾驶负担，提升驾驶体验，是未来汽车发展的趋势。

结论汽车电动助力转向系统是一项重要的汽车技术创新。

它通过电动助力的方式提供更加轻松和精确的驾驶操控体验，并具有更高的能量效率和可调性。

汽车电动助力转向系统开发项目简要说明一、项目概要及背景研制开发汽车电动助力转向系统（简称EPS）。

产品包括转向柱式、齿轮齿条式、小齿轮式三大系列，产品技术水平达到国际先进。

项目从xx年10月开始，计划xx年5月完成。

xx年开始批量生产，达产后年产汽车电动助力转向系统30万套。

汽车电动转向系统是一种新型助力转向装置，它用电机提供助力，助力大小由电控单元(ECU)控制。

它用于汽车转向系统上，可以使汽车转向操作轻便、灵活、可靠，从而获得最佳动力控制，改善转向系统性能，提高安全性；它能节约燃料，有利于环保，是现代汽车发展的高新技术，也是轿车动力转向技术未来发展方向。

国外EPS的研究已经有20多年历史，近年来随着电子技术的发展，EPS成为发展最快的高科技汽车零部件产品之一。

目前日本、欧洲已迅速推广，预测2010年后，顶级轿车将全部安装EPS，全世界30％新开发车型将安装电动助力转向系统。

For personal use only in study and research; not for commercial use目前我国EPS研发处于起步阶段,产品技术处于国外20世纪90年代中期水平,技术落后，软硬件依赖进口，只有少数厂家可以进行以组装为主的EPS 生产。

国内汽车厂商配套主要依赖于进口。

随着汽车工业的发展，我国到2010年汽车产销量将达到1000万辆以上，可以安装EPS的轿车、微型面包车、轻型客车、轻型货车年产量超过400万辆。

我国汽车转向行业“十一.五”专题发展规划,到2010年电动助力转向装置需求量约为100万套。

汽车电动助力转向系统已列入《中国汽车零部件“十一五”专项发展规划》重点发展的产品。

本项目研发的EPS适用于国内大多数中小排量乘用车。

For personal use only in study and research; not for commercial use二、研制开发的目的和意义目前国内1.6升以下乘用车的转向系统主要是机械转向。

电动助力转向控制方法及系统一、简介随着科技的不断发展，汽车行业也在不断地进行创新和改进。

其中，电动助力转向（Electric Power Steering，简称EPS）系统由于其节能环保、舒适性高等优点，已经广泛应用于现代汽车中。

本文档将介绍电动助力转向的控制方法及其系统。

二、电动助力转向系统简介电动助力转向系统是一种以电动机为动力源，通过电子控制单元（ECU）进行控制的转向助力系统。

它主要由电动机、减速机构、扭力传感器、角度传感器、ECU等组成。

系统的主要功能是通过电动机提供适当的辅助力，使驾驶员在驾驶过程中能够更加轻松地操作转向。

三、电动助力转向控制方法1. 扭矩传感器信号处理：扭矩传感器安装在电机轴上，用于检测驾驶员施加在转向轮上的扭矩。

当扭矩发生变化时，扭矩传感器会产生相应的电压信号，这个信号会被送到ECU进行处理。

2. 角度传感器信号处理：角度传感器安装在转向轴上，用于检测转向轮的转角。

当转向轮转角发生变化时，角度传感器会产生相应的电压信号，这个信号会被送到ECU进行处理。

3. 车速传感器信号处理：通过车速传感器来测量车辆的速度，并根据车速的变化调整电动助力转向的输出力。

当车速发生变化时，车速传感器会产生相应的电压信号，这个信号会被送到ECU进行处理。

通常在低速时提供更大的助力，高速时减小助力以增加操控稳定性。

4. ECU处理：ECU接收到扭矩传感器、角度传感器和车速传感器的信号后，会根据预设的控制策略，计算出需要提供的辅助力矩，并控制电动机进行相应的动作。

5. PID控制：在电动助力转向系统中，通常会采用PID（比例-积分-微分）控制算法进行控制。

PID控制器可以根据系统的误差，自动调整控制参数，以达到快速、准确的目的。

四、电动助力转向系统的组成1.电动助力转向电机：负责提供辅助转向力，通常与转向柱相连并安装在转向齿轮或转向柱上。

2.控制单元（ECU）：接收传感器的输入信号，并根据预设的算法和逻辑，控制电动助力转向电机的输出力。

正文本文从六个方面介绍电动助力转向系统的相关知识，主要针对EPS转向系统的必要性、常用类型、重要参数分析、开发基本流程和异响问题的对策方法等方面进行了简要的阐述：一、动力转向系简介1、辅助动力转向的必要性使用大而宽的轮胎以及前轴载荷（整车载荷）增加、转向时需要较大的力、人没有转动的力，所以为了改善驾驶人的操控性，很有必要增加辅助转向机构。

2、辅助动力转向的目的增加辅助动力转向的目的是减轻操舵力和提高驾驶时的操稳性（稳定性、操控性）；二、动力转向系的分类1、类型①液压式(HPS) Y1W②电动液压式(EHPS)③电动式(EPS)：管柱式（C-EPS）: YC5、YL1、YAE、YFE小齿轮输入轴式（P-EPS）：YN5、YY5齿条助力式（R-EPS）:无2、EPS型式管柱辅助小齿轮辅助齿条辅助三、动力转向系关重分析1、EPS系统简图2、扭矩传感器扭矩传感器是通过扭力杆扭转后使两个分相器单元产生一个相对角度。

3、控制器逻辑（ECU）驾驶员操作方向盘时，连接方向盘的扭杆产生形变，其形变角度与方向盘的转矩成正比，转矩传感器将扭杆形变的角度转化为线性的电压输出信号T，并与车速信号V，发动机转速信号W，点火信号G送入到控制器ECU进行综合、分析、判断和运算后，输出电流信号控制助力电机。

助力电机通过传动机构产生助力转矩，该助力扭矩施加到转向轴上，从而辅助驾驶员完成转向操作。

4.2 磨损补偿涡轮蜗杆传动而产生的磨损间隙可以通过下面的方式进行补偿：四、EPS开发流程（转向柱、转向器）1、开发过程开发初期主要确认的参数有：整车质量，前轴载荷，轮胎规格，转向轮转角，最小转弯半径，轴距和轮距等；基本流程如下：2、设计输入转向柱的设计输入主要包括：电机类型、蓄电池电压、额定电流、倾角调节功能及角度、溃缩行程、管柱长度、安装尺寸、减速比、方向盘接口尺寸、点火开关锁口等参数；转向器的设计输入主要包括：齿条最大推力、内外球头中心距、齿条行程、线传动比、齿条直径和安装尺寸等参数。

汽车电动助力转向系统的发展随着科技的不断进步，汽车行业也在不断地进行改革和创新。

汽车电动助力转向系统的发展在近年来得到了广泛关注。

电动助力转向系统通过电动机或者液压泵等方式，为驾驶员提供操控方向盘的帮助，使得操控更为轻松和舒适。

这一系统的发展不仅带来了更好的驾驶体验，也在一定程度上提高了行车的安全性和稳定性。

本文将从电动助力转向系统的发展历程、技术特点和未来发展趋势等方面展开分析。

一、发展历程汽车电动助力转向系统的发展可以追溯到上个世纪70年代，当时一些高端车型开始使用电动助力转向系统，而在20世纪80年代，这种技术逐渐普及并应用于更多的车型中。

随着电子技术的快速发展，越来越多的汽车制造商开始将电动助力转向系统作为标配，甚至将其与先进的主动安全系统相结合，为驾驶员提供更全面的驾驶辅助。

在过去，汽车的转向系统主要采用液压助力转向方式，通过液压泵和液压缸的工作来帮助驾驶员转动方向盘。

而随着电子技术的应用，电动助力转向系统逐渐替代了传统的液压助力转向系统，使得转向系统更为智能化和高效化。

随着混合动力和纯电动汽车的出现，电动助力转向系统也得到了进一步的发展和完善，以适应不同类型汽车的需求。

二、技术特点电动助力转向系统相比传统的液压助力转向系统具有许多技术特点。

电动助力转向系统的配备更加智能化的控制单元，通过精准的电子控制来感知车辆的行驶状态和驾驶员的操控需求，从而实现更为精准和及时的转向助力。

电动助力转向系统采用了先进的电动机或者电动液压泵等设备，通过电能转换为机械能，提供源源不断的助力，使得操控更为轻松和灵活。

电动助力转向系统的节能环保性能也得到了显著提升，用电能取代液压油，降低了车辆能耗和排放。

一些电动助力转向系统还具有自适应和主动安全的功能，能够根据前方道路情况和车辆速度自动调整转向助力，提高行车安全性和稳定性。

而且，通过与车辆的其它系统和传感器相互联动，电动助力转向系统还可以实现车道保持辅助、碰撞预警等先进的辅助功能，为驾驶员提供更为全面的驾驶辅助。

电动助力转向系统1、功能原理汽车电动助力转向（EPS）系统是在机械式转向系统的基础上加装电动机驱动单元构成的。

其主要的是提供助力、改善汽车转向性能、协助驾驶员完成转向操作。

2、组成具体组成原理详细EPS系统由扭矩传感器、车速传感器、电自控制单元（ECU）、助力电动机及减速机构等。

○1扭矩传感器，又称转向传感器，其作用是测定方向盘与转向器之间的相对扭矩，并转化为电信号传递给ECU。

○电动机，其功能是根据ECU的相关指令，输出适宜的转向助力矩，是EPS系统的动力源。

○减速机构，接收电动机的转矩，经减速增矩后传递给转向轴、小齿轮或齿条。

○ECU，是EPS系统的控制中心，根据扭矩传感器和车速传感器的信号进行逻辑分析与计算并发出指令，控制电动机和离合器。

3、基本工作过程汽车转向时，扭矩传感器和车速传感器将检测到的扭矩、方向信号及车速信号传递给ECU，ECU根据扭矩传感器的信号和车速传感器的信号确定电动机扭矩的大小和方向，电动机再通过离合器、减速机构等把此扭矩传递给扭杆，最终起到为驾驶员提供转向助力的效果，使汽车转向更轻便。

车速越低转向助力越大，车速越高转向助力越小。

当车速大于一定值时，取消助力，将直流电动机反接制动，目的是在汽车高速行驶时增加操作方向盘的手感，保证行驶安全。

4、EPS系统的控制方式○助力控制：助力控制是EPS的基本控制模式，包括汽车原地转向助力控制和动态转向助力控制两个方面。

○回正控制：回正控制的目的是使方向盘能够更快、更准地回到中位，避免方向盘产生不必要的抖动。

○阻尼控制：阻尼控制是为了提高汽车高速行驶时的转向稳定性的一种控制模式。

5、EPS的优点○降低了燃油消耗液压动力转向系统需要发动机带动液压油泵，使液压油不停地流动，浪费了部分能量。

相反电动助力转向系统（EPS）仅在需要转向操作时才需要电机提供的能量，该能量可以来自蓄电池，也可来自发动机。

○增强了转向跟随性在电动助力转向系统中，电动助力机与助力机构直接相连可以使其能量直接用于车轮的转向。

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。

电动助力转向系统的开发研究电动助力转向系统(Electric power steering，简称EPS)是世界汽车电子控制技术发展的研究热点和前沿技术之一。

国外汽车电动助力转向已部分取代传统液压动力转向(Hydraulic power steering，简称HPS)。

目前国内清华大学、合肥工业大学等高校正从事该方面的研究，并取得了阶段性的成果，争取进一步改进与完善，早日实现商品化。

EPS 通过对控制器软件的设计，十分方便地调节系统的助力特性，使汽车能在不同车速下获得不同的助力特性，以满足不同的驾驶情况的需求。

同时，EPS 用电动机直接提供助力，它能节约燃料，提高主动安全性，有利于环保。

1、助力转向系统的类型及EPS的基本控制策略1.1 助力转向系统的类型（1）传统液压动力转向液压动力转向的控制阀采用滑阀式，即控制阀中的阀以轴向移动来控制油路。

这种滑阀式控制结构简单，生产工艺性好，操纵方便，宜于布置，使用性能较好。

但是滑阀式控制阀灵敏度不够高，后来逐渐被转阀代替。

（2）电控液压动力转向电控液压动力转向系统的种类很多，但其原理基本上都是通过在油泵或转向器上加装电子执行机构或辅助装置，根据车速信号来控制液压系统的流量或压力。

表1 电控液压动力转向系统的种类（3）电动助力转向系统(EPS)的工作原理图1 EPS的控制系统示意图1—车轮2—拉杆3—齿条4—小齿轮5—离合器6—动力开关7—输出轴8—扭杆9—转矩传感器10—输入轴11—方向盘12—转矩信号13—电机14—电流控制15—控制单元16—车速信号电动助力转向系统的基本组成包括：扭矩传感器、车速传感器、控制元件、电动机和减速机构等。

图1 所示为配用齿轮齿条式转向器的EPS。

信号控制器根据各传感器的输入信号确定助力扭矩的幅值和方向，并且直接控制电机。

电机的输出扭矩由减速齿轮放大，并通过万向节、转向器中的传送装置把输出扭矩送到齿条，使之向转向轮提供助推扭矩。

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。

简述电动助力转向系统的工作原理
电动助力转向系统是一种可以通过电动助力提供转向力的转向系统。

它的主要工作原理如下：
1. 传感器感知：系统中的传感器可以实时感知车辆的转向角度、转向力等数据。

这些传感器可以是角位传感器、转向力传感器等。

2. 数据处理：系统中的控制器接收传感器传来的数据，并进行数据处理和分析。

控制器会根据传感器数据，判断车辆转向的需求，以及转向力的大小。

3. 电机输出：控制器会通过电脑芯片或者其它方式控制电动助力转向系统中的电机。

电机的输出转矩大小会根据传感器数据和控制器的判断进行调整。

4. 助力输出：电机的输出转矩会通过链条、齿轮等装置，最终传递给转向系统。

这样车辆驾驶员在转动驾驶盘时，会感受到来自电动助力转向系统的辅助力。

总体来说，电动助力转向系统的工作原理就是通过感知车辆的转向需求，判断需要的转向力大小，并通过电机输出相应的转矩，提供转向助力，使驾驶员可以更轻松地进行转向操作。

这种转向系统相比于传统的液压助力转向系统具有响应更快、能够进行更精准的力控制等优点。

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。

电控电动转向助力系统EPS 由装在转向器输入端的转矩传感器、电磁离合器、电动机及变速器（减速机构）、电脑（EPS-ECU ）等元件组成。

电脑EPS-ECU 根据转向盘的转向转矩信号、车速信号及驱动电机转速信号的高低，判断发动机是否工作，以决定EPS 系统是否投入工作，在驱动电机静止的情况下EPS 系统停止工作。

经过判断和处理后，根据存储器中事先确定好的助力特性，确定和输出助力转矩电流的大小和方向（助力电动机的正、反转，工作时间及工作频率）。

低速时助力作用大，转向轻便；高速时减小助力，以提高路感和操纵稳定性（无发飘手感）。

工作原理描述：当系统检测到点火开关闭合后，首先对整个EPS 系统进行自 检，确保系统能正常工作，然后分别将继电器与电机离合器闭合，此 时系统处于正常工作状态。

检测转矩信号、车电机变速机构转矩传感器 转向轴电动助力转向控制器速信号、发动机转速信号处理后送八EPS控制器的控制端口。

单片机根据设定好的助力模型，以及接收的端13信号，确定助力的大小及方向，并产生相应的PWM信号驱动直流电动机进行助力转向。

当系统出现异常时，故障指示灯亮，并切断继电器和离合器，从而保护直流电机系统结构图：系统结构原理图：EPS程序流程图：EPS软件设计功能：信号的采集及处理、采样车速、根据助力特性计算目标助力电流、根据助力模式控制电机进行助力控制和阻尼控制等。

根据系统控制软件所要实现的功能要求，本系统控制软件设计采用软件轮询、中断及其子程序调用相结合的结构形式，即主程序轮询加中断服务子程序的形式，其中主程序主要实现系统初始化、各状态标志位的轮询并发出相应的控制指令；根据转矩信号方向标志控制电机助力的转向等。

中断服务子程序主要是采样车速。

子程序主要是根据系统助力特性方程计算当前电机目标助力电流的大小。

汽车电动助力转向系统的发展随着汽车工业的不断发展，汽车的安全性、舒适性和智能化水平也在不断提升。

电动助力转向系统作为汽车操控性和舒适性的重要组成部分，其发展历程也是十分令人关注的。

本文将就汽车电动助力转向系统的发展历程进行介绍和分析。

第一阶段：传统液压助力转向系统在汽车诞生之初，转向系统是通过机械传动来实现转向功能的，这种传统的转向系统需要驾驶员通过自己的力量来操控方向盘，因此操控性较差，而且在操控大轮胎时需要耗费大量的体力。

为了解决这一问题，传统液压助力转向系统便应运而生。

传统液压助力转向系统通过液压原理，利用发动机提供的动力来辅助驾驶员操控方向盘，大大减轻了驾驶员操控方向盘的力量，使得转向更加轻便和方便。

传统液压助力转向系统也存在一些缺点，比如能量损耗大、油液泄露等问题，这导致了科研人员开始着手研究新的助力转向系统。

为了克服传统液压助力转向系统的缺陷，科研人员逐渐将目光投向了电动助力转向系统。

电动助力转向系统是采用电机和传感器来实现转向功能的，不再依赖于液压系统，从而极大地降低了油液泄露和动力损耗的问题。

与传统液压助力转向系统相比，电动助力转向系统具有更加精准灵敏的操控性能，而且在能源利用方面也更加高效，因此逐渐得到了汽车制造商和消费者的青睐。

电动助力转向系统的发展并非一帆风顺，在初期阶段由于技术限制和成本问题，电动助力转向系统的应用范围较为狭窄。

但是随着电子技术的不断进步和成本的降低，电动助力转向系统的应用范围也逐渐扩大，逐渐成为了一些高端汽车的标配，甚至在一些中低端汽车中也开始得到应用。

电动助力转向系统的推广应用，使得车辆的操控性大大提升，同时也为汽车制造商带来了新的发展机遇。

随着汽车技术的不断进步和人工智能技术的发展，智能化电动助力转向系统逐渐成为了汽车电动助力转向系统发展的新方向。

智能化电动助力转向系统不仅具有常规电动助力转向系统的优点，而且还具有更加智能化的功能。

智能化电动助力转向系统可以通过传感器和摄像头实时感知车辆行驶状态和路况，根据实时数据对转向力度进行实时调整，使得车辆在弯道、高速、坡道等不同路况下都能够保持最佳的操控性能。

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。