eps仿真毕业设计论文

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1、浙江工业大学毕业设计（论文）第一章绪论汽车转向系统是驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销的转角来操纵汽车运动方向的机构，同时它又可以凭借转向盘（反作用）力，将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者的系统。目前动力转向系统可分为机械式转向和动力转向。机械式转向是以人的体力为能源，所用的力传递部件都是机械的，它主要由操纵机构、转向器和转向传动机构组成。转向器的好坏直接影响到汽车行驶的安全性和可靠性。汽车动力转向系统是在机械转向系的基础上增设了一套转向助力机构，它兼用驾驶员的体力和其它动力作为转向能源。1951年克莱斯勒

2、公司最先在轿车上采用液压助力转向，标志着轿车应用动力转向技术的开始。液压助力转向是利用油泵建立一定的压力，再经过控制阀来调整压力油的流量，根据汽车的行驶状态，控制转向系统。但是传统的液压动力转向系统基于液压动力转向系统的任何技术革新都无法消除其自身在布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、噪声等方面的问题。伴随着现代控制技术和电子技术的发展，电动助力转向系统（electricpowersteering,简称EPS）逐渐成为世界汽车技术发展的热点之一。1.1EPS系统的分类根据汽车前轴负荷的不同，助力电机的安

3、装位置也不同。当前轴负荷较小时，电机及减速装置与转向轴相连，称为转向轴助力式；当前轴负荷中等时，电机及转向器与转向小齿轮相连，称为转向齿轮助力式；当前轴负荷较大时，电机及减速器则与转向器齿条轴相连，称为转向齿条助力式。1.2EPS系统工作原理EPS主要由转矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）组成。它是一种直接依靠电机提供转矩的动力转向系统[6]。EPS是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，其系统框图如图1-1所示。不同类型的EPS基本原理是相同的：转矩传感器与转向轴（小齿轮

4、轴）连接在一起，当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动角位移变成电信号传给ECU，ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，从而完成实时控制助力转向。因此它可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。因此EPS助力特性的设置具有较高的自由度。45浙江工业大学毕业设计（论文）ECU转矩转矩传感器减速机构离合器电动机电流转角车速齿轮齿条式转向器图1-1电动助力转向系统框图1

5、.3国内外汽车电动助力转向系统的发展在欧美、日本等汽车工业发达的国家，汽车电动助力转向系统的研究已经趋于成熟和完善。自1996年以来，采用电动助力转向的车型不断增加，并开始向大排量的车型普及。到2006年，安装EPS的装车率超过40%，特别是在非常注意环境保护的欧洲已超过50%。在日本，许多车型尤其是微型车都采用了电动助力转向，例如铃木的MRWagon、本田的Fit、大发的MAX以及丰田的混合动力车PRIUS等。世界各大汽车厂商对EPS的开发都极度重视。本田公司认为：EPS完全具备了作为二十一世纪汽车动力转向

6、系统的必要条件。电子控制是汽车各个系统信息交换不可缺少的手段，由此车辆的各个系统才能向高度集成的综合性控制方向发展[3]。TRW公司认为：从长远的发展来看，目前轿车上广泛使用的HPS（液压助力转向）将被淘汰，取而代之的是EPS。TRW公司估计，到2010年，全世界轿车的动力转向系统中，EPS占1/3。英国卢卡斯公司认为：EPS是轿车动力转向技术未来的发展方向，对于HPS来说无疑是一场技术革命[5]。2000年9月，我国科技部、财政部和国家税务总局联合公布，将EPS列为汽车零部件“高新技术产品”之一。在国内，由

7、于汽车工业的起步较晚，还没有成熟的电动助力转向系统的产品。许多科研院所和高校都在积极进行汽车电动助力转向的设计和研究。45浙江工业大学毕业设计（论文）第二章总体设计2.1EPS构成（1）转矩传感器转矩传感器的功能是测量驾驶员作用在转向盘上的力矩大小和方向。其测量系统比较复杂且成本较高，所以性能可靠的低成本转矩传感器是决定EPS能否占领市场的关键因素之一。转矩传感器主要有接触式和非接触式两种。常用的接触式（主要是电位器式）传感器有摆臂式、双排行星齿轮式和扭杆式三种类型；非接触式主要由光电式和磁电式两种。（2）车

8、速传感器车速传感器常采用电磁感应式传感器，安装在变速箱上。该传感器根据车速的变化，把主副两个系统的脉冲信号传送给ECU，由于是两个系统，因此信号的可靠性提高了。（3）电动机电动机的功能是根据电子控制单元的指令输出适宜的辅助转矩，是EPS的动力源。电动机多采用永磁式直流电动机。根据EPS系统设计要求，一般要对电动机的结构做一些改进，如在转子表面开出斜槽，定子磁铁做成不等厚等。（4）减速机构和离合器减速