基于的电动助力转向系统的设计
汽车电动助力转向系统设计 毕业论文
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。
基于Abaqus有限元计算的电动助力转向管柱设计
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计基于Abaqus有限元计算的电动助力转向管柱设计王佳良 许栋鹏 赵振川 白雪 王晓山 耿明阳博世华域转向系统（烟台）有限公司 研发技术科 山东省烟台市 265500摘 要： 随着国内汽车行业及新能源汽车领域的快速崛起，产品变革周期缩短，汽车转向系统的研发周期被大幅度压缩。
但随着国内主机厂发布的技术要求各项参数要求的日益严苛，甚至超过合资企业，使得转向系统设计开发面临压力。
本文举例一种电动助力管柱，介绍基于Abaqus有限元仿真软件，通过对主要的技术性能要求（管柱溃缩、静态强度、调节机构强度和刚度、驱动单元强度及管柱的强度等）快速、准确地计算，数据结果证明该思路可以有效缩短转向管柱机械结构设计开发的周期，对于转向系统的设计开发周期而言，运用此方法可以整合出更多的资源进行系统匹配。
关键词：转向管柱 Abaqus 有限元计算 设计开发周期1 引言汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件，其产品性能及可靠性必须满足整车设计和法规[1]。
转向管柱是汽车转向系统中重要的组成环节，其基本作用是将方向盘的转动通过转向机传递到轮毂上，起到控制汽车转向的作用。
其次，汽车是一个复杂的动态系统，面临着各种各样复杂的工况考验，对于转向系统而言，所要面对的工况也是极其复杂的。
目前，随着国内主机厂对整车技术要求日益增高，对转向管柱的一些重要性能，如管柱溃缩曲线、静态强度、调节机构强度和刚度、驱动单元强度及管柱的强度等，会遇到设计完成OTS验证阶段出现达不到技术规范的要求情况，客户会产生大量抱怨，最终会通过赔偿或者签订偏差的形式进行弥补。
针对转向管柱这一情况，本文通过举例一款电动助力管柱设计开发验证过程，通过有限元计算验证各个重要局部小总成性能，最后汇总为转向管柱总成性能，实现转向管柱结构计算、验证及优化的目的，有效避免设计过程中缺陷及性能不达标的问题。
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。
电动助力转向系统参数研究及优化设计
控制参数和转 向性能指标之间 的关系 曲线 ． 以转 向路感 和转 向灵 敏度有效频域 能量均 值为优 化 目标 ， 转 向稳定 性为约束条件 ， 建立 了 Ｅ Ｐ Ｓ系统多 目标优 化设计模 型 ， 并利 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ遗传算法 （ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， Ｇ Ａ ） 工具
稳定 性为约束 条件 ， 以转 向路感 、 转 向灵 敏度 有效 频 域 能量 均 值 为 目标 函数 的 优 化 设 计 模 型 ， 并 利 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ遗传算 法 （ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， Ｇ Ａ ） 工具 箱 对 Ｅ Ｐ Ｓ系统 的参数进 行 了优 化设 计 ． 最后 ， 对 优 化前 后 的结果进行 了对 比分析 ， 验证 了优化设 计 的有效 性 ．
基金项 目： 福建省 自然科学基金资助项 目（ ２ Ｏ ｌ ｉ Ｊ Ｏ １ ２ ９ ８ ） 作 者 简 介 ：王 伟 （ １ ９ ７ ０一） ， 男， 教授 ． Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｍｋ ｗａ ｎ ｇ ＠ｆ ｚ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
第 １期
王
伟， 等： 电动助力转 向系统参数研究及优化设计
Ｐａｒ ａ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｓ ｔ ｕｄ ｙ ａｎｄ ｏ ｐｔ ｉ ｍａ ｌ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｎ
ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍｓ
１ Ｎ Ｇ Ｗｅ ｉ ．Ｙ ０
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｆ ｕ ｚ ｈｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｆｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ３５ ０ ０ ０ ８， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
基于MC9S08JM60的电动助力转向控制系统设计
Ｏ 引 言
电动 助力 转 向系 统 （ 以下 简 称 Ｅ Ｓ 是 汽 车 电 Ｐ） 子行 业 的热 门研究 课 题 之 一 ， 是一 种 利 用 助 力 电 它 机 （ Ｃｍｏ ｒ Ａ ｏｏ） 供 辅 助 转 向力 矩 的动 Ｄ ｔ 或 Ｃｍ ｔ 提 ｏ ｒ
示意 图 。
力转 向控制系统是保 障车辆可靠性和安全性的关键 系统 之一 。Ｅ Ｓ不仅 可 以解决 转 向轻便 性 和转 向安 Ｐ
全性 的 问题 ， 能给 驾驶员 提供 良好 的路 感 ， 还 因而 当 代 汽 车工 业 越 来 越 重 视 Ｅ Ｓ的研 究 和 设 计 。 目前 Ｐ Ｅ Ｓ研究 的 内容 主要 集 中在助力 特 性 的研究 和 硬件 Ｐ
图 １ 电动 助 力 转 向系 统 结 构
基 于 Ｃ ｓ ９０
ｓ ｅｉｇｓｓ ｍ （ Ｐ ）ｃｎｒｌ ｙｔ ｔｒ ｔ ｅ ｎ ｙｅ Ｅ Ｓ ｏｔ ｓ ｍ．Ｆ ｚｙｃｎｒｌ ｔ ｔ ｙ ｎｒｍ ｎ ｌＰＤ ａｇｒｈ ｏｓ ｅ ｕｚ ｏ ｔ ｒ ｅ ，ｉｃｅ ｅｔ Ｉ ｌ ｉ ｍ，ｃｍ ｒ ｅｓ ｅｃｍ ｅｓｔ ｎ ｏ ｓａ ｇ ａ ｏｔ ｏ ｐｅ ｎｉ ｏ ｐ ｎａｉ ｈ ｖ ｏ
算法 、 综合 补偿控制 以及分层结构模块化设计 思想 ， 并利 用基于 软件冗余技 术 的容错 方法 来对系统进 行改进 ， 最后
给 出该控制系统的设计方案和相关设计 内容 ， 并进行相关 的试验对控制效果进行检验 。
关键词 ： 电动助力转 向系统 ； 模糊控制 ； 增量式 ＰＤ； Ｉ 软件冗余 技术
中 图 分 类 号 ： Ｍ３ １ Ｔ ８ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ７ １ （０ ２ ０ － ０ ７ ０ １０ － ０ ８ ２ １ ）７ ０５ － ５
基于DSP的电动助力控制系统
邮局订阅号：82-946120元/年技术创新嵌入式与SOC《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注基于DSP 的电动助力控制系统Electric Power Steering System Based on DSP(1.海军驻洛阳407厂军事代表室;2.中国空空导弹研究院)张彤1钱津伟2ZHANG Tong QIAN Jin-wei摘要:本文首先介绍了电动助力转向系统的结构及工作原理,确定出相应的控制策略;控制策略是否得当将直接影响到EPS 系统的性能,在总结系统控制目标的基础上,分析了助力控制、回正控制和阻尼控制三种基本控制模式,并确定了各种控制模式的实施时机。
结合DSP TMS320F2812设计了EPS 的控制方案,包括软件硬件两部分,最后进行了实验验证,结果表明该EPS 控制系统有较好的动态性能,符合设计要求。
关键词:助力转向;电机;DSP 中图分类号:TP27文献标识码:AAbstract:In this paper,First I introduce the structure and operating principle of EPS system,then analyze suitable control strategy.The fundamental function of EPS is to provide assistance torque,on the basis of system target I design three control model:assis -tance control,return control,damping control,and definite the condition to carry out corresponding model.The core of EPS is control unite,I chose DSP TMS320F2812a product by TI company which is used in motor control,to undertake this task,the performance of EPS system is verified experimentally.Key words:Power Steering;Motor;DSP文章编号:1008-0570(2012)10-0185-02引言电动助力转向系统(Electric Power Steering,缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的转向系统,其助力范围由最早的低速范围助力发展为全速范围助力,助力形式不断完善,助力功能逐步提高。
线性电动助力转向系统的设计与性能分析
线性电动助力转向系统的设计与性能分析引言随着汽车行业的发展，电动助力转向系统得到了广泛的应用。
传统的液压助力转向系统存在一些问题，例如油液泄露、能量浪费等。
而线性电动助力转向系统作为一种新兴的技术，具有更高效、更可靠的特点。
本文将探讨线性电动助力转向系统的设计原理和性能分析。
一、线性电动助力转向系统的原理线性电动助力转向系统是一种基于电机驱动的转向系统。
它通过电机控制活塞的运动，从而实现对转向系统的辅助力矩调节。
其基本原理是利用电机的力矩产生能力，通过齿轮和传动杆将电机的旋转运动转换为线性运动，进而作用于转向系统。
二、线性电动助力转向系统的设计要点1. 动力系统设计线性电动助力转向系统的动力系统设计是整个系统的核心。
首先需要确定所需要的动力大小和速度范围。
通过计算所需的辅助力矩和转向速度，选择合适的电机型号。
然后根据电机的特性，确定适当的减速比和传动杆长度，以保证系统能够提供足够的力矩和速度。
2. 控制系统设计线性电动助力转向系统的控制系统设计则需要考虑到系统的精度和稳定性。
通过传感器对转向系统的状态进行实时监测，将监测结果反馈给控制器。
控制器根据反馈信号调节电机的工作状态，以实现辅助力矩的精确调节。
同时，还需要考虑到系统的故障检测和保护功能，以确保系统的安全性和可靠性。
3. 机械结构设计线性电动助力转向系统的机械结构设计需要考虑到系统的紧凑性和可靠性。
通过合理设计的传动杆和齿轮系统，将电机的旋转运动转换为线性运动，并将辅助力矩传递给转向系统。
同时还需要考虑到系统的噪音和振动问题，通过合理的隔振和减震设计来提高系统的舒适性。
三、线性电动助力转向系统的性能分析1. 力矩输出性能线性电动助力转向系统的力矩输出性能是衡量系统性能的重要指标。
通过力矩传感器对系统的输出力矩进行实时监测，可以评估系统的稳定性和精度。
同时，还需要考虑到辅助力矩的增益和响应速度，以提高系统的灵敏性和控制性。
2. 能量效率线性电动助力转向系统的能量效率直接影响到系统的能耗和使用寿命。
汽车电动助力转向系统的设计
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。
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ
ｓｔｅｅｒｉｎｇ；ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ；ＰＷＭ
０
引
言
Ｐｏｗｅｒ
矩，送给电子控制单元（ＥＣＵ），电子控制单元再综合车 Ｓｔｅｅｒｉｎｇ，ＥＰＳ）系统 速传感器送来的车速信号，并根据相应的控制策略确定 一个目标电流，控制电动机转动。电动机的输出转矩通 过离合器、减速机构的作用使车轮偏移一定的角度，从 而起到对转向系统的助力作用。电子控制单元对传感 器检测到的上述信号进行运算分析后，向驱动单元送出 合理的控制信号，控制电机的电流大小和方向，同时将 电压的电流信号作为反馈信号送到电子控制单元，形成 闭环控制方式。
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ
ＹＡＮＧ
ｏｎ
ＤＳＰ
Ｘｉｎ－ｈｕａｌ。ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇ－ｓｈｕａｎ９２
（１．Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔｉｅｌｉｎｇ １１２０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｉｄｉｎｇ Ｆｉｒｅ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ Ｃｒｅｗ．Ｔｉｄｉｎｇ １１２０００，Ｃｈｉｎａ）
图１
电动助力转向系统示意图
电动助力转向系统硬件设计
控制原理
ＥＰＳ系统硬件控制原理如图２所示，该系统是利
万方数据
第１１期
杨新华等：基于ＤＳＰ的电动助力转向系统的设计
２０９
用电流反’馈技术建立起来的，其控制核心为
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ ＤＳＰ。当汽车点火时，接通蓄电池电
源，ＤＳＰ上电后对ＥＰＳ系统进行自检，自检通过后，闭 合继电器和离合器，ＥＰＳ系统开始工作。当驾驶员转 动方向盘，即把扭矩传感器检测到方向盘的扭矩和转动 方向信号，车速传感器检测到车速信号，经过处理之后 送到ＴＭＳ３２ＬＦ２４０７Ａ相应端口，ＤＳＰ根据方向盘扭 矩，通过ＰＷＭ口发出电流指令和相应的转向控制端口 发出转向命令，通过驱动电路及由４个ＭＯＳＦＥＴ组成 的Ｈ桥电路驱动电机转向。在此过程中，ＤＳＰ检测到 有故障发生时，将驱动警示灯发亮进行报警提示，同时 断开继电器，恢复到机械转向状态。 ３控制策略 利用电动机转矩和电流成正比的特性，采用控制电 动机电枢电流的方法，实现助力控制［１…。助力控制是 在转向过程中为减轻方向盘的操纵力，通过涡轮蜗杆减 速机构把电动机转矩作用在转向轴上的一种基本控制 模式。将方向盘转矩传感器检测到的转矩信号和车速 传感器检测到的车速信号输入到ＤＳＰ控制器中，根据 “扭矩一电动机助力目标电流”，确定电动机助力的目标 电流，输入到电动机，然后将霍尔电流传感器检测到的 实际电流和目标电流进行比较，利用ＰＩＤ调节器进行 调节，然后输出ＰＷＭ信号到驱动电路，进行电动机助 力，电动助力转向系统（ＥＰＳ）的基本控制过程如图４
ｔｏ
ａｄｊ
ｐｏｗｅｒ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｓｔｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅ
Ｍａｔｌａｂ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｓ
ｆｏｒｍｅｄ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｐｒｏｖｅ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｗｅｌｌ ｐｏｗｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．
电动助力转向（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
是一种依靠电动机直接提供辅助转矩的动力转向系统， 将最新电力电子技术与电机控制技术应用于汽车转向 系统，大大提高了汽车的经济性、动力性和机动性，适应 了现代汽车技术的要求［１。３］，并且节约燃料，有利于环 保，已成为目前世界汽车技术发展的研究热点和前沿技 术之一［４］。与传统的液压转向系统相比，ＥＰＳ系统可 较容易地实现在车速不同时电动机提供的助力也不同， 保证汽车在低速行驶时转向轻便灵活，高速行驶时转向 稳定可靠［５‘６］。本文基于电动助力转向原理，采用了 ＰＩＤ控制策略，设计了一种基于ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ 以达到较好的转向性能。
２０１１年６月１日 第３４卷第１１期
现代电子技术
Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｊｕｎ．２０１１
Ｖ０１．３４ Ｎｏ．１１
基于ＤＳＰ的电动助力转向系统的设计
杨新华１，王勇双２
（１．辽宁工程职业学院，辽宁铁岭１１２０００；２．铁岭市消防支队，辽宁铁岭１１２０００）
摘
要：电动助力转向（ＥＰＳ）是一种新型的汽车动力转向技术。设计了一种基于ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ ＤＳＰ控制的汽车电
号采集滤波子程序等。
［７］苏奎峰，吕强，耿庆峰，等．ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２原理与开发ＥＭ］．
北京：电子工业出版社，２００５．
Ｅｓ］王茂飞，程昱．ＤＳＰ技术与应用开发［Ｍ］．北京：清华大学出
版社，２００７．
［９］张雄伟，邹霞，贾冲．ＤＳＰ芯片原理与应用ＥＭ］．北京：机械
图４
电动助力转向系统基本助力控制过程
功能较强大的１６ ｂ定点ＤＳＰ芯片之一［７］。 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ是集成ＣＡＮ通信接口的低成本数字 处理器，面向电机的数字控制，运用于汽车电子领域。它 采用高性能静态ＣＭＯＳ技术，具有低功耗和高速度的特 点，工作电压为３．３ Ｖ，减少了控制器的功耗，４０ ＭＩＰＳ的 执行速度，提高了控制器的实时控制能力，片内３２ ＫＢ的 ＦＬＡＳＨ程序存储器，２０５ ＫＢ的数据／程序ＲＡＭ，５４４
Ｂ ３．１
电机助力控制算法 控制系统根据驾驶员加在方向盘上的力矩和当时
的车速，按照预制助力特性确定电机目标助力电流的大 小和方向。助力变化区域中，方向盘输入力矩与助力矩 按线性规律变化。其函数表达为：
ｒ０，
ｏ≤Ｔｄ＜Ｔｄｏ
双口ＲＡＭ和２ ＫＢ的单口ＲＡＭ，１６通道１０位Ａ／Ｄ转
ｆ＝Ｊ ｋ（口）×（Ｔｄ—Ｔｄｏ），Ｔｄｏ≤Ｔｄ＜Ｔｄ。。 【Ｉｎ。，Ｔｄ≥≥Ｔｄ。。。 式中：Ｊ为电动机目标电流；Ｊ。，为电动机最大工作电 流；Ｔａ为方向盘输入转矩；志（口）为助力特性曲线的梯 度，随车速增加而减小；Ｔ∞为系统开始助力时的方向 盘输入力矩；Ｔｄ。，为系统提供最大助力时的方向盘输 入力矩。 本系统采用直线型助力特性曲线，横坐标为方向 盘输入扭矩（单位：Ｎ・ｍ），纵坐标为助力电流ｆ。，其 中，Ｔｄｏ一±１
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｔｅｅｒｉｎｇ（ＥＰＳ）ｉｓ ｐｏｗｅｒ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ａ
ｎｅｗ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｏｎｅ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｒｅ
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ ＤＳＰ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄ ｉｔｓ ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｏｒｍ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｒａｍｅ
京：北京交通大学，２００７．
４
ＥＰＳ系统软件设计 根据上述控制方法，设计了相应控制软件。ＤＳＰ
Ｅ６］荆体魁．汽车电动助力转向控制系统的设计ＥＤ］．大连：大连
理工大学，２００５．
上电后要进行特殊功能寄存器的初始化，包括定时器工 作方式、Ａ／Ｄ采样方式设置等。初始化设置结束后，开 始检查ＥＰＳ系统中的电机、离合器、扭矩传感器等工作 是否正常，如有故障则点亮警示灯进行报警，若一切正 常则ＥＰＳ系统开始正常的电动助力控制，主程序流程 如图６所示。整个程序还包括一些子程序、如系统初始 化子程序、定时器中断子程序、故障信号检测子程序、信
ｓｔｒａｔｅｇｙ ｕｓｔ ｔｏ ｃａｒｒｙ
ｏｎ
ｉｎ—
ｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｄｏｐｔｓ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
ｔｏ
ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｍｏｔｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ，ａｎｄ ｍａｋｅｓ
ｕｓｅ
ｏｆ
ＰＷＭ
ｐｅｒ—
ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ
１ ＤＳＰ
控制的ＥＰＳ系统，仿真结果表明采用ＰＩＤ控制方法可
ＥＰＳ系统结构和工作原理 图１所示为典型的齿轮一齿条式电动助力转向系统
示意图，其基本组成包括扭矩传感器、车速传感器、电子 控制单元（ＥＣＵ）、电动机、减速机构及齿轮齿条转向器 等。当汽车转向时，扭矩传感器测出方向盘的输出扭
２．１ 收稿日期：２０１１＿０２—２１ ２
２．３
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ电源电路 本系统选用５ Ｖ蓄电池电源，由于
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ芯片的工作电压为３．３ Ｖ，所以必须 使用电源转换芯片。本系统采用ＴＩ公司的ＴＰＳ７３３３Ｑ 电源转换芯片完成５ Ｖ到３．３ Ｖ的转换。该芯片使用 ＰＭＯＳ晶体管传送电流，其栅极由电压驱动，工作电流 低且在全负载内不变，具有内部电流限制和过热保护的 特点，同时该芯片提供上电复位信号。
参考文献
［１］李慧琪，李伟光，王元聪。汽车电动转向系统的现状和发展
的稳定性和响应品质都比较好。因此，采用ＰＩＤ控制 算法能较好地按照控制策略的要求提供转向助力。
２１０８
主。１。６
￥１２
，Ｖ一］ｊ；｛ｊ
，；
ＰＩＤ
口］．电子技术，２００７，１０（８）：８４—８７． ［２］陈伯时．电力拖动自动控制系统ＥＭ］．北京：机械工业出版
ｋｍ／ｈ，方向盘转矩工作在一１０～＋１０ Ｎ・ｍ之间，
进入一７～＋７ Ｎ・ｍ后电动机电流达到饱和，电动机的 最大工作电流小于２０ Ａ。随着车速的增加，电机电流 减小，助力斜率减小，手感由轻转重，方向盘顺时针转向
万方数据
２１０
现代电子技术
２０１ｉ年第３４卷
和２００３．
黜
墓。６
２。
／
／
／
｜ ，
［３］韩胜利．基于ＤＳＰ的汽车电动助力转向控制系统研究ＥＤ］．
长春：吉林大学，２００６．
ｑ
Ｅ４３唐子雷，李伟．汽车电动助力转向电子控制系统的研究ＥＪ］．
机械管理开发，２００７，８（４）：１０－１２． 图５助力转矩阶跃响应曲线