汽车转向系统EPS设计(论文)
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。
(完整版)汽车转向系统最新毕业论文设计
优秀论文审核通过未经允许切勿外传开题报告一、背景、现状及发展趋势转向系统：用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统(steering system)。
汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。
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。
汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。
完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统。
借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。
动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。
随着产业布局、产品结构的调整，就业结构也将发生变化。
企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加，培养相当数量的具有高等文化水平的职业人才，成为迫切要求。
据统计，目前，我国技术工人中，高级技工占 3.5℅，中级工占35℅，初级工占60℅。
而发达国家技术工人中，高级技工占35℅，中级工占50℅，初级工占15℅。
这表明，我们的高级技工在未来5—10年内仍会有大量的人才缺口。
因此熟悉汽车转向系统，熟练掌握现代化汽车转向系统的设计、操作和维护的应用型高级技术人才成为社会较紧缺、企业最需要的人才。
随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。
现代汽车转向装置的设计趋势主要向适应汽车高速行驶的需要、充分考虑安全性、轻便性、低成本、低油耗、大批量专业化生产发展。
通过本次毕业论文对转向系统进行进一步的了解，并且结合通过实习了解的知识对转向系统的可能出现的问题进行分析和解决方法，从而提高自身对转向系统的深入认识二、设计目的通过本次毕业设计使自己对汽车转向系统在故障诊断和维修方面有更为充分、细致的理解，进一步掌握转向系统的原理、应用和CADCAM软件应用。
三、设计工作1、概述2、转向系统现阶段的主要类型3、汽车转向系统可能出现的问题和分析4、汽车转向系统的新发展---整体式、半分置式及联阀式动力转向结构四、时间安排项目时间截点备注论文题目确定2011年2月25日开题报告2011年3月4日论文初稿2011年4月15日论文定稿2011年5月7日论文答辩2011年5月15日二次答辩2011年5月22日目录浅析汽车转向系统常见故障诊断与维修 (2)摘要 (2)绪论 (3)1 概述 (4)1.1 什么是汽车转向系统 (4)1.2 汽车转向系统概述 (4)1.3 转向系统简介及工作原理 (4)2 汽车转向系统的故障诊断 (10)2.1 机械转向系故障诊断 (10)2.2 动力转向系故障诊断 (12)2.3 转向系仪器检测 (14)3对汽车转向系统的故障进行维修 (16)3.1机械转向系的维修 (16)3.2动力转向系的维修 (19)4结论……………………………………………………………………………………………22谢辞 (23)参考文献 (24)英文资料 (25)中文翻译 (30)浅析汽车转向系统常见故障诊断与维修摘要：本文阐述了汽车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理、及可能出现的故障，同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案；采用了理论与实际相结合的方法，对每个问题都有良好的认识，对所学内容进行了良好的总结归纳，以此进一步熟悉掌握汽车转向系统的各方面知识，深化巩固所学知识，做到理论与实际相结合，在理论学习的前提下，用实际更好的理解所学内容。
汽车电动助力转向特性分析-标准排版的本科论文
汽车电动助力转向特性分析摘要：汽车电动助力转向系统(Electric Power Steering System简称EPS)是近年来发展起来的种新型动力转向系统，具有节能、质量轻、安全、环保等一系列优点，正逐步取代传统的液压助力转向系统，成为未来汽车转向系统的发展方向，其出现并迅速成为世界汽车技术研究的热点。
汽车转向系统的发展经历了从简单的纯机械转向系统、液压助力转向系统，电控液压助力转向系统，到更为节能、操纵性能更好的电动助力转向系统这几个阶段。
本文论述了EPS的特点、工作原理、结构组成、国内外的研究现状，通过对EPS各组成部分和汽车转向系统的分析出了EPS性能评价指标，并对三种助力特性曲线的特点进行了分析和比较。
EPS系统作为今后汽车转向系统的发展方向，这给EPS带来了更加广阔的应用前景。
关键词：电动助力转向；特性；发展Electric Power Steering Characteristics were AnalyzedAbstract ：EPS is a new type of automobile steering system，which has the advantages of saving fuel，light，safety and producing less pollution. EPS is taking the place of HPS gradually and becoming the trend of steering system. It is rapidly become the hotspots in the research of automobile technology of the world.The developing process of steering system has experienced several phases from the simple Mechanical Steering System, Mechanical-Hydraulic Steering System to Electric-Hydraulic Steering System，till the Electric Power Steering System(EPS) with lower energy consumption and higher performance.The article discusses the characteristics of EPS，working principle，composition and the research status of domestic and abroad. Through the analysis of components of EPS system and the steering system, then the state function of the combination system model was deduced and the model for simulation was built in this paper. Given the EPS performance evaluation，analysis and compare the three types of assist characteristic，and then design a new type of assist curve in order to reduce the steering force which based on the parameters of a certain type of car. EPS has a great use in future.Keyword: Electric power steering Characteristic Development目录1 绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2国内外发展状况 (3)1.2.1国外发展状况 (3)1.2.2 国内发展状况 (4)2转向系统的概述 (6)2.1转向系统的发展过程 (6)2.1.1机械式转向系统 (6)2.1.2液压式助力转向系统(HPS) (7)2.1.3电液式助力转向系统(EHPS) (8)2.2电动助力转向系统 (10)2.2.1电动助力转向系统的结构 (10)2.2.2电动助力转向系统的工作原理 (11)2.2.3电动助力转向系统的类型 (13)2.2.4电动助力转向的关键技术 (14)2.2.5电动助力转向系统的优点 (15)3 电动助力转向系统受力与性能分析 (17)3.1电动助力转向系统受力 (17)3.2 理想转向盘力矩的研究 (18)3.3电动助力转向系统性能的主要评价指标 (19)3.3.1 转向回正能力评价 (19)3.3.2 转向轻便性评价 (19)3.3.3 转向盘中间位置操纵稳定性评价 (20)3.3.4 转向盘振动评价 (20)3.3.5 转向路感及路感强度 (21)4 电动助力转向助力特性研究 (22)4.1助力特性曲线定义 (22)4.2转向助力特性曲线设计概述 (22)4.3电动助力特性曲线类型 (23)4.3.1直线型 (24)4.3.2折线型 (25)4.3.3曲线型 (25)4.4不同助力特性曲线参数的影响 (26)5 结论与发展 (29)5.1结论 (29)5.2发展 (29)参考文献 (30)1绪论随着我国经济的持续发展，人民生活水平不断提高，汽车渐渐走入人们生活中，成为现代步伐的工具，而随着汽车保有量的增加以及由此带来的一系列问题，使得“安全、节能、环保”成为未来汽车发展的三大主题。
《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》范文
《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车的安全性和稳定性问题日益受到关注。
汽车转向稳定控制作为提高汽车行驶安全性的重要手段，一直是汽车工程领域研究的热点。
电子稳定程序（ESP）和防抱死制动系统（ABS）作为现代汽车的重要安全系统，其协调控制对于提高汽车转向稳定性和行驶安全性具有重要意义。
本文将针对基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制进行研究，探讨其控制策略和实现方法。
二、ESP与ABS系统概述ESP系统主要通过传感器实时监测汽车的行驶状态，当汽车出现偏离预定行驶路径的趋势时，通过控制系统对车轮进行制动力分配，以恢复汽车的稳定性。
而ABS系统则是在制动过程中，通过控制制动压力，防止车轮抱死，保证制动过程中的车辆稳定性。
两者的协调控制可以进一步提高汽车的转向稳定性和行驶安全性。
三、汽车转向稳定控制策略1. 传感器信号处理：通过安装在高精度传感器上的汽车上，实时获取汽车的行驶状态信息，如车速、转向角度、侧向加速度等。
2. 控制器设计：根据传感器获取的行驶状态信息，通过控制器对ESP和ABS系统进行协调控制。
控制器采用模糊控制、滑模控制等智能控制算法，根据不同的行驶环境和车速，实时调整制动力分配和制动压力控制。
3. 协调控制策略：ESP和ABS系统的协调控制是汽车转向稳定控制的关键。
在汽车转向过程中，当出现不稳定趋势时，控制器将根据传感器信息，判断是否需要启动ESP或ABS系统进行干预。
在干预过程中，控制器将根据实时传感器信息，调整制动力分配和制动压力控制，以恢复汽车的稳定性。
四、实现方法1. 硬件设计：硬件设计包括传感器、执行器、控制器等部分。
传感器用于获取汽车的行驶状态信息，执行器用于执行控制器的指令，控制器则负责处理传感器信息并发出指令。
2. 软件设计：软件设计包括传感器信号处理、控制器算法、协调控制策略等部分。
软件设计需要结合硬件设计，实现传感器信号的采集、处理和传输，以及控制器的算法实现和协调控制策略的制定。
《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》范文
《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》篇一一、引言汽车在驾驶过程中保持稳定的转向控制对于确保驾驶安全至关重要。
特别是在复杂的路况和驾驶环境下，汽车的稳定性直接关系到驾驶人的安全。
本文以电子稳定程序（ESP）与防抱死制动系统（ABS）的协调控制为基础，探讨了汽车转向稳定控制的相关研究。
通过对这两大系统的集成应用和协调控制，提高了汽车在多种驾驶环境下的稳定性与安全性。
二、ESP与ABS技术概述2.1 ESP技术概述电子稳定程序（ESP）是一种先进的汽车主动安全技术，它通过传感器实时监测汽车的行驶状态，当汽车出现不稳定趋势时，ESP能够自动调整发动机的输出功率和刹车力，以帮助驾驶员恢复对汽车的控制。
2.2 ABS技术概述防抱死制动系统（ABS）是一种用于防止车轮抱死的制动系统，它通过控制刹车压力，防止车轮在紧急制动时完全锁定，保持车轮的抓地力，从而提高汽车的制动效率和稳定性。
三、ESP与ABS的协调控制3.1 协调控制的原理ESP与ABS的协调控制是通过传感器实时监测汽车的行驶状态，包括车速、轮胎附着力、转向角度等，然后根据这些信息对ESP和ABS进行协调控制。
当汽车在转向过程中出现不稳定趋势时，ESP和ABS会协同工作，调整刹车力和发动机输出功率，以帮助驾驶员恢复对汽车的控制。
3.2 协调控制的策略协调控制的策略主要包括预判控制策略和反应控制策略。
预判控制策略是通过预测汽车可能的行驶轨迹和稳定性状态，提前调整ESP和ABS的工作状态。
反应控制策略则是根据实时的汽车行驶状态信息，快速调整ESP和ABS的工作参数，以应对突发情况。
四、汽车转向稳定控制研究4.1 研究方法本研究采用理论分析、仿真模拟和实车试验相结合的方法。
首先通过理论分析了解ESP与ABS的协调控制原理，然后通过仿真模拟验证协调控制策略的有效性，最后通过实车试验验证该策略在实际驾驶环境中的效果。
4.2 实验结果与分析通过实车试验发现，基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制策略在多种驾驶环境下均表现出良好的稳定性和安全性。
汽车电动助力转向系统(EPS)硬件设计
内容摘要电动助力转向( Electric Power Steering, 简称EPS) 作为一种新型转向系统, 因其具有节能、环保等优点而受到世界各大汽车公司和企业的青睐, 它将逐步取代传统的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering, 简称HPS) 。
本文以传统的转向柱助力式EPS 为研究对象, 建立EPS系统数学模型,给出了汽车电动助力系统的动力学方程。
根据电动助力转向系统的工作原理及控制器可靠设计的关键技术，设计了以P87C591 单片机为主控单元的EPS系统，系统采用闭环电流控制方案, 利用目标电流技术调节电机端电压达到控制电机电流力矩的目的。
EPS 控制器采用模块化设计，把信号处理电路和功率驱动电路进行分层设计,以增强系统的抗干扰能力和可靠性。
在进行PWM 驱动频率的选择时，考虑开关时电流脉峰对开关管及电动机安全的影响。
最后通过研究分析了EPS系统的经济性、系统硬件电路板空间与发热功耗及可靠性合理地选择散热片及其参数,提高了驱动效率和稳定运行能力。
实验表明, 该系统具有良好的电动助力特性, 满足电动助力转向要求,证明了这种系统在实际应用中的有效性。
关键词电动助力转向; 单片机; H桥驱动; PWM斩波; 控制系统Hardware Design of the Electric Power Assisted Steering System050607337 Zhangqiang Instructor：Helinlin Associate professorAbstractElectric power steering is a new power steering technology for vehicles. Merit such as energy conservation , environmental protectionthat the person has accepts the respectively big automobiles of world company and the enterprise favour , home and abroad developing trend is to use electric power-assistance to change to the hydraulic pressure power-assistance vergence substituting tradition step by step.The mathematic model the main body of a book is established systematically with dyadic EPS of the tradition vergence post power-assistance for the object of study,has given an automobile out electric systematic power-assistance dynamics equation , has combined classics control theory and the optimization algorithm, the parameter carries out validity in applying to reality having studied , testifying this system on systematic power-assistance.This paper presents an elect ricpower steering system controlled by P87C591 microp rocessor. The motor given torque is computed by expertcontrol system. The practical output torque is closed-loop controlled. The working principle and key technologies for reliable design of EPS controller were analyzed.The signal processing circuit and the power drive circuit were hierarchically designed to improve theanti jamming capability and reliability. The PWM frequency was selected considering the influence of switching currentpulse on the safety of the transistors and the motor should be taken into account . Besides paralleled for the economy , the heat dissipation and the reliability.It srelevant parameters were selected to improve the drive efficiency and the stableoperation capability.The results of the experiment show thesystem designed has good steering characteristics and meets the request of electric power steering.Key wordsElectric Power Steering; Microprocessor; The bridge drives H ;PWM chopped wave; Control System目录第1章概述 (1)1.1 EPS系统简介 (1)1.2 转向系统的发展概况 (2)1.3 EPS系统的特点 (3)第2章 EPS系统模型 (7)2.1 EPS系统的结构及原理 (7)2.2 建立EPS动力学模型 (8)2.3 EPS的动力学方程 (8)2.4 直流电动机 (11)第3章基于高性能P87C591单片机控制方案制定 (12)3.1 单片机控制方案 (12)3.1.1 P87C591单片机芯片简介 (12)3.1.2 单片机控制系统 (14)3.2 EPS工作流程图 (16)3.3 助力电流控制系统 (17)3.3.1 控制策略 (17)3.3.2 电机目标助力电流算法 (17)3.3.3 助力电流闭环控制 (18)第4章 EPS控制系统设计 (21)4.1 EPS 控制器模块化设计 (21)4.2电机控制电路设计 (22)4.2.1 H桥驱动芯片IR2110功能简介 (22)4.2.2 H 桥功率驱动电路 (24)4.2.3 电机保护电路 (25)4.3 PWM斩波 (26)4.3.1 PWM控制原理 (26)4.3.2 PWM斩波电路 (27)4.3.3驱动频率的选择 (28)第5章汽车转向技术的发展趋势 (32)5.1 线性转向系统 (32)5.2 转向技术发展趋势 (32)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)汽车电动助力转向系统（EPS）硬件设计第1章概述1.1 EPS系统简介电动助力转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。
EPS电动助力转向系统的研究
[摘要]理想的汽车助力转向系统不仅要求操纵轻便和灵敏,而且要求驾驶员有良好的“路感”。
传统的液压助力转向系统在整个助力过程中按固定的比例提供转向助力,只能够提供有效的转向助力,但还不能根本地解决汽车驾驶员操纵“路感”不足的问题。
电动助力转向系统与液压助力转向系统相比它有许多优点[关键词]汽车电动助力转向系统性能评价一、研究目的1.汽车电子化是当前汽车技术发展的必然趋势。
继电子技术在发动机、变速器、制动器和悬架等系统得到广泛应用之后,EPS在轿车和轻型汽车领域正逐步取代传统液压助力转向系统并向更大型轿车和商用客车方向发展,它己成为世界汽车技术发展的研究热点和前沿技术之一,所以它具有广泛的应用前景。
2.按转向动力能源不同,汽车转向系统可分为机械式转向系统和动力转向系统两大类。
3.传统转向系统就是由简单的机械来传递动力,主要的组成是有方向盘、转向器总成、以及转向拉杆等零件组成。
4.随着电子技术的发展,电子控制式机械—液压动力转向系统应运而生,该系统在某些性能方面优于传统的液压动力转向系统,但仍然无法根除液压动力转向系统的固有缺憾就是管内压力和油的泄露。
替液压动力转向系统的趋势。
二、EPS的工作原理及组成1.EPS的工作原理EPS主要由部分组成:电子控制单元(简称ECU)、扭矩传感器、电动机以及带有离合器的减速机构。
其基本工作原理是:不转向时,电动机不工作;当转向时,扭矩传感器将检测到的作用于转向盘上的扭矩信号传送给ECU, ECU同时接收车速传感器传来的车速信号,ECU对输入信号进行处理后,向电动机发出指令,电动机据此输出相应大小及方向的扭矩以产生助力,从而实现助力转向的实时控制。
2.部件组成及功能扭矩传感器用于检测作用于转向盘上的扭矩信号的大小与方向;车速传感器常采用电磁感应式传感器通过感应电流改变磁场的大小,安装在变速箱上;EPS的动力源是电动机,通常采用无刷永磁式直流电动机,其功能是根据ECU的指令产生相应的输出扭矩;离合器采用干式电磁式离合器,其功能是保证EPS在预先设定的车速范围内闭合;当车速超出设定车速范围时,离合器断开,电动机不再提供助力,转入手动转向状态。
车辆工程毕业设计51汽车电动助力转向(EPS)系统的设计
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。
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汽车转向系统EPS设计毕业设计外文摘要目录错误!未定义书签。
1 引言ﻩ11.1汽车转向系统简介ﻩ１1.２汽车转向系统的设计思路 (3)1．３ＥPS的研究意义ﻩ４2 EPS控制装置的硬件分析 (5)2．1汽车电助力转向系统的机理以及类别 (5)2.2 电助力转向机构的主要元件 (8)113 电助力转向系统的设计ﻩ3．1 动力转向机构的性能要求..................................... １1 3.2 齿轮齿条转向器的设计计算...................................... １1 3.3 转向横拉杆的运动分析[9］21ﻩ3．4 转向器传动受力分析......................................... ２2 ４转向传动机构优化设计ﻩ2４4.１传动机构的结构与装配.......................................... ２4 4．２利用解析法求解出内外轮转角的关系............................ ２5 ４.3 建立目标函数ﻩ２７５控制系统设计ﻩ29295.1 电助力转向系统的助力特性ﻩ305.2 ＥPS电助力电动机的选择ﻩ５．3 控制系统框图设计........................................... 3１32结论ﻩ致谢................................................ 错误!未定义书签。
参考文献......................................... 错误!未定义书签。
1 引言1.１汽车转向系统简介汽车转向系统，顾名思义是为了能够使车辆按照驾驶员的意愿向左或者向右转弯或者直线行驶。
转向装置有很多种，也一直在经历一个循序渐进不断更新不断创新的过程。
从发明家本茨发明汽车的初期，转向系统知识最简单的形式来转向,其机构为单纯的扶把式，没有助力，所以笨重,费力，以及行驶状态不稳定。
从在原始的雏形开始,各国人士不断创新改革,到现在为止，汽车转向系统的应用按先后顺序可以分为:机械转向装置、液压助力转向装置、电子控液压助力转向系统、电助力转向系统、四轮转向系统、主动前轮转向系统和线控转向系统[1］目前市场大部分中低档轿车采用的液压式转向器,当然电控的也很常见,所以在该种系统的转向器技术的发展如今已经遇到了瓶颈。
随着人们对乘车舒适，节能，安全，稳定的期望，电控液压式转向系统逐渐取代了先前的版本，但随着科技的进步,越来越多的科学家期待有路感的转向系统问世，所以流量阀式液压助力转向器出现了，在不同车速下，驾驶员手握方向盘,感觉到了路感的存在，助力特性曲线描述的就是“路感”，但是美中不足的是这种液压式转向器依然存在很多缺陷,电机,液压泵，转向器,流量阀等等转向器在发动机旁的布置问题又出现了，还有就是液压油的泄漏问题越来越的突出尖锐。
电助力EPS(Electroｎｉc Pｏwer ｓtｅｅrinｇ sysｔem）是在纯机械转向机构的前提下，设计加装了扭矩和车速等信号传感器、电子控制单元和转向助力装置等[2]。
所以电助力式转向器弥补了上述的不足，而且节能环保，易于线性控制，所以现在很多研究人员把目光转向了电助力式转向机,瞬时其成为了国际汽车工业转向系统新的研究主题,且这种系统也正在慢慢实现整车量产状态。
1.1．1 EPS在国内外的发展状况国外ＥＰS发展之路:谈到国际上EＰS转向助力系统的发展,地处亚洲的日本和美国最具有代表性和发言权。
日本研究EＰＳ系统最早的国家,其初衷是因为在微型车上布置液压式助力系统比较困难,空间狭小，液压泵等装置无法布置，而电动式零件、体积小，易于布置安装，所以在微型车上开发研究出了EPS先进技术,并成功应用在了铃木CEＲVＯ汽车上,如今在我国比较常见的奥拓汽车应用的就是日本的这种转向系统。
另外，日本是一个十分注重资源节约的国家,正是由于EＰS相比于HＰS具有突出的节油优点，所以日本国家政策也是相当倾向于扶持其研发制作的。
随着时间的检验，EPS技术在日本迅速发展起来。
欧美等国出于节能环保的目的，也相继开发和研究ＥPＳ系统,且目前此项技术已经相对成熟。
但是美国走了不同于日本的EＰS开发道路，研制基于无刷直流电动机的EＰＳ系统，因为其控制器的硬件和软件调剂比较复杂,所以经历了多年的努力才试制完成。
对于电助力的两种不同电动机，我们会发现有刷电机的不足之处,如转子转动噪声大,电刷磨损严重，使用寿命短，以及具有严峻挑战的电子干扰等。
国内EＰS发展之路：中国由于历史原因,解放以前的旧中国还主要是以轻工业为主，没有大型的重工业基地，更别说汽车的研发制造了,解放初期，我国的汽车工业严重滞后,基本上式从外国进口或者委托国外厂家制造。
第一代红旗轿车是引进德国汽车的基础上吸收改进和更新,产出了第一代红旗CA771，其转向器当然也只是普通的MS转向器,所以对于中国老说,汽车整车性能的更新换代是任重道远的。
中国东方汽车制造厂也是在八九十年代开始生产液压式转向系统的轿车。
随着中国综合国力和高新技术不断实现质的飞越,现如今比亚迪的唐和宋部分使用了EPS转向助力稳定系统。
但其适用性和日本、美国等发达国家还有一定的差距。
近年来,国人对晴天白云,绿水蓝天的诉求越来越强烈，所以汽车工业节能环保的技术成为国家重点推广的新主题，所以我相信ＥＰS转向系统在中国自主研发制造的轿车上会得到颠覆性的普及。
1.1.２EPS与其它汽车转向系统的对比常流量阀液压泵助力转向器由于只是提供单一的动力转向扭矩，是一种非线性助力工作方式,汽车只要启动工作后,液压泵就持续不断的转动输送液压能。
以现代人的眼光审视,其是非常不合理的;流量阀式液压泵虽然具有助力特性,但助力效果不理想,且故障频发；电控液压助力转向装置助力效果显著，尽管依然没有摆脱掉液压式助力的一些弊端, 可他毋庸置疑就是EＰS转向系统产生的雏形,电助力转向系统在其基础上应运而生。
液压助力转向装置以油为工作介质,因为工作介质易泄露,系统不易保压,若液压助力转向系统的油管进入空气或液压油不足，液压泵工作时将会产生较高的噪音,且影响助力效果;而ＥPS仅仅在电机工作时产生轻微噪音,且污染环境。
但是电助力系统的燃油消耗量仅为通状态下液压式的20%y以下，且占用底盘空间少，模块化安装，易拆装和维修，不存在液体泄漏。
EPS进行助力工作时，因为不具有限位弹簧和油压阻力的干扰,所以转动方向盘时的摩擦阻力相比于液压式要小一些,另外,EPS装置没有供油泵、流量阀和各种管路，所以整体结构相对小些和更加轻便一些，但更为突出的优点是其助力特性灵敏可靠,可变助力在较广泛的区域调节，“路感”十足，既增加了驾驶安全性，又在一定程度上使汽车向更智能的方向迈进一部。
1.1．３ EＰS转向系统的特点（１）EＰS节能环保,其以空心电机为原动件，通过电子控制单元控制电机，对环境几乎零污染。
(2）装配简单便捷，其集成度高，易于布置，没有油泵、油管路、流量阀、储油罐的制约。
(3）ＥPＳ高效率，液压式的一般为60％--７0%，但EＰS可达到90%。
(４）具有良好的路感。
(5）主动回程性好(因为不存在液压泵工作介质的阻力和回位弹簧的回程反力）。
1.2汽车转向系统的设计思路汽车助力转向系统是在司机开始扭转转向时闭合离合器和空心电机输出助力，扭矩由转向器和转向传动机构传递动能使两前转向轮转弯行驶。
固然应用动力转向装置的汽车必须要装备有动力器件,依靠此来减轻驾驶员的手力。
以下为我们研究转向系统时应提出的设计思路[３](１）力求避免产生侧滑,且前转向轮转弯弧线过一定点。
(２）在设定的转向轮阻力范围以下,方向盘应具有回正特性。
(3）轮胎动平衡在误差允许范围内,方向盘不会“发抖”。
(4）避免转向装置和悬架装置干涉,空间上进行合理的布置。
（5)汽车要具有较高的行驶灵敏性，小转弯机动性灵敏。
(6）操纵轻便灵敏。
(７）前转向轮剧烈撞击时，冲击力传至方向盘的破坏力尽可能小（逆效率低）。
（8)转向横拉杆端部与转向摇臂连接件球头应具有磨损补偿装置。
(9）车辆高速前行撞击使钣金严重变形时,方向盘立即下移减轻驾驶员受伤程度。
(10）方向盘转动方向和两转向前轮摆动方向一致。
1.3 ＥPＳ的研究意义现今国内的轿车，绝大部分还是液压式助力转向，无论是常流式还是流量阀式液压泵,但无疑的是电助力系统比其具有更突出的节能、环保和轻便,以及给驾驶带来前所未有的“路感”。
众所周知,如今能源危机愈演愈烈，我国是人口大国，资源的匮乏始终是摆脱不掉的噩梦，所以新能源是新世界中国的发展主题,电能比原油更加经济和节能,所以转向装置以电为动力源是合理和明智的。
另外，智能化是我们始终追求的目标，利用软件编程来实现不同转速和车速工况下的助力效果,更个性和智能。
本课题对该EPS转向系统作了深入的调查研究，这不仅可以激励和推动转向系统的研发和最终批量化生产，而且也可以鼓励和引导相关的机械制造业、电子元件领域走向更宽广的舞台。
在将来，相信电助力在汽车工业得到空前的应用和普及。
本章小结后介绍了汽车转系统的定义,设计思路,EＰS单片机驱动控制的特点及应用，EPＳ系统在国内外的展状况以及 EＰＳ的研究意义。
２EＰS控制装置的硬件分析汽车转向系统控制器的作用是采集车速和扭矩信息以及将其传递不同的命令给电机和离合器,协调助力转向的特性,完成转向系统的助力作用。
2.1汽车电助力转向系统的机理以及类别电助力转向系统拥有广阔的应用前景是毋庸置疑的,具有液压助力不可超越的优点，同时由于自身机械结构紧凑简单，采用单片机驱动控制,其应当满足以下要求：故障诊断和LＥD灯报警功能;良好的抗震及抗干扰能力；当出现过载工作时应有过载保护电路；逆效率尽可能的低，使前转向轮转至方向盘的反冲击力小；方向盘的软件消抖功能等等[4]。
2.1.1 电助力系统的机理电助力转向系统的单片机控制器元器件框图如下图2-1所示,包括控制单元Ｐ８7C5９1单片机,车速和扭矩传感器，传递和终止动力的电磁离合器，滚珠丝杠式减速机构,永磁式直流电机，齿轮齿条转向器等。
图２-1 电助力转向机构示意图其工作原理是:汽车司机转动方向盘进行转弯行驶时，车速、扭矩检测信号的传感器测量各自的电信号，当扭矩电压不等于2．5Ｖ时,采集车速信号,否则指令循环检测电压信号;根据车速信号控制电子离合器的闭合和断开，离合器闭合时电动机的动能才能转至齿条实现助力作用，在此设定车速小于45KM/h时,电磁离合器处于工作状态,一旦车速超过这一设定值,即使电动机还在供能，但由于离合器已经将主动轴和电机轴断开，所以此时电机失去助力作用。