1、,设计,毕业设计,全套,图纸,下载摘要由于电动助力转向系统具有环保节能助力特性可调安全性高等优点，许多汽车企业和研究单位已经将其做为重点研发项目之，其中，电子控制器硬件开发和控制软件是其核心技术之。本文首先分析了各种助力转向系统的特点，重点研究了电动助力转向系统的结构和动力学模型。本文重点设计了电动助力转向系统的控制器硬件及控制软件。硬件设计方面主要包括选取了飞思卡尔系列单片机作为系统，设计了单片机最小系统电路包括时钟电路滤波电路电源电路复位电路等采用芯片设计了稳压电源电路方向盘转矩传感器信号和车速信号调理电路助力电机驱动电路以及通信电路等。助力电机驱动电路由电机专用驱动芯片驱动通信电路主要由串口通信和总线通信组成，实现与机和整车通信控制软件方面主要编写了单片机的转换程序模块和脉冲捕捉模块程序以及相关寄存器配置方法。为了验证控制器硬件和软件的可靠性，在本设计中进行了实验研究，主要包括无。

2、反的适当的回正力矩。回正力矩的大小可用电流大小来表示,回正控制时,助力电动机的参考输出电流。阻尼控制汽车高速行驶时，如果转向过于灵敏，会影响汽车的行驶稳定性。为了提高直线行驶的稳定性，提出在死区范围内进行阻尼控制，适当加重转向盘的阻力，最终体现在高速驶时手感的“稳重”。汽车高速行驶时，由于路面偶然因素的干扰引起的侧向加速度较大，传到方向盘的力矩比低速行驶时要大，为了抑制这种横摆振动，必须采用阻尼控制此外，转向盘转向后回到中间位置时，由于电动机的惯性存在，在不加其他控制情况下，助力系统的惯性比机械式转向系统的惯性大，转向回正时不容易收敛，此时，也需采用阻尼控制。采用阻尼控制时，般情况下只需将电动机输出为制动状态，就可使电动机产生阻尼效果。第章硬件设计系统硬件电路是实现电动助力转向的基础，硬件电路设计的科学性和合理性，直接关系到系统的控制效果。单元是电子控制系统中最重要的元件之，其性能在定。

3、易，并且能降低噪声。电动机由蓄电池供电，电动助力转向系统可以在发动机不工作的情况下工作，因此提高了汽车行驶安全性。与液压助力系统相比，装配自动化程度更高，而且电动助力转向系统可以通过改变微处理器中的助力程序算法，改变助力特性很容易实现。系统结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越，由于该系统具有良好的模块化设计，为设计不同的系统提供了极大的灵活性。.本设计研究的主要内容本文首先对的工作原理及国内外研究现状作分析，建立了的数学模型，具体分析的动态特性中的助力特性，同时介绍电动转向中的三种控制模式助力控制，回正控制和阻尼控制。最后得出本文结论及其展望。所做工作如下理论分析。分析电动助力转向电机控制器的主要结构及工作原理，研究电动助力转向系统的控制策略。控制器硬件及软件设计。设计电动助力转向系统控制器的硬件电路，绘制图纸，研究了单片机资源和编程原理，并进行了硬件和软件调试。,电机,机电,控制。

4、的操纵力,通过减速机构把电动机转矩作用在转向小齿轮上的种基本控制模式。利用电动机转矩和电动机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。助力控制是系统控制的主要内容,是电动助力转向控制内容中的“重头戏”电动助力转向的名字正是由此而来。驾驶员都希望车辆转向时有助力转向力“轻”些可减少驾驶员的体力消耗但又不能太“轻”,太“轻”则意味着太“灵”,路感较差。汽车转向中的“轻”与“灵”成为对需要调和的矛盾体。在设计电动转向时,方面必须保证驾驶员操纵的轻便性,另方面还要使驾驶员获得良好的路感。回正控制在取代的初期,的任务就是在操纵方向盘转向时提供助力,所以助力控制是研制初期的全部控制内容。纯机械转向系统和液压助力转向系统没有回正控制,驾驶时将方向盘回正后,轮胎的自动回位主要靠转向系统的设计参数主销后倾角和主销内倾角来保证。回正控制的实现与助力控制类似,即控制电动机产生个与方向盘转角相。

5、现摆振现象，在车轮将要回到中间位置时要施加阻尼，此时选用阻尼控制模型。.究采用控制策略，并进行了理论和实验研究，取得了良好的控制效果。.电动助力转向系统的特点电动助力转向系统是在机械转向系统的基础上增加了车速传感器转矩传感器助力电机和电子控制单元等装置，电机通过减速机构作用在转向柱上，实现对转向的助力。电动助力转向的结构总成如图.所示图.电动助力转向结构总成图与液压动力转向相比，电动助力转向系统综合了现代控制技术现代电子技术及机电体化等技术，具有以下优点能在不同车速下提供不同的助力特性。在低速行驶时，增加转向助力，使得转向更加轻便在高速行驶时减少转向助力，为了提高路感可以增加转向阻尼。只有在转向时电动机才工作，汽车在行驶过程中大部分时间较少助力，因而很大程度上减少能耗。取消了油泵皮带皮带轮液压软管液压油及密封件等，其零件与相比大大减少，因而其质量更轻结构更紧凑，在安装位置选择方面也更容。

6、力与有助力对比方向盘回正控制等试验，结果表明，控制器硬件部分性能良好工作稳定可靠软件控制效果较好，助力特性符合设计要求。转向系统稳定性较好，同时方向盘上无明显抖动，手感良好，为下步的装车试验做好了准备。关键词传感器单片机电机电路第章绪论节能环保舒适廉价是广大汽车消费者对汽车的基本要求，也是是现代汽车技术追求的主要目标，集中体现了现代汽车工业的发展方向。汽车转向系统的性能在节能环保及舒适方面具有非常重要的作用。传统的助力转向系统己不能满足其发展的要求。随着汽车技术的发展与电子技术的不断进步，电动助力转向系统已经成为汽车助力转向系统发展的种趋势。.本设计研究的意义随着汽车制造技术以及电子技术的不断发展，人们对汽车环保节能舒适安全的要求越来越高，国外汽车的电动助力转向器正逐步取代传统液压助力转向器。电动助力转向技术代表了目前汽车转向技术的发展方向，将来会在动力转向领域占据越来越重要的地位。在。

7、度上决定着电子系统的性能，选择优良的控制器对取得良好的控制效果非常重要。结合控制系统的特点，尽可能的减少外围电路元件和降低成本，而且处理单元还要具备功能模块多，运算速度快，所以该系统选用了飞思卡尔公司生产的汽车级系列微处理芯片单片机。该单片机是基于位内核及.制造工艺的高速高性能.微控制器，它使用了锁相环技术或内部倍频技术，使内部总线速度大大高于时钟产生器的频率，在同样速度下所使用的时钟频率较同类单片机低很多，因而高频噪声低，抗干扰能力强，更适合于汽车内部恶劣的环境，其主频高达，同时片上还集成了多个汽车用标准模块。其主要性能如下.具有在线背景调试模式.个异步串行通信口.个同步串行通信口.通道输人捕捉输出比较定时器.通道位转换模块位转换时间只需要，转换结果有左对齐和右对齐模式，可作为普通口使用.个通道位脉宽调制模块，可以设置成通道位信号，占空比可以从设置.具有片内电压调整模块.个低电压唤醒。

8、上广泛应用。但是液压助力转向系统在系统布置安装密封性操纵灵敏度能量消耗磨损与噪声等方面存在不足。电动助力转向系统是在上述两种助力机构的基础上发展起来的，它采用独立电机直接提供助力，助力大小由电控单元根据方向盘扭矩和车速信号进行控制。它具有节能环保高度安全性等特点，目前正逐步取代液压动力转向，像时下热卖的雨燕飞度速腾等车型都采用的是这种助力机构，而它也是未来动力转向技术的发展方向之。如图.电动助力转向系统通过将装有和装有的车辆对比表明，在不转向的情况下，能降低约为.的燃油消耗而在使用转向情况下，燃油消耗更是降低了.。此外，可根据车速自动控制转向助力力度，有效解决直困扰着传统转向系统的方向盘“轻”和“灵”的难题，提高了行驶安全性。电动助力转向有效地解决了车辆在操纵稳定性和方向盘转向手感方面的问题，具有兼顾低速转向轻便性和高速增强路感的优点。三种助力转向系统性能比较如表.所示。表.三种助力转。

9、时器，定时器溢出时间从.之间设置.个独立数字口其中个具有外部中断及唤醒功能.个模块，兼容.协议，具有标准和扩展数据帧模式，通信速率最快可达.片内拥有的，的，资源十分丰富.芯片正常工作温度范围在到之间，基本上适应汽车复杂环境。.电机控制器的基本控制方式电机控制器根据车速转矩和电机电流来执行控制策略，提高转向灵敏度。因而系统有三种控制方式助力控制回正控制和阻尼控制。在正常的转向过程中，通常是助力控制。当驾驶员释放方向盘后，作用在方向盘上的力减小，且小于助力控制的门限值，同时，系统判断此时检测转矩大小的加速度和转向盘转动方向是否相异，如果两者相异，系统就执行回正控制。系统中的电机减速机构以及转向机构等都有很大的摩擦力与惯性力矩，这些都构成了汽车的回正阻力矩，当回正阻力矩过大，阻止车轮回正时，使用回正控制，利用电机提供辅助回正力矩。为了防止提供的辅助回正力矩过大，产生回正过头现象或在回正过程中。

10、系统直在使用着，但由于人们对转向轻便性和舒适性要求越来越高，机械式转向系统已经不能满足人们的需求，迫切需要种能够帮助驾驶员辅助转向的种装置，此时液压式助力转向系统诞生了。年通用汽车公司第个使用了液压助力转向系统，转向轻便性效果显著。此后该技术得到了迅速发展,使得助力转向系统在功耗体积和价格等方面都取得了很大的进步。年代后期,出现了变减速比的液压动力转向系统，随后又出现了基于液压转向系统的新的动力转向系统新产品,具有代表性的产品是变流量泵液压动力转向系统和电动液压助力转向系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下，泵的流量会相应地减少，从而有利于减少不必要的功耗。电动液压转向系统采用电动机驱动转向泵，由于电机的转速可调，可以根据需要随时关闭，所以也部分的降低了燃油消耗。由于该类转向系统技术成熟能提供大的转向操纵助力,目前在部分乘用车大部分商用车特别是重型车。

11、系统性能比较类型燃油特性耗油最少介于两者之间耗油最多独立与发动机工作可以可以不可以方向跟随性很好差差路感状况很好好差回正性能很好好差助力特性准确灵活控制最优灵活性传递性较差中等集成性能方便不方便不方便环保性能环保不环保不环保占用空间只有四个组建结构紧凑占用空间最小有到个零部件，占用空间较大有到个零部件，占用空间较大耐寒性耐寒不耐寒需要预热不耐寒需要预热重量很高中等较差效率很高中等较差.电动助力转向系统国内外发展研究现状在国外，从年开始研究电动助力转向系统，至今已有多年的历史。之前直没有取得很大的进展，主要是因为的成本太高。随着近几年来电子技术的快速发展，的成本已大幅度降低，再加上它独特的优点，因而越来越受到人们的重视，并迅速迈向应用领域，部分取代了液压动力转向系统。系统在日本最先获得实际应用,年日本铃木公司首次开发出种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的车上，随后又配备在上。

12、内，电动助力转向系统还处于初级阶段，拥有自主知识产权的生产厂家还很少，市场上的产品主要被国外的公司所垄断。国外的许多厂家除了申请必要的国际专利外，还在中国境内申请了些专利。因此目前开发和研制用于轿车和轻型汽车的具有自主知识产权的电动助力转向系统具有明显的经济和社会效益，它可为汽车零部件企业的发展提供新的经济增长点，也为我国汽车行业在加入后参与国际汽车市场竞争提供种有竞争力的机电体化高新技术产品。同时，电动助力转向系统对于汽车的环保节能安全等方面也具有积极的现实意义。.本设计研究的目的电动转向器是种新型的汽车转向系统，该系统能根据车辆的运动状况和驾驶员的要求实行多目标控制，以获得较强的路感较轻的操纵力较好的回正稳定性和回正速度较强的抗干扰能力和较快地响应转向输入，而且这些控制是在基本上不改变硬件的条件下通过软件即可实现。从汽车诞生之日起，机械式转向系统就已经开始使用。几十年来，机械式转向。

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