電動助力轉向 (EPS)控制器設計

1.4萬字 30頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


目錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第一章 緒論 1
1.1 汽車轉向系統(tǒng)發(fā)展歷程 1
1.2電動助力轉向系統(tǒng)國內外發(fā)展概況 1
1.2.1國外發(fā)展概況 2
1.2.2國內發(fā)展概況 3
1.3本章小結 3
第二章 電動助力轉向系統(tǒng)的總體簡介 4
2.1電動助力轉向系統(tǒng)的工作原理 4
2.2電動助力轉向系統(tǒng)的總體框架 5
2.3本次設計的主要內容 5
2.4本章小結 6
第三章 電動助力轉向系統(tǒng)的硬件實現(xiàn) 7
3.1微處理器的選型及其特性 7
3.1.1微處理器的選型 7
3.1.2 MC9S08AW16單片機特性 7
3.2電動機驅動及其保護電路設計 8
3.2.1電機驅動電路 9
3.2.2方向控制電路 10
3.2.3過流保護電路 10
3.3電磁離合器控制電路與檢測電路 11
3.4扭矩傳感器及其信號處理電路 13
3.4.1電感式扭矩傳感器的工作原理 13
3.4.2扭矩信號處理電路 13
3.5車速，發(fā)動機轉速傳感器及其信號處理電路 14
3.5.1磁電式車速傳感器工作原理 14
3.5.2車速信號處理電路 15
3.6繼電器控制及其檢測電路 16
3.7故障代碼的設計與輸出 16
3.8硬件看門狗電路 17
3.9系統(tǒng)供電電源電路設計 18
3.10本章小結 18
第四章 電動助力轉向系統(tǒng)軟件設計 19
4.1 EPS系統(tǒng)的主程序流程 19
4.2 扭矩信號的數(shù)字濾波 20
4.3 車速和發(fā)動機轉速的測量與計算 20
4.4 電動機的PWM控制 21
4.5 本章小結 22
第五章 總結與展望 23
5.1總結 23
5.2展望 23
致謝 24
參考文獻 25



摘要

電動助力轉向系統(tǒng)（Electric Power Steering System）是近幾年來出現(xiàn)的新型動力轉向系統(tǒng)。它具有體積小、重量輕、結構簡單、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，是汽車動力轉向系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。該系統(tǒng)可以實時地根據(jù)當前車輛的運動狀態(tài)以及方向盤的操作力矩，控制電機提供合適的轉向助力。因此對電動助力轉向系統(tǒng)進行研究和開發(fā)是十分必要的。
電子控制單元（ECU）是電動助力轉向系統(tǒng)的關鍵部件，電子控制單元的主要功能是根據(jù)扭矩傳感器信號和車速傳感器信號，進行邏輯分析與計算后發(fā)出指令，控制電動機和離合器的動作。此外，ECU的電子控制單元還具有安全保護和自我診斷功能，通過采集電動機的電流等信號判斷其系統(tǒng)工作是否正常，一旦系統(tǒng)工作異常，助力將自動取消，同時ECU將進行故障診斷分析。
電子控制單元的硬件設計主要完成了對直流電動機的驅動控制，對各種傳感器信號的采集，以及控制單元的安全警報電路等的設計任務。其中，對直流電機的驅動控制是利用單片機本身的PWM功能，產生可變占空比的PWM脈沖波來驅動電動機的控制電路。電動機的控制電路使用兩個N溝道型MOS管和兩個P溝道型MOS管組成的H橋電路，具備較好的性能和較高的可靠性。
本次設計還有許多不完善的地方，要設計出性能可靠的電動助力轉向器控制器還有許多工作要做。

關鍵詞：電動助力轉向系統(tǒng)，電子控制單元，傳感器， PWM控制
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