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电动助力转向控制单元及控制策略研究

化永星  
【摘要】: 汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、主动安全性和舒适性的关键部件。电动助力转向(EPS、)是一种全新的汽车动力转向技术,可控转向感觉,且有利于环保。符合现代汽车电子化、智能化发展的要求,成为现在动力转向技术研究的焦点。 论文中介绍了EPS系统的基本组成。对EPS系统建立了相应的数学模型。对EPS系统的动态特征、转向路感、助力电机稳定性等进行了定量的分析。 在ECU的硬件电路设计方面,文中主要涉及的有电机控制电路、过电流保护电路、继电器控制电路、输入信号接口电路、电磁离合器控制电路、故障诊断电路等。完成了EPS系统ECU实物的研制,完成了各个模块和整体电路需要在实验室阶段所需的硬件调试。并且考虑到了相关的硬件抗干扰的措施和方法。 除此之外,还开发了EPS试验台架上传感器的数据信号采集板,已经完成了下位机硬件电路的设计,同时采用可视化编程语言(VB)对上位机软件也进行了有益的探索。上位机和下位机之间采用串口通信的方式,利用上位机(PC机)的串口来实现。在设计下位机硬件电路时,采用了CAN接口电路,以方便和汽车上的其他电子控制系统进行通讯。 结合硬件电路的设计,要求汽车在各种工况下转向助力平稳、可靠、及时的要求,提出了基于PID控制算法的控制思路,包括各主要控制环节的软件设计和系统的软件总体流程图。 文章最后,参照《汽车电动助力转向装置技术条件与台架试验方法(征求意见稿)》,对研制的ECU进行了功能试验、负载特征试验、助力电流特征试验、回正性能试验的实验验证,实验结果表明,EPS系统的硬件设计和控制方法是合适的,取得的结果是符合汽车行驶时的工况的。


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