汽车EPS系统原理
从上世纪50年代出现了汽车助力转向系统以来,经历了机械式、液压式、电控液压式等阶段,80年代人们开始研制电子控制式电动助力转向系统,简称
EPS(ElectricPowerSteering)。EPS在机械式助力转向系统的基础上,用输入轴的扭矩信号和汽车行驶速度信号控制助力电机,使之产生相应大小和方向的助力,获得最佳的转向特性。EPS用仅在转向时才工作的助力电机替代了在汽车运行过程中持续消耗能量的液压助力装置,简化了结构,降低了能耗,动态地适应不同的车速条件下助力的特性,操作轻便,稳定性和安全性好,同时,不存在油液泄漏和液压软管不可回收等问题。可以说,EPS是集环保、节能、安全、舒适为一体的机电一体化设计。
电动助力转向系统EPS是当前世界最发达的转向助力系统,20世纪80年代,日本铃木公司首次开发。因其具有独特的按需助力、随动跟踪、反映路感、节能高效、环保免维护、系统成本低等一系列优点,在中小排量汽车中即将以较大产品份额取代液压助力转向总成(HPS)。与传统的转向系统相比较,汽车电动助力转向系统(EPS)结构简单,灵活性好,能充分满足汽车转向性能的要求,在操作的舒适性、安全性和节能、环保等方面显示出显著的优越性。
EPS的特点及工作原理
(1)EPS系统的特点。
随着电子技术的发展,电子技术在汽车上的应用越来越广泛。电动助力转向已成为汽车动力转向系统的发展方向。
由于采用动力转向可以减少驾驶员手动转向力矩,改善汽车的转向轻便性,因此在商用车、中高级轿车和轻型车上得到广泛的应用。传统的动力转向系大多采用固定放大倍数的液压动力转向,缺点是不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。为了克服以上缺点,研制出电子控制液压动力转向系(EHPS),使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。但EHPS
系统结构更复杂、价格更昂贵,而且效率低、能耗大。
EPS是一种机电一体化的新一代汽车智能转向助力系统。与液压动力转向系统(HPS)相比,有如下优点:
1 效率高,HPS系统效率一般为60%~70%,而EPS系统效率可达90%以上;
2 能耗少,对于HPS系统,汽车燃油消耗率增加4%~6%;而EPS系统汽车燃油消耗率仅增加%左右;
3 路感好,使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力;
4 回正性好,EPS系统内部阻力小,可得到最佳的回正特性;
5 对环境污染少,EPS对环境几乎没有污染;
6 可以独立于发动机工作,EPS系统只要电源电力充足,即可产生助力;
7 应用范围广,尤其对于环保型的纯电动汽车,EPS系统为其最佳选择。
(2)EPS工作原理。
EPS原理是控制模块根据扭矩传感器和汽车速度传出的信号,确定转向助力的大小和方向,
并驱动电机辅助转向操作,如图1所示[1]。
EPS系统由控制模块、转向柱管、电机成、扭矩传感器、汽车速度传感器(VSS)及抑噪器等部件组成。
控制模块的基本控制原理为:转向时,扭矩通过输入轴传递到扭力杆,输入轴和输出轴之间的旋转方向角度出现偏差,这些角度变化转换为扭矩传感器电压变化,并传送到控制模块。
1.转向盘
2.输入轴
3.扭力杆
4.控制模块
5.电机
6.离合
器 7.输出轴 8.中间传动轴 9.下传动轴 10.转向齿条
11.横拉杆 12.车轮
图1 EPS转向系统
控制模块根据扭矩传感器检测到的扭矩信号和车速信号以及反馈电机电压和电流信号,判断汽车的转向状态,向驱动单元发出控制指令,给电机一定占空比的电压,使电机按方向盘转动的角度和方向产生相应大小的辅助力,通过蜗轮蜗杆传递给输出轴,协助驾驶员进行转向操纵。
(3)P/S控制模块结构简介。
P/S控制器按功能可分为微电脑、A/D转换器和I/O装置;按模块可分为微处理器、扭矩传感器信号处理模块、电源及电源控制模块、直流永磁电机PWM驱动模块、电磁离合器驱动模块、发动机转速信号处理模块、扭矩传感器信号处理模块、车速信号处理模块及EPS灯处理模块等组成。其主要功能是控制转向助力的大小和方向,此外,还有自我诊断功能和安全防护功能。如图2所示。
当接通12V稳压电源,打开点火开关,此时EPS控制器电路板进入自检状态。当EPS灯亮3s 后熄灭、电机工作1s后停止。则表示EPS控制器电路板自检已通过。否则,则表示EPS控制器电路板自检未通过。
P/S控制模块根据输入的扭矩电压、车速信号及发动机信号,产生脉冲调宽信号(PWM),确定电机的输出扭矩。
EPS关键技术
1 控制模块控制原理
控制电机电流信号的原理如图3所示,控制单元采用了闭环反馈调节,利用PID调节器,将电机的实际电流反馈回来与来自单片机的目标电流相比较,经过转换从而得到控制电机的斩波信号,该信号经过电机驱动电路可驱动电机进行转向助力。
控制电枢电流采用了电流反馈,使得电机的目标电流和实际工作电流之间的误差减少到足够小,从而使系统能够很快达到稳定状态。
2 EPS大负荷输出中存在的问题
EPS如用于大排量的汽车,所用的电机功率必然加大,转动惯量和摩擦力矩随之增大,这不仅影响轮胎回正性,还会使转向时有粘滞感,助力跟随性差。解决这些问题的方法是在控制电路中加上惯量补偿和摩擦补偿。
电机功率越大,在电压一定的情况下,电流增大,会导致电路温度过高,影响电子器件的正常工作。另外,电机功率越大,噪音增大,EPS的电机装在驾驶室内,会影响驾驶员的舒适性。
(1)摩擦力矩。在永恒直流电机中,摩擦力矩的主要来源有2个:1电刷和轴承的机械摩擦; 2磁通损失大的电机需要电刷和换向器有较大的接触面,这样才能减少电阻,增加磁通密度,从而使电机输出功率增大,但也导致了摩擦力矩的增大。
(2)电机的惯量补偿和摩擦补偿。实际需要的电机电流是助力电流、惯性补偿电流、阻尼补偿电流和摩擦补偿电流之和。电机电流用这些补偿电流来校正自己,从而提供较精确的实际需要电流。其助力电流的大小随车速的提高而减小。
惯量补偿大大改善了转向时的响应性,可是导致的阻尼问题会影响转向的稳定性,在高速情况下最为明显。
阻尼补偿、摩擦补偿、惯性补偿均与电机转速相关,在补偿中必须给定,但考虑到电机的转速与电机的感应电压有一定的比例关系,因此不需要额外的传感器即可检测到。
3 电机总成特点
EPS系统采用的电机为直流伺服电机,其主要特点有以下几个方面: 1调速范围广,易于平滑调节; 2过载、启动及制动转矩大; 3易于控制,可靠性高; 4调速时能量损耗小; 5加载时力矩平滑; 6噪音小。
EPS的助力大小,取决于电机的大小、电流大小及减速机构的减速比。对于那些大排量的汽车,由于助力大,需大功率的电机,如果电机太大,转动惯量大,会导致助力跟随性差,因
此,EPS的使用范围受电机功率的限制。
在不同的车速、不同的输入转向力,其电机助力电流的大小是不一样的,在低车速时,助力电流大,高车速时,助力电流小,当车速达到某一数值时,则停止助力,如图4所示。所有车速范围的助力电流大小,靠预先设定的助力曲线来实现。
4 输入输出扭矩特性
EPS性能的好坏,通过在台架上测出各种车速下的输入输出扭矩特性曲线表现出来,如图5所示。根据汽车的转向特性,在不同的车速下,输入输出扭矩特性曲线是不一样的。车速越低,助力越大;反之,助力越小。
输入力矩输出力矩特性通过以下几个指标衡量:
(1)输入力矩与输出力矩的比例关系。输出力矩与输入力矩的比值越大,其助力效果越明显。在车身前轴质量大、车速较低的情况下,输出力矩与输入力矩的比值需要加大;反之,输出力矩与输入力矩的比值需要减小。
输出力矩与输入力矩的比值通过预先设定的程序来控制。但是,最大输出力矩受电机功率的限制。
(2)两侧不同输入力矩/最大输出力矩差异。
图5中的|a-b|就是两侧不同输入力矩/最大输出力矩差值。
该数值越小,说明其正向助力与反向助力的对称性好;数值越大,会导致正反向助力大小不一,使驾驶员在转向时感到一个方向手感重,另一方向手感轻,严重时导致方向老是往一边跑。(3)输入输出力矩曲线的波动。图5中的X值是输入输出力矩曲线的波动量,X值越小,助力越平稳,驾驶员的手感越好。
影响测量曲线波动量的因素主要有以下几个方面:1滑块在输入输出轴上运动的灵活性。灵活性越好,X值越小;这与输入输出轴运动副光洁度有关;2控制程序在电流的反馈与各种补偿过程中,如果参数选择不当,使其控制信号波动太大,导致X值波动大;3扭矩传感器电阻膜分布的均匀性越好,X值波动越小;4蜗轮蜗杆传动的平稳性;5电机工作的稳定性。
(4)滞后现象。图5中的Y值是输入输出特性曲线的滞后,Y值越小,转向系在回位时的跟随性越好。
影响Y值大小的主要因素有以下3个方面:
1与滑块在输入输出轴上运动的摩擦力大小有关,摩擦力越大,Y值越大;2与电机的机械摩擦、惯性矩等因素有关,机械摩擦、惯性矩越大,Y值越大;3与蜗轮蜗杆传动的摩擦力和齿型啮合参数有关。
(5)曲线异常。图5中的c、d曲线属于助力异常,这种情况是绝对不允许出现的,这种异常情况与控制模块、扭矩传感器及扭力杆及电机故障有关。
5 扭矩传感器
本转向器的扭矩传感系统采用接触式电位器来感受电信号。扭矩传感系统由输入轴、输出轴、扭力杆、滑块、钢球及扭矩传感器组成,它获得方向盘操作力大小和方向的信号,并把它们转换为电压值,将它们传递到控制模块。
该结构的优点在于扭力杆产生的微小的扭转角度,通过螺旋球槽、钢球和滑块后,将扭转角度位移转换并放大成滑块的轴向位移。与非接触式的光电传感器相比,结构简单,造价低廉。其缺点是对输出轴的螺旋球槽及滑块滚珠槽精度要求高,为了减小滑块的轴向间隙,其球槽采用螺旋滚动副,并且,其光洁度要求高,因此加工难度大。如采取普通的球轴承槽,会使滑块装配后其轴向间隙太大,导致扭矩传感器信号失真。
另外,扭矩传感器结构采用主路辅路2路输出,只有2路电压之和在规定的范围内时,控制器才会工作。保证了信号采集的真实性和可靠性。
电动助力转向系统(EPS)完全取消了液压部件，整个系统由机械转向系统加上扭矩传感器、车速传感器、电机传感器、 ECU、助力电机、离合器、减速器等组成。基本工作原理是: 转向盘转动时，扭矩传感器将检测到转向盘上的扭矩信号和转向信号传给ECU，ECU同时接受车速信号，据此决定助力电机的基本助力电流，然后一般还生成电机惯性补偿电流和阻尼补偿电流总电流作为电
机目标电流。通过ECU内部的电机驱动电路对电机进行扭矩控制。
根据电机布置位置不同，电动助力转向系统可分为:转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种。
转向柱助力式EPS的电机固定在转向柱一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动转向轴进行助力转向。齿轮助力式EPS的电机和减速机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。齿条助力式EPS的电机和减速机构则直接驱动齿条提供助力。
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电动助力转向系统 ( EPS ) 是一种直接依靠电力提供辅助扭矩的动力转向系统, 它由电动机提供助力, 助力大小由电控单元( ECU) 控制。其基本原理是: 当转动方向盘时, 扭矩传感器测出施加于转向轴的扭矩并产生一个电信号, 与此同时, 车速传感器测出汽车的车速也产生一个电信号, ECU 根据这两个信号, 通过已知的助力特性曲线产生目标电流, 并对目标电流适当调整,输出给电动机一个合适的电流以产生相应的扭矩, 经减速机构施加在转向机构上, 得到一个与工况相适应的转向。电动机的目标电流是根据助力特性曲线来确定的。
1 助力特性和助力特性曲线的概念
助力特性是指助力随汽车运动状况和受力状况( 车速和转向盘手力) 变化而变化的规律。对液压动力转向, 助力与液压油压力成正比, 故一般用液压油压力与转向盘力矩 ( 及车速)
的变化关系曲线来表示助力特性。对于电动助力转向, 助力与直流电动机电流成比例, 故可采用电动机电流与转向盘力矩、车速的变化关系曲线来表示助力特性。
不管采取什么样的助力特性一般都要满足特点:
( 1) 车速很小或者车速很大时要灵活变动助力力矩大小,使驾驶员有良好路感。
( 2) 助力曲线的过渡要尽量平滑, 避免过渡助力。
( 3) 助力特性曲线的参数可以进行灵活调整, 以适应不同的路况, 不同驾驶员。
( 4) 转向盘转动很小时,助力效果应该不明显,甚至不起作用。
电动机助力随着车速和转向手力或转向角大小的变化而变化, 此变化趋势称为转向助力特性曲线。它是决定转向轻便性, 转向路感和操纵稳定性的首要条件。合理的转向助力特性曲线不仅可保持汽车低速行驶时转向轻便灵活, 而且可保持中高速行驶时的路感和操纵稳定性。
在控制器设计前必须先确定转向助力特性曲线, 以便在此基础上对系统性能进行综合设计。
2 转向助力特性曲线形状的类型
理想的转向助力特性曲线应该既保证路感合适又保证系统的操纵稳定性, 能充分协调好路感与转向轻便性的关系, 并提供给驾驶员路感强度与手动转向尽可能一致的、可控的转向特性。
根据不同的车型, 助力特性曲线有很多种, 从根本上可以分为: 直线型助力特性、折线型助力特性和曲线型助力特性。
采用简单的直线型助力特性曲线无法同时满足转向轻便性和防止路面冲击的要求。
折线型可以很好的解决路感和操纵稳定性之间的矛盾, 从图 2 可以看出该特性曲线可以分为直线行驶区 I、强路感区 II和轻便转向区 III。直线行驶区, 路感强度为最大值, 在轻便转向区最小, 这样的路感对于动力转向而言是比较理想的。但是液压动力转向很难实现上述理想助力特性。这是因为流体固有特性, 阀部件的制造误差以及部件间的间隙等, 使得特性曲线只能是连续变化的。与此相应, 路感强度也是连续变化的。在离开小转向角的中心区域后, 路感强度的变化是连续递减的, 而且变化很剧烈, 这不利于驾驶员做出准确的推测和判断。
助力特性曲线有直线型和折线型分别, 如图 1~2 所示。
电动助力转向 ( EPS ) 的助力特性由软件设置, 是电动助力转向的控制目标, 可以设计成任意曲线形状, 并可以方便地进行调节。
助力特性设计
助力特性是指助力随汽车运动状况（车速和转向盘手力）变化而变化的规律。对于电动助力
转向系统，因为电动机的助力与其电枢电流成正比，故可采用电动机的电枢电流与转向盘转矩和车速的变化关系曲线来表示助力特性，其目的是获得基本助力电流。
理想的助力特性应能充分协调好转向轻便性与路感的关系，并提供给驾驶员与手动转向尽可能一致的、可控的转向特性。在满足转向轻便性的条件下，如果路感强度在整个助力特性区域内不变，则驾驶员就能容易地判定汽车行驶状况的变化，预测出所需要的转向操纵力矩的大小。
EPS助力特性曲线如图5所示，为车速感应型，即在同一转向盘力矩输入下，电动机的目标电流随车速的增加而降低，以较好地兼顾轻便性与路感的要求。
针对EPS系统的特点，助力特性曲线满足以下要求：
1) 当转向盘输入力矩小于某一特定值（通常设为 1Nm左右）时，助力力矩对EPS系统不起作用；
2) 在转向盘输入力矩较小的区域，助力部分的输出应较小，以保持较好的路感；
3) 在转向盘输入力矩较大的区域，为转向轻便，助力效果要明显；
4) 在转向盘输入力矩达到驾驶员体力极限的区域时，应尽可能发挥较大的助力效果；
5) 随着车速的增高，助力应减小；
6) 符合国家标准对动力转向作用在转向盘上的最大操纵力要求。
特殊工况补偿设计
根据助力特性曲线所得到的基本目标电流是基于理想转向工况的，忽略了很多外界干扰因素，而实际中汽车行使的工况是十分复杂多变的，对转向性能的要求也各有不同，因此需要引入附加的补偿电流，使车辆在某些特殊转向工况中均能达到理想的转向效果。文章设计了回正过程补偿、紧急避让过程补偿和满载大角度转弯补偿等三种补偿控制电流，并进行仿真分析。
回正过程补偿
当汽车以一定速度行驶时，驾驶员转向后轮胎和路面之间将产生回正力矩。驾驶员松开转向盘后，随着作用在转向盘上的力的减小，转向盘将在回正力矩的作用下回正。汽车的回正能力在设计阶段就应进行考虑，但是随着汽车某些因素的变化（如转向系统干摩擦变大），会降低汽车的回正能力。这时 EPS 系统应实时监测系统的状态，以保证汽车的回正性能。
在转向盘回正过程中，有两种情况需要考虑。一是回正力矩过小，转向盘不能回到中间位置；二是回正力矩过大，引起转向盘位置超调。
汽车在低速转向过程中，由于路面阻力矩较大，所以优先考虑的是转向轻便性。同时由于轮胎回正力矩较小及转向系统固有摩擦阻力的作用，方向盘不能及时回到中间位置，存在残余角度。因此，在低速转向后的回正过程中有必要施加一个回正补偿电流，通过补偿使方向盘转向后回到直行位置。
随着车速的提高，路面阻力减小，而回正力矩随着车速的提高而增加，这就导致了在中高速情况下，方向盘在回正力矩的作用下有可能出现回正过度现象，这对行驶安全是极不利的。因此需要增加一个补偿电流，防止出现方向盘超调现象，以提高安全性。
紧急避让过程补偿
在汽车高速行驶过程中，当前方突然出现障碍物，驾驶员的第一反应是踩刹车和急打方向盘。在这种情况下极易发生操纵力过大，导致转向过度。同时，由于所设计的助力增益是随着车速的减小而增大的，由于车辆减速，因此助力扭矩增大，进一步加大了转向力矩。最终的结果就有可能是车辆转向过度导致车辆失控甚至甩尾及翻车。
为了避免这种情况的发生，提高车辆的安全性，引入一种补偿电流，起到摩擦阻力的作用，防止转向过度。其工作原理是，控制器根据输入的车速信号、转矩信号、方向盘转角信号，实时估计车辆的行驶工况，当车速超过一定值(40 km/h),且方向盘转角的变化率超过一定值时，触发控制器，产生主动摩擦补偿电流。
满载大角度转弯补偿
在设计助力特性时，假设车辆自重均为空载。但在实际中，车辆的负载情况是对转向阻力影响最大的因素之一。如小型轿车的空载质量和满载质量相差近倍，因此，在满载时容易出现转向沉重。当汽车
在满载调头转弯时，转向角度及转向角速度很大，此时路面反馈到转向系统的阻力就会变得很大。为此，引入一个补偿电流，为了防止控制器辨别工况时与紧急避让发生冲突，其触发情况为方向盘转角及转矩均大于某一特定值，且仅在车速低于40 km/h=时才触发。
3 EPS控制策略
EPS控制策略
电动助力转向的核心问题是电动机助力如何随转向盘转矩和车速等输入的变化而变化。从车辆动力学与控制的角度,建立如图2所示的EPS系统控制原理。并以方向盘操纵力,车身侧向加速度,方向盘转角,以及三者之间的相互关系来衡量助力特性对轻便性以及路感的影响,同时还将横摆角速度、车身质心侧偏角、车身侧倾角作为操纵稳定性的评价指标,以便更全面地分析EPS对整车操纵稳定性的影响。
助力特性型式
EPS的助力特性具有多种曲线形式,图3为三种典型的EPS助力特性曲线。曲线分成三个区域,为无助力区,为助力变化区,为助力不变区。
图3中,(a)为直线型助力特性,其特点是在助力变化区,助力与转向盘力矩成线性关系;(b)
为典型折线型助力特性,其特点是在助力变化区,助力与转向盘力矩成分段线性关系;(c)为典型曲线型助力特性,其特点是在助力变化区,助力与转向盘力矩成非线性关系。
助力特性对汽车的操纵稳定性和转向路感有很大的影响，是 EPS 系统设计的关键之一。直线型助力特性曲线斜率单一，难以协调轻便性与路感的矛盾; 折线型助力特性可有限地协调轻便性与路感的矛盾; 曲线型助力特性可通过改变曲线的线形实现连续可变的轻便性和路感。曲线型助力特性可以在转向轻便性和路感之间达到一个较理想的平衡点，但是难以找到一种合适的曲线形式，以满足比较理想的转向轻便性和路感要求。
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汽车电动助力式转向系统(EPS)控制策略
1 EPS系统结构及控制原理
汽车电动助力式转向系统利用电动机产生的转矩,经过转向系统减速及传递机构转化后协助驾车者进行动力转向。不同车的EPS结构部件尽管不一样,但基本原理是一致的,其结构示意图如图1所示。在检测到有效汽车点火信号后,当转向轴转动时,转矩或转角传感器将检测到的转矩和转角信号输出至电子控制单元ECU,ECU根据转矩、转角信号,汽车速度、轴重负载信号等进行分析和计算,得出助力电动机的转向和目标助力电流的大小,从而实现助力转向控制。
在汽车点火后,EPS开始实时对各传感器信号进行分析计算,根据系统助力、阻尼及回正控制算法,实现在全速范围内的最佳助力控制:在低速行驶时,减轻转向力保证汽车转向“灵活、轻便”;在高速行驶时,适当增加阻尼控制,保证汽车转向盘操作“稳重、可靠”;在各种车速下,协助汽车转向盘轻便、自动回正,使汽车的驾驶性能达到令人满意的程度。
EPS系统在分析助力同时,实时检测系统各组件工作情况,如助力电机、蓄电池电源电压、各传感器等,当检测到某一组件发生故障时,如蓄电池电源欠压、车速传感器无信号输出等,立即断开电磁离合器,使助力系统脱离机械转向系统,采用汽车本身的转向机构,并同时驱动故障信号指示灯,输出故障码,保障驾驶的安全性。因此,EPS可以在各种路况和车速下,给驾驶员提供一个安全、稳定、轻便、舒适的驾驶环境。不仅如此,EPS还具有安全可靠、节能环保等传统动力转向系统不具有的优点,正逐渐成为汽车动力转向系统理想的升级换代产品。
2 系统控制策略
控制内容
EPS系统控制算法是系统控制性能的关键。
根据助力控制内容的不同,系统控制算法分为助力控制、阻尼控制和回正控制。助力控制协助驾驶员转向,减轻转向力;阻尼控制在汽车高速行驶时适当增加转向阻力,实现高速驾驶时的“稳重手
感”;回正控制协助汽车转向盘在转向后自动回正或在驾驶员操作下轻便的回正。在低速行驶时,控制内容以助力控制和回正控制为主,在高速行驶时,以阻尼控制为主。在不至引起歧义情况下,对系统控制内容简称为助力控制,如电动助力控制,电动助力式转向系统等。
控制系统应具有较强的抗干扰能力,能适应汽车在各种路况下行驶,并实现实时最佳智能控制。其实时智能控制的核心内容,即是采集扭矩或转角传感器信号以及汽车行驶的速度信号,判断实时助力控制内容,依据相应助力控制算法确定助力电机电流的大小和方向,然后根据反映汽车负载的轴重信号对助力电流信号进行修正后输出,从而完成智能化的助力转向控制,其控制过程如图2所示。
助力控制
汽车在行驶过程中有以下几种转向情况:行驶时的高速、中等速度和低速转向,以及点火起动后的原地转向,其对应的转向力依次增加,高速行驶时的助力最小,原地转向时,助力最大;相应的动力转向系统的助力依次增加。
助力特性反映助力电机助力大小随汽车的行驶状况变化的规律。对直流助力电机和汽车行驶的主要参数进行抽象,EPS的助力特性分为下面3类:直线型助力、折线型助力以及曲线型助力,如图3所示,图中I(A)为助力电机电流;Td0为开始助力时的转向盘输入转矩;Tdmax为转向盘输入的最大转矩。
3类助力特性均可分为3种助力区:无助力区(0≤T≤Td0),当转向盘输入转矩小于T d0时,不提供助力;助力变化区(Td0
直线型助力特性用函数表示为
I(T d)=
0 T d≤T d0
K(v)×T(T d-T d0)T d0 I max T d>T dmax 式中:K(v)为不同速率下助力直线的斜率; T(T d-T d 0)为转向盘输入转矩T d的一次函数。 直线型助力实现相对简单,当驾驶员对转向盘的作用力处于死区范围内时,即小于Td0时,系统不助力;当处于助力变化区时,系统实现线性助力,但在死区边界转向时,助力由无到有或由有到无,这给行车中的驾驶员以手感上的冲击,从而带来潜在的危险。 折线型助力特性用函数表示为 I(T d)= 0 T d≤T d0 K 1(v)×T 1(T d-T d0)T d0 K 2(v)×T 2(T d-T d1)T d1 I max T d>T dmax 式中:K i(v)为在第i段折线内助力直线的斜率; T i(T d-T di-1)为转向盘输入转矩T d的一次函数(i=1,2)。折线型助力是在直线型的基础上经改进而成,将直线型的线性助力变化区改进为一段折线,实现在两段直线范围内的线性助力。在死 区边界转向时,助力曲线的斜率有所减小,但助力转向仍存在手感上的冲击,而且转向盘输入转矩在T d1附近时,由于助力曲线斜率的变化引起另一处转向手感上的冲击。 曲线型助力特性用函数表示为 I(T d)= 0 T d≤T d0 F(v)×T d T d0 I max T d>T dmax 式中:F(v)为不同速度v对应的助力曲线,为变量v的多项式,一般在控制精度要求下取v的3次多项式F(v)=a0+a1v+a2v2+a3v3。曲线型助力综合了直线型和折线型助力的优点,实现连续、均匀助力。 设计助力控制曲线时,可以对折线型助力或初拟定的曲线型助力进行试验,依据采集转向盘输入扭矩数据,参照EPS设计技术参数,如表1所列,调整修正助力控制输出,最后对助力控制曲线进行3次样条曲线拟合,优化助力曲线。 表1 EPS部分设计技术参数 技术参数数值 转向盘最大作用力矩/(N·m) 转向盘最大作用力/N 35 转向盘平均作用力矩/(N·m) 转向盘平均作用力/N 18～20 阻尼控制 阻尼控制是针对汽车高速直线行驶稳定性和快速转向收敛性提出的。汽车高速直线行驶时,如果转向过于灵敏、“轻便”,驾驶员就会有通常说的“飘”的感觉,这给驾驶带来很大的危险。为提高高速行驶时驾驶的稳定性,提出在死区范围内进行阻尼控制,适当加重转向盘的阻力,最终体现在高速行驶时手感的“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,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。 回正控制 回正控制是针对转向回正特性提出的控制策略。汽车方向盘回正力矩主要包括轮胎本身产生的回正力矩、转向机构主销定位产生的回正力矩和主销定位参数的轮荷回正力矩。 汽车行驶转向时,由于转向轮主销后倾角和主销内倾角的存在,转向盘具有自动回正作用,且随着车速的提高,轮胎与地面侧向附着系数减少,转向回正转矩增大。当汽车达到一定速度行驶时,汽车转向盘转向后将产生回正力矩,在理想情况下,转向盘将在自身回正力矩作用下回正。这种回正力矩的产生是在汽车设计时应考虑的,但由于汽车使用摩擦磨损等其它因素,如转向主销干摩擦和转向器干摩擦等,汽车自身回正力矩不能实现很好的回正,另外在汽车起动原地回正或者低速回正时,转向盘也难以在自身回正力矩下很好的回正,这时就需要ECU实时监测系统的状态,干预协助回正控制,保证汽车的回正性能。 回正控制状态可能会出现不完全回正和回正超调两种情况,前者由于回正力矩不够,转向盘没有回正到中间位置,后者由于回正力矩过大,导致转向盘回归中间位置超调;通过ECU进行回正补偿助力可改善不完全回正,通过增加助力电机阻尼控制可改善回正超调。当转向盘回正到中间位置时,ECU使助力电机电流逐渐减小,对转向车轮产生回正阻尼,使汽车具有稳定的转向特性。 回正控制需要考虑高速、低速以及原地转向回正3种情况。汽车点火起动后原地转向回正依靠其自有的回正作用,不能实现轻便的回正,需要回正助力控制;汽车在低速行驶时,其侧向加速度小,回正力矩也小,在高速行驶时,侧向加速度比较大,回正力矩也较大,均需要ECU实时监测协助控制。 故障诊断控制 电子控制单元ECU除控制实时助力外,还具备安全保护与故障诊断功能,EPS系统在分析助力同时,实时检测系统各组件工作情况,如助力电机、蓄电池电源电压、各传感器,当检测到某一组件发生故障时,如蓄电池电源欠压,车速传感器无信号输出等,实现如下操作:断开电磁离合器,使助力系统脱离机械转向系统,采用汽车本身的转向机构;通过显示部分输出显示故障代码;通过通讯端口输出故障代码,保障驾驶的安全性。 3 系统控制流程 系统控制内容除以上所述外,还有EPS与汽车车载信息系统的通讯,其实现的功能包括从车载信息系统获取汽车车速信号、ABS汽车制动信号等,以及共享输出EPS工作状态信号,如助力、阻尼、回正控制状态,EPS工作状态等。EPS嵌入式系统控制流程如图4所示。 图4 EPS系统控制总流程 --------------------------------------------------- 1、综述 (electricpowersteering)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,与传统的液压助力转向系统 HPS(hydraulicpowersteering)相比,EPS系统具有很多优点：仅在需要转向时才启动电机产生助力,能减少发动机燃油消耗；能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动，改善汽车的转向特性,提高汽车的主动安全性；没有液压回路,调整和检测更容易,装配自动化程度更高,且可通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配,缩短生产和开发周期；不存在漏油问题,减小对环境的污染。 EPS系统是未来动力转向系统的一个发展趋势。 图1 EPS结构图 如图1所示，EPS主要由扭矩、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。通过传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元,再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩,最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。因此扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一。扭矩传感器的种类有很多，主要有电位计式扭矩传感器、金属电阻应变片的扭矩传感器、非接触式扭矩传感器等，随技术的进步将会有精度更高、成本更低的传感器出现。 2、电位计式扭矩传感器 电位计式扭矩传感器主要可以分为旋臂式、双级行星齿轮式、扭杆式。其中扭杆式测量结构简单、可靠性能相对比较高，在早期应用比较多。 中扭杆式扭矩传感器的结构、原理 扭杆式扭矩传感器主要由扭杆弹簧、转角-位移变换器、电位计组成。扭杆弹簧主要作用是检测司机作用在方向盘上的扭矩，并将其转化成相应的转角值。转角-位移变换器 是一对螺旋机构，将扭杆弹簧两端的相对转角转化为滑动套的轴向位移，由刚球、螺旋槽和滑块组成。滑块相对于输入轴可以在螺旋方向上移动，同时滑块通过一个销安装到输出轴上，可以相对于输出轴在垂直方向上移动。因此，当输入轴相对于输出轴转动时，滑块按照输入轴的旋转方向和相对于输出轴的旋转量，垂直移动。当转动方向盘的时候，钮矩被传递到扭力杆，输入轴相对于输出轴方向出现偏差。该偏差是滑块出现移动，这些轴方向的移动转化为电位计的杠杆旋转角度，滑动触点在电阻线上的移动使电位计的电阻值随之变化，电阻的变化通过电位计转化为电压。这样扭矩信号就转化为了电压信号。 2.２扭杆式扭矩传感器的设计 扭杆是整个扭杆扭矩传感器的重要部件，因而扭杆式扭矩传感器的设计关键是扭杆的设计。扭杆通过细齿形渐开线花键和方向盘轴连接，另外的一端通过径向销（直径D）与转向输出轴连接，基本结构如图2所示。 图2 圆柱截面扭杆结构图 扭杆细齿形渐开线花键端部结构外直径 d0=~d,长度L=（~）d，为了避免过大的应力集中，采用过度圆角时，半径R= （3~5）d，扭杆的有效长度为l，d为扭杆有效长度的直径。 扭杆的扭转刚度k是扭杆的一个重要的物理量，可以参照下面的公式计算。 当其受到扭矩Ｔ的时候，其扭转的切应力τ和变形角φ分别为： 其扭转刚度为： 其中d-扭杆直径，有效长度，Ip惯性矩，Zi抗扭截面系数 图3 如图3为某扭矩传感器扭杆的试验曲线，曲线的斜率即为扭转刚度k。 扭杆式扭矩传感器在早期的EPS中应用比较多，但由于是接触式的，工作时产生的摩擦使其易磨损，影响其精度，将会被逐步淘汰。 ３、金属电阻应变片的扭矩传感器 传感器扭矩测量采用应变电测技术。在弹性轴上粘贴应变计组成测量电桥，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化从而实现扭矩测量。传感器就完成如下的信息转换： 传感器由弹性轴、测量电桥、仪器用放大器、接口电路组成。弹性轴是敏感元件，在45度和135度的方向上产生最大压应力和拉应力，这个时候承受的主应力和剪应力相等，其计算公式为： 式中τ—主应力，此时与σ相等 Ｗp-轴截面极矩 测量电桥可以采用半导体电阻应变片，并将它们接成差动全桥,其输出电压正比于扭转轴所受的扭矩。应变片的电阻R1=R2=R3=R4＝R0,可以得到下面的式子： Ｅ－轴材料的弹性模量 u－电桥的供电电压 S－电阻应变片的灵敏度系数 放大电路采用仪器用放大电路，它由专用仪器用放大电路构成，也有三只单运放电路组合而成，放大倍数为K，放大后的电压Ｖ为： #p#副标题#e# 为了使一起具有高精度，必须使灵敏度系数为常数。 在金属电阻应变片的扭矩中，需要解决的技术关键是： (1) 弹性轴的工作区域不应该大于弹性区域的1/3，且取初始段。为了将迟滞误差减低到最底，按照超载能力指数选取最大的轴径。 (2)采用LM 型硅扩散力敏全桥应变片，较好的敏感性，很小的非线形度 (3)采用高精度的稳压电源。 ４、非接触式扭矩传感器 图4 如图4所示为非接触式扭矩传感器的典型结构。输入轴和输出轴由扭杆连接起来，输入轴上有花键，输出轴上有键槽。当扭杆受方向盘的转动力矩作用发生扭转时，输入轴上的花键和输出轴上键槽之间的相对位置就被改变了。花键和键槽的相对位移改变量等于扭转杆的扭转量，使得花键上的磁感强度改变，磁感强度的变化，通过线圈转化为电压信号。信号的高频部分由检测电路滤波，仅有扭矩信号部分被放大。非接触扭矩传感器由于采用的是非接触的工作方式，因而寿命长、可靠性高，不易受到磨损、有更小的延时、受轴的偏转和轴向偏移的影响更小，现在已经广泛用于轿车和轻型车中，是传感器的主流产品。 5、其它扭矩传感器 如图5所示为相位差传感方式来检测扭矩的扭矩传感器的结构和测量原理图，这种传感器具有高精度，高重复性的特点。其测量原理为：在受扭轴的两端各安上一个齿轮，对着齿面再各装一个电磁传感器，从传感器上就能感应出两个与动力轴非接触的交流信号。取出其信号的相位差，在这两个相位差之间，插入由晶体震荡器产生的高精度，高稳定的时钟信号。以这个时钟信号为基准，巧妙运用数字信号处理技术就能精确地测出所承受的扭矩。 图5 6、EPS扭矩传感器的发展趋势 随着EPS系统的不断完善和发展，对扭矩传感器的精度、可靠性和响应速度提出了跟高的要求。EPS扭矩传感器正呈现以下的发展趋势： （1）、测试系统向微型化!数字化、智能化、虚拟化和网络化方向发展; （２）、从单功能向多功能发展,包括自补偿、自修正、自适应、自诊断、远程设定、状态组合、信息存储和记忆; （3）、向着小型化、集成化方向发展。传感器的检测部分可以通过结构的合理设计和优化来实现小型化，IC部分可以整合尽可能多的半导体部件、电阻到一个单独的IC部件上，减少外部部件的数量。 （4）、由静态测试向动态在线检测方向发展。 11数据总线系统 学习目标 知识目标 （1）了解汽车总线系统的类型、作用、组成； （2）熟悉汽车总线系统的结构和工作原理； （3）掌握汽车总线系统的电路分析方法； （4）掌握典型车系总线系统故障分析方法。 能力目标 （1）熟悉维修手册的使用方法； （2）学会使用示波器对总线系统的检测方法； （3）学会典型车系总线系统故障检测与诊断方法。 11.1 概述 随着汽车技术的不断发展，人们对汽车各方面的性能要求越来越高，不仅在追求车辆动力性和操控性能的同时还对舒适性和安全性能也提出了更高的要求。 20世纪90年代以来，随着集成电路在汽车上的广泛应用，汽车上的电子控制系统越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电动门窗装置、主动悬架装置等。各种电子控制系统的导入和应用使汽车的各项功能更加完善，控制更加精确和灵活，智能化程度也不断提升。然而，功能的日益增加和完善使车载电子控制单元的数量以惊人的速度增加。 与此同时，各电子控制单元之间的数据交换也随之增加。传统的数据交换形式只是通过模块间专设的导线完成点对点的通信。数据量的增加必然导致车身线束的增加。庞大的车身线束不仅增加了制造成本，而且还占用空间，增加了整车重量。线束的增加还会使因线束老化而引起电气故障的可能性大大提高，降低了系统的可靠性。解决这个问题的关键就是利用计算机网络技术，将车载控制单元通过车载网络连接起来，实现数据信息的高效传输。如图11-1所示，采用了CAN 总线、LIN总线（单线总线）、MOST总线（光学总线）以及无线蓝牙总线后车载网络控制系统可以处理大量来自控制单元的信息和执行其各种功能以及不断增加的数据交换。 在现代汽车中，采用总线的意义已远远超出节省电线的围，它已成为车各零部件实施信息交互的标准接口。整车的总线网络成为整车的电器平台，也就是说只要有总线存在，就可以在这个总线平台上不断增加汽车的智能化零部件。总线技术促进了汽车智能化的发展。 从上世纪50年代出现了汽车助力转向系统以来,经历了机械式、液压式、电控液压式等阶段,80年代人们开始研制电子控制式电动助力转向系统,简称 EPS(ElectricPowerSteering)。EPS在机械式助力转向系统的基础上,用输入轴的扭矩信号和汽车行驶速度信号控制助力电机,使之产生相应大小和方向的助力,获得最佳的转向特性。EPS用仅在转向时才工作的助力电机替代了在汽车运行过程中持续消耗能量的液压助力装置,简化了结构,降低了能耗,动态地适应不同的车速条件下助力的特性,操作轻便,稳定性和安全性好,同时,不存在油液泄漏和液压软管不可回收等问题。可以说,EPS是集环保、节能、安全、舒适为一体的机电一体化设计。 电动助力转向系统EPS是当前世界最发达的转向助力系统,20世纪80年代,日本铃木公司首次开发。因其具有独特的按需助力、随动跟踪、反映路感、节能高效、环保免维护、系统成本低等一系列优点,在中小排量汽车中即将以较大产品份额取代液压助力转向总成(HPS)。与传统的转向系统相比较,汽车电动助力转向系统(EPS)结构简单,灵活性好,能充分满足汽车转向性能的要求,在操作的舒适性、安全性和节能、环保等方面显示出显著的优越性。 EPS的特点及工作原理 (1)EPS系统的特点。 随着电子技术的发展,电子技术在汽车上的应用越来越广泛。电动助力转向已成为汽车动力转向系统的发展方向。 由于采用动力转向可以减少驾驶员手动转向力矩,改善汽车的转向轻便性,因此在商用车、中高级轿车和轻型车上得到广泛的应用。传统的动力转向系大多采用固定放大倍数的液压动力转向,缺点是不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。为了克服以上缺点,研制出电子控制液压动力转向系(EHPS),使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。但EHPS 系统结构更复杂、价格更昂贵,而且效率低、能耗大。 EPS是一种机电一体化的新一代汽车智能转向助力系统。与液压动力转向系统(HPS)相比,有如下优点: 1 效率高,HPS系统效率一般为60%~70%,而EPS系统效率可达90%以上; 2 能耗少,对于HPS系统,汽车燃油消耗率增加4%~6%;而EPS系统汽车燃油消耗率仅增加%左右; 3 路感好,使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力; 4 回正性好,EPS系统内部阻力小,可得到最佳的回正特性; 5 对环境污染少,EPS对环境几乎没有污染; 6 可以独立于发动机工作,EPS系统只要电源电力充足,即可产生助力; 一文看懂汽车CAN总线技术原理 随着现代汽车技术的不断发展，CAN总线逐渐成为现代汽车上不可缺少的技术，并大大推动了汽车技术的高速发展。本文将对汽车CAN 总线技术的工作原理、特点及优点，CAN总线在汽车制造中的应用及发展趋势做了简单介绍，具体的跟随小编一起来了解一下。 CAN总线的由来由于现代汽车的技术水平大幅提高，要求能对更多的汽车运行参数进行控制，因而汽车控制器的数量在不断的上升，从开始的几个发展到几十个以至于上百个控制单元。控制单元数量的增加，使得它们互相之间的信息交换也越来越密集。为此德国BOSCH 公司（和inter 公司共同）开发了一种设计先进的解决方案-CAN 数据总线，提供一种特殊的局域网来为汽车的控制器之间进行数据交换。 CAN 是ControllerAreaNetwork 的缩写，称为控制单元的局域网，它是车用控制单元传输信息的一种传送形式。 CAN总线技术简介CAN总线又称作汽车总线，全称为“控制器局域网（Controller Area Network）”，意思是区域网络控制器，它将各个单一的控制单元以某种形式（多为星形）连接起来，形成一个完整的系统。在该系统中，各控制单元都以相同的规则进行数据传输交换和共享，称为数据传输协议。CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块（ECU）之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。 在工程实际中CAN总线是对汽车中标准的串行数据传输系统的习惯叫法。随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，使汽车电子系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来智能运输系统（ITS）的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。CAN 总线正是为满足这些要求而设计的。 CAN总线主要有四部分组成：导线、控制器、收发器和终端电阻。其中导线为由两根普通铜导线绞在一起的双绞线。控制器的作用是对收到和发送的信号进行翻译。收发器负责 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?1 1.1汽车转向系统简介?１ 1.２汽车转向系统的设计思路 (3) 1．３ＥPS的研究意义?４ 2 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) 11 3 电助力转向系统的设计? 3．1 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］21? 3．4 转向器传动受力分析......................................... ２2 ４转向传动机构优化设计?2４ 4.１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?２７ ５控制系统设计? 29 29 5.1 电助力转向系统的助力特性? 30 5.2 ＥPS电助力电动机的选择? ５．3 控制系统框图设计........................................... 3１32 结论? 致谢................................................ 错误!未定义书签。参考文献......................................... 错误!未定义书签。 汽车EPS系统控制器设计 汽车EPS系统控制器设计 选定MC9512DG128单片机为处理器的电子控制单元，对ECU选型及引脚资源分配、选择了电机驱动方式，设计开发了驱动电路、升压电路及电源电路、电机转速反馈电路和信号获取电路设计以及部分自检电路。 EPS 控制汽车 1引言转向系统是保证车辆行驶的主要车辆子系统之一，其性能直接关系到车辆的舒适性和安全性。良好的操纵稳定性和驾驶感觉是转向系统追求的目标。回正力矩在一定程度上保证了汽车操纵稳定性，但增加了驾驶员的转向阻力，尤其是大型车辆的低速转向时，驾驶员的工作强度较高，不利于驾驶舒适性。为了改善这个矛盾，起初通过增大转向系中的减速比，但这样会使转向变得十分迟钝，满足不了转向灵敏度的要求，为了解决转向系“轻”与“灵”的矛盾，采用了动力转向系。上个世纪50年代开始出现了助力转向系统，在此后的二、三十年中，转向系统经历了机械式、液压式、电控液压式等几个阶段。由于传统的动力转向系统有结构复杂、功率消耗大、易泄漏、转向助力不易控制等缺点，汽车工程师一直在寻求一种更好的助力方式，以期获得较强的路感、较轻的操纵力、较好的回正稳定性、较高的抗千扰能力和较快的响应性。到了上世纪80年代，人们开始研究电动助力转向（Electric Power steering，简称EPS）系统。在EPS 系统研究伊始，因为成本高，难以投入商业生产，在实验室阶段停留了许多年。但是随着控制元件成本大幅度降低，以及人们对于环保问题关注程度的不断上升，使EPS系统这个集环保、节能、安全、舒适为一体的高科技产品的实际应用成为可能。 2电动助力转向的结构方案EPS系统主要由以下几个部分组成：电子控制单元（ECU）、车速传感器和转矩传感器、助力电动机、减速机构、转向器和转向柱总成等。总成的布置和助力电机的装配如所示图1所示。电动助力转向系统是在机械系统中加装助力电机完成的， 汽车EPS转向系统与SBW 目前，汽车转向系统一般采用动力转向系统，动力转向系统根据助力的方式可分为液压助力转向系统(HPS)、电控液压助力转向系统(EHPS）、电动助力转向系统(EPS)和线控转向系统(SBW )。长久以来，汽车的动力转向系统一直采用液压助力转向系统，由于液压系统的诸多缺点，电动助力转向系统取代液压助力转向系统已经成为动力转向系统发展的必然趋势。 电动助力转向系统（EPS) 电动助力转向系统完全取消了液压部件，整个系统由机械转向系统加上扭矩传感器、车速传感器、电机传感器、ECU、助力电机、离合器、减速器等组成。基本工作原理是：转向盘转动时，扭矩传感器将检测到转向盘上的扭矩信号和转向信号传给ECU，ECU同时接受车速信号，据此决定助力电机的基本助力电流，然后一般还生成电机惯性补偿电流和阻尼补偿电流，总电流作为电机目标电流，通过ECU内部的电机驱动电路对电机进行扭矩控制。 根据电机布置位置不同，电动助力转向系统可分为：转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种。 转向柱助力式EPS的电机固定在转向柱一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动转向轴进行助力转向。齿轮助力式EPS的电机和减速机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。齿条助力式EPS 的电机和减速机构则直．接驱动齿条提供助力。 电动助力转向系统的优点如下： 1.效率可高达90％以上，液压动力转向效率一般在60%~70%： 2．路感和回正性好，EPS结构简单，内阻小、回正性好，改善了汽车操纵稳定性： 3.能耗少。EPS只在转向时电机才提供助力，汽车油耗可降低3％左右： 4.可独立于发动机工作，EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，与发动机无关； 5.对环境无污染。液压助力转向系统液压管路接头存在油泄漏问题且液压管路不可回收： 6.装配性好,易于布置，由于EPS主要部件（电机、减速器、传感器、电控单元等）可集成在一起，便于整车布置和装配： 7.应用范围少，主要用于轿车和轻型货车，对电动汽车、混合动力车、燃料电池车是最佳选择。 EPS历史与现状 EPS系统首先是在微型轿车上发展起来的，其主要原因是狭小的发动机舱空间给液压助力转向系统的安装带来了很大的麻烦。EPS由于部件少，安装方便，非常适合在微型轿车上安装。 1988年2月，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统，随后还应用在其Alto车上。此后，EPS在日本得到迅速发展，如大发汽车公司的Mira轿车、三菱汽车公司的Minica轿车、本田公司的雅阁轿车等都先后安装了EPS系统。 欧、美等国的汽车公司对EPS的开发研究比日本晚10年时间，但是开发的力度较大，目前也有一些公司开发了EPS系统并装车销售。美国的天合和德尔福等公司相继推出各自的产品，天合公司将航空技术应用于EPS系统的开发，于1996年推出自己EPS系统，并在福特Fiesta和马自达323F上进行试验：德尔福属下的Saginaw公司于1999年首次研制成功其电动助力转向系统产品E-Steerlm Electric 汽车EPS系统原理 从上世纪50年代出现了汽车助力转向系统以来,经历了机械式、液压式、电控液压式等阶段,80年代人们开始研制电子控制式电动助力转向系统,简称EPS(ElectricPowerSteering)。EPS在机械式助力转向系统的基础上,用输入轴的扭矩信号和汽车行驶速度信号控制助力电机,使之产生相应大小和方向的助力,获得最佳的转向特性。EPS用仅在转向时才工作的助力电机替代了在汽车运行过程中持续消耗能量的液压助力装置,简化了结构,降低了能耗,动态地适应不同的车速条件下助力的特性,操作轻便,稳定性和安全性好,同时,不存在油液泄漏 和液压软管不可回收等问题。可以说,EPS是集环保、节能、安全、舒适为一体的机电一体 化设计。 电动助力转向系统EPS是当前世界最发达的转向助力系统,20世纪80年代,日本铃木公司首次开发。因其具有独特的按需助力、随动跟踪、反映路感、节能高效、环保免维护、系统成本低等一系列优点,在中小排量汽车中即将以较大产品份额取代液压助力转向总成(HPS)。与传统的转向系统相比较,汽车电动助力转向系统(EPS)结构简单,灵活性好,能充分满足汽车 转向性能的要求,在操作的舒适性、安全性和节能、环保等方面显示出显著的优越性。 EPS的特点及工作原理 (1)EPS系统的特点。 随着电子技术的发展,电子技术在汽车上的应用越来越广泛。电动助力转向已成为汽车动力转向系统的发展方向。 由于采用动力转向可以减少驾驶员手动转向力矩,改善汽车的转向轻便性,因此在商用车、中高级轿车和轻型车上得到广泛的应用。传统的动力转向系大多采用固定放大倍数的液压动力转向,缺点是不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。为了克服以上缺点,研制出电子控制液压动力转向系(EHPS),使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。但EHPS 系统结构更复杂、价格更昂贵,而且效率低、能耗大。 EPS是一种机电一体化的新一代汽车智能转向助力系统。与液压动力转向系统(HPS)相比,有如下优点: 1 效率高,HPS系统效率一般为60%~70%,而EPS系统效率可达90%以上; 2 能耗少,对于HPS系统,汽车燃油消耗率增加4%~6%;而EPS系统汽车燃油消耗率仅增加0.5%左右; 3 路感好,使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力; 4 回正性好,EPS系统内部阻力小,可得到最佳的回正特性; 5 对环境污染少,EPS对环境几乎没有污染; 6 可以独立于发动机工作,EPS系统只要电源电力充足,即可产生助力; 7 应用范围广,尤其对于环保型的纯电动汽车,EPS系统为其最佳选择。 (2)EPS工作原理。 EPS原理是控制模块根据扭矩传感器和汽车速度传出的信号,确定转向助力的大小和方向, 并驱动电机辅助转向操作,如图1所示[1]。 汽车总线技术 。一、汽车总线概述 1．汽车总线技术的发展 随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。另外，随着近年来ITS的发展，以3G（GPS、GIS和GSM）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。 从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点达1500个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。下图1、图2分别为相同节点的传统点对点通讯方式和使用CAN总线的通讯方式，从图可以直观地比较线束的变化（图中节点之间的连线仅表示节点间存在的信息交换，并不代表线束的多少） 图1 传统的节点通讯方式 图2 CAN总线通讯方式 电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ABS）、防滑控制系统（ASR）、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先劝竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN总线正是为满足这些要求而设计的。 美国汽车工程师协会（SAE）车辆网络委员会根据标准SAE J2057将汽车数据传输网划分为A、B、C三类，为了直观地说明其网络划分，这里图3表示。 从通讯速度角度分析，随着车载多媒体和办公设备在车辆应用方面的快速发展，一种新型总线——IDB已经出现，世界各大汽车生产商对此非常关注，纷纷出台相应的研究计划。现在已经存在能够对导航、GPS、电话、音响、电视、DVD 汽车总线题库Last revision on 21 December 2020 汽车电脑的检修 一、填空题 1.汽车电脑（ECU）在硬件上由输入接口、______微控制器___和___输出接口三部分组成，其核心部件是___微控制器____。 2.微控制器由 CPU 、存储器和 I/O口三部分组成，其核心部件是 __CPU__。 3.存储器按读写操作原理分为__只读存储器（ROM）___和___随机存储器（RAM）两类，其中故障码存储在随机存储器（RAM）中。 4.汽车电脑的软件包括程序和数据。 5.汽车电脑常见的故障有电脑电源故障、输入/输出部分故障、存储器部分故障、特殊故障。 6.汽车电脑常用的检修方法有直观检查法、电阻检测法、电压检测法、波形检测法和等效替换法等几种。 7.汽车电脑的编码通过故障诊断仪来完成。 二、判断题 1.汽车电控系统由汽车传感器、ECU和执行元件组成。（√） 2.临时数据存放在只读存储器ROM中。（×） 3.程序和原始数据存放在只读存储器ROM中。（√） 4.在汽车电控系统中，RAM的电源与后备电源或蓄电池直接相接，不受点火开关控制。（√） 5.可以通过给汽车电控系统的RAM断电的方法来清除故障码。（√） 6.汽车上每个控制单元都有编码，并且每个控制单元只有一个编码。（×） 7.控制单元的编码在车辆出厂前已经设定好。（√） 8.通过编码可以使相同零件编号的控制单元去适应不同的车型、地区。(√) 9.汽车电脑的匹配是给控制单元输入一个代码。（×） 10.汽车电脑的匹配是改变控制单元内部的某些参数。（√） 11.钥匙匹配结束后，如果防盗指示灯点亮，表明钥匙匹配成功。（×） 三、简答题 1.汽车电脑的硬件由哪几部分组成各部分的作用是什么 答：（1）输入接口——接收传感器信号，并对传感器输入的信号进行预处理（放大、滤波、整形、变换等），使输入信号变成微控制器可以处理的信号 （2）微控制器——接收、分析处理、存储输入接口输送的信息并进行计算，存储临时数据，并根据运算结果输出指令 （3）输出接口——将微控制器输出的指令转变为控制信号，并将其放大，以驱动执行元件执行相应动作 2.存储器按读写操作原理分为哪些类型各自有什么特点 答：存储器按读写操作原理分为只读存储器ROM和随机存储器RAM 只读存储器ROM的特点是：只能读出不能随机写入，存储的信息不会因断电而丢失，存储程序和原始试验数据。 随机存储器RAM的特点是：可随时写入或读出，存储的信息会因断电而丢失，存储临时数据。 3.简述汽车电脑的功用。 答：（1）接收传感器信号，并对传感器输入的信号进行预处理，使输入信号变成微控制器可以处理的信号 国内外新一代汽车转向系统EPS介绍 发表日期：2007-12-24 10:30:20 阅读数：485 按照转向动力源来分，目前汽车转向系统可分为纯人力转向和动力辅助转向两种。其中， 后者又大致经历了机械机构助力转向、液压助力转向和电动助力转向EPS （Electric Power Steering）这三个阶段。 EPS系统一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电 动机等组成，它在传统机械转向系统的基础上，根据方向盘上的转矩信号和汽车 的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进 行转向操作。 EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，且只在转向时电动机才 提供助力，因此几乎不直接消耗发动机燃油。同时，EPS也不存在液压动力转向系 统的燃油泄漏问题，对环境几乎没有污染，可以满足人们节能环保的要求。 1988年2月，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统。此后，EPS在日本得 到迅速发展。欧、美等国的汽车公司对EPS的开发比日本晚10年，但开发的力度较 大。截止到2006年，欧洲50％新出产的汽车中都用电动助力转向代替了原来的液压助力转向。 下面简单介绍三家国外公司的EPS方案。 Freescale的EPS方案 主要特性： 采用56F8300系列数字信号控制器，在汽车环境温度下性能可达60MIPS，控制处理过程并为EPS系统提供智能外围支持。 采用8位、16位的微控制器（MCU）族，如HC08、56F8000族等，使系统更加安全、可靠。 采用系统基本芯片（SBC），如MC33742族等，以提供受保护的电压调节器，调节器集成 1Mbps的CAN通信接口和看门狗。SBC可通过一个串行外围接口SPI编程。 采用MC33927场效应晶体管预驱动器，用于控制三相电机。预驱动器的工作电压为8-40V，采用SMARTMOS?技术，有0.5A的门驱动能力。MC33927通过SPI端口编程，由6个 直接输入控制信号、异步和使能、中断信号与MCU连接。 汽车电脑的检修 一、填空题 1.汽车电脑（ECU）在硬件上由输入接口、______微控制器___和___输出接口三部分组成，其核心部件是___微控制器____。 2.微控制器由 CPU 、存储器和 I/O口三部分组成，其核心部件是__CPU__。 3.存储器按读写操作原理分为__只读存储器（ROM）___和___随机存储器（RAM）两类，其中故障码存储在随机存储器（RAM）中。 4.汽车电脑的软件包括程序和数据。 5.汽车电脑常见的故障有电脑电源故障、输入/输出部分故障、存储器部分故障、特殊故障。 6.汽车电脑常用的检修方法有直观检查法、电阻检测法、电压检测法、波形检测法和等效替换法等几种。 7.汽车电脑的编码通过故障诊断仪来完成。 二、判断题 1.汽车电控系统由汽车传感器、ECU和执行元件组成。（√） 2.临时数据存放在只读存储器ROM中。（×） 3.程序和原始数据存放在只读存储器ROM中。（√） 4.在汽车电控系统中，RAM的电源与后备电源或蓄电池直接相接，不受点火开关控制。（√） 5.可以通过给汽车电控系统的RAM断电的方法来清除故障码。（√） 6.汽车上每个控制单元都有编码，并且每个控制单元只有一个编码。（×） 7.控制单元的编码在车辆出厂前已经设定好。（√） 8.通过编码可以使相同零件编号的控制单元去适应不同的车型、地区。(√) 9.汽车电脑的匹配是给控制单元输入一个代码。（×） 10.汽车电脑的匹配是改变控制单元内部的某些参数。（√） 11.钥匙匹配结束后，如果防盗指示灯点亮，表明钥匙匹配成功。（×） 三、简答题 1.汽车电脑的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：（1）输入接口——接收传感器信号，并对传感器输入的信号进行预处理（放大、滤波、整形、变换等），使输入信号变成微控制器可以处理的信号 （2）微控制器——接收、分析处理、存储输入接口输送的信息并进行计算，存储临时数据，并根据运算结果输出指令 （3）输出接口——将微控制器输出的指令转变为控制信号，并将其放大，以驱动执行元件执行相应动作 2.存储器按读写操作原理分为哪些类型？各自有什么特点？ 答：存储器按读写操作原理分为只读存储器ROM和随机存储器RAM 只读存储器ROM的特点是：只能读出不能随机写入，存储的信息不会因断电而丢失，存储 汽车电动助力转向系统EPS原理详解 1、综述 电动助力转向系统EPS(electricPowersteering)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,与传统的液压助力转向系统 HPS(hydraulicpowersteering)相比,EPS系统具有很多优点：仅在需要转向时才启动电机产生助力,能减少发动机燃油消耗；能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动，改善汽车的转向特性,提高汽车的主动安全性；没有液压回路,调整和检测更容易,装配自动化程度更高,且可通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配,缩短生产和开发周期；不存在漏油问题,减小对环境的污染。 EPS系统是未来动力转向系统的一个发展趋势。 图1 EPS结构图 如图1所示，EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。通过传感器探测司机在转向操作时方向盘产生的扭矩或转角的大小和方向，并将所需信息转化成数字信号输入控制单元,再由控制单元对这些信号进行运算后得到一个与行驶工况相适应的力矩,最后发出指令驱动电动机工作，电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力。因此扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一。扭矩传感器的种类有很多，主要有电位计式扭矩传感器、金属电阻应变片的扭矩传感器、非接触式扭矩传感器等，随技术的进步将会有精度更高、成本更低的传感器出现。 2、电位计式扭矩传感器 电位计式扭矩传感器主要可以分为旋臂式、双级行星齿轮式、扭杆式。其中扭杆式测量结构简单、可靠性能相对比较高，在早期应用比较多。 2.1EPS中扭杆式扭矩传感器的结构、原理 扭杆式扭矩传感器主要由扭杆弹簧、转角-位移变换器、电位计组成。扭杆弹簧主要作用是检测司机作用在方向盘上的扭矩，并将其转化成相应的转角值。转角-位移变换器是一对螺旋机构，将扭杆弹簧两端的相对转角转化为滑动套的轴向位移，由刚球、螺旋槽和滑块组成。滑块相对于输入轴可以在螺旋方向上移动，同时滑块通过一个销安装到输出轴上，可以相对于输出轴在垂直方向上移动。因此，当输入轴相对于输出轴转动时，滑块按照输入轴的旋转方向和相对于输出轴的旋转量，垂直移动。当转动方向盘的时候，钮矩被传递到扭力杆，输入轴相对于输出轴方向出现偏差。该偏差是滑块出现移动，这些轴方向的移动转化为电位计的杠杆旋转角度，滑动触点在电阻线上的移动使电位计的电阻值随之变化，电阻的变化通过电位计转化为电压。这样扭矩信号就转化为了电压信号。 2.２扭杆式扭矩传感器的设计 扭杆是整个扭杆扭矩传感器的重要部件，因而扭杆式扭矩传感器的设计关键是扭杆的设计。扭杆通过细齿形渐开线花键和方向盘轴连接，另外的一端通过径向销（直径D）与转向输出轴连接，基本结构如图2所示。 图2 圆柱截面扭杆结构图 图2 圆柱截面扭杆结构图 扭杆细齿形渐开线花键端部结构外直径 d0=(1.15~1.25)d,长度L=（0.5~0.7）d，为了避免过大的应力集中，采用过度圆角时，半径R= （3~5）d，扭杆的有效长度为l，d为扭杆有效长度的直径。 扭杆的扭转刚度k是扭杆的一个重要的物理量，可以参照下面的公式计算。 当其受到扭矩Ｔ的时候，其扭转的切应力τ和变形角φ分别为： 其扭转刚度为： 其中d-扭杆直径，有效长度，Ip惯性矩，Zi抗扭截面系数 英飞凌产品的汽车EPS方案(附图)研发分析 始于2008年由美国次贷危机引发的金融海啸暴发距今已有一周年了。在这次全球性金融海啸中各个行业均受到不同程度的影响，汽车行业尤其是北美地区也未能幸免。但是中国车市却在政府的“产业振兴规划”、“节能汽车补助”等政策扶持下，这边风景独好。2009年中国汽车产量有望超过110万辆。远远超过了年初的预测。 图1 按每辆车平均146美元半导体元器件成本计算，2009年中国汽车电子半导体总 需求将超过12亿美元，市场需求非常强劲。 随着汽车保有量的不断增长，汽车排放对环境的污染被加以越来越多的重视，而日益严格的排放标准的不断推出更使环保成为汽车必须要达成的一个指标。此外，随着汽车消费的不断成熟，消费者也越来越关注汽车的各种功能性的内在指标。作为传统液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering，HPS)和电动液压助力转向系统(Electro-Hydraulic Power Steering，EHPS)技术的替代者，电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)正由于其具有的优点而被应用在越来越多的车辆中。表1是咨询公司Strategy Analytics对中国EPS市场的预测，从中我们可以明显地看出这种不断增长的趋势，预计在2010-2017年期间中国的EPS市场的年复合增长率将达到16.9%。这种不断增长的市场趋势是由于EPS系统本身具有的诸多优点所决定的，这主要表现在： EPS能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小扰动，改善汽车的转向特性，提高汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高汽车的主动安全性。 EPS只在转向时电机才提供助力，因而能减少燃料消耗。统计数字表明，与HPS相比，EPS每百公里可节油约0.3至0.5升。 EPS电机由蓄电池供电，因此即使在发动机熄火或出现故障时也能提供助力。 EPS取消了液压结构，其零件比HPS大为减少，因而质量更轻、结构更紧凑，易于设计和安装，并能降低噪声。 EPS易于调整和检测，可以通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配，因而能缩短生产和开发周期。 EPS不存在渗油问题，可大大降低保修成本，减小对环境的污染，改善了环保性。 EPS比HPS具有更好的低温工作性能。 可实现自动泊车系统等辅助功能。 对于EPS需求的增加也促使众多的企业和科研单位加大了研发和生产的投入，从而催生了许多新的EPS系统生产企业进入市场。这种现象在中国和印度等新兴市场表现得尤为明显。但这些企业生产EPS产品的历史都不长，所以一个成熟而可靠的方案对他们来说尤为重要。下面将简单介绍一下EPS系统的类型、一般结构和特性。 EPS简介 国内外新一代汽车转向 系统E P S介绍 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998 国内外新一代汽车转向系统EPS介绍 供稿人：吕玉洁 ?供稿时间：2007-6-15 按照转向动力源来分，目前汽车转向系统可分为纯人力转向和动力辅助转向两种。其中，后者又大致经历了机械机构助力转向、液压助力转向和电动助力转向EPS（Electric Power Steering）这三个阶段。 ? EPS系统一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电动机等组成，它在传统机械转向系统的基础上，根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向操作。 ? EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，可独立于发动机工作，且只在转向时电动机才提供助力，因此几乎不直接消耗发动机燃油。同时，EPS也不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题，对环境几乎没有污染，可以满足人们节能环保的要求。 ? 1988年2月，日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统。此后，EPS在日本得到迅速发展。欧、美等国的汽车公司对EPS的开发比日本晚10年，但开发的力度较大。截止到2006年，欧洲50％新出产的汽车中都用电动助力转向代替了原来的液压助力转向。 ? 下面简单介绍三家国外公司的EPS方案。 ? 主要特性： ? 采用56F8300系列数字信号控制器，在汽车环境温度下性能可达60MIPS，控制处理过程并为EPS系统提供智能外围支持。 ? 采用8位、16位的微控制器（MCU）族，如HC08、56F8000族等，使系统更加安全、可靠。 采用系统基本芯片（SBC），如MC33742族等，以提供受保护的电压调节器，调节器集成1Mbps的CAN通信接口和看门狗。SBC可通过一个串行外围接口SPI编程。 ? 采用MC33927场效应晶体管预驱动器，用于控制三相电机。预驱动器的工作电压为8-40V，采用SMARTMOS?技术，有0.5A的门驱动能力。MC33927通过SPI端口编程，由6个直接输入控制信号、异步和使能、中断信号与MCU连接。 ? 海南大学 本科课程论文（设计） 汽车总线技术及其应用 Vehicle network technology and its application 学院：机电工程学院 专业年级： 2010级车辆工程 姓名：龚德成 学号： 20100507310007 指导教师：卢浩义 2013 年6月12日 摘要 汽车电子技术经历了零部件层次的汽车电器时代、子系统层次的单片机（汽车计算机）控制时代之后，已经开始进入汽车网络时代，并向汽车智能化、信息化时代迈进。汽车总线技术，即汽车控制器区域网总线系统，或车载网络系统，是一种新技术。当然，汽车网络技术己成为汽车电子领域目前的最大热点。总线技术的运用使得汽车技术逐渐完善，汽车的动力性、操作稳定性、安全性、燃油经济性、环保性都得到了大幅提升。总线技术已成为现代汽车高端的标准配臵。同时，总线技术的运用也使得汽车检测、维修技术方面得到了很大的提高。 关键词:汽车网络时代汽车总线技术使用检测与维修 Abstract Automotive electronics technology has undergone era of automotive electrical component level, subsystem level microcontroller (car computer) have begun to enter the era of automotive network control era, the era of automotive intelligence, information forward. The car bus technology, automotive Controller Area Network bus system or vehicle network system, is a new technology. Of course, automotive network technology has become the biggest hot spot in the field of automotive electronics. Bus technology makes use of automotive technology gradually improved, the vehicle's mobility, operational stability, safety, fuel economy, environmental protection has improved tremendously. Bus technology has become a the Hyundai Motor high-end standard. At the same time, the use of bus technology also makes the vehicle inspection, repair technology has been greatly improved. Keywords: automotive network era;automobile bus technology; applications;maintenance and testing （汽车行业）汽车总线设计 湖南机电职业技术学院 《汽车单片机应用技术》实训报告 题目汽车CAN总线系统智能节点的设计院系汽车工程系 专业汽车电子1004 学生姓名向杰 指导教师冉成科 完成日期2012年3月23日 概述 (3) 实训要求 (4) 第壹章汽车车载网络系统的组成和原理 (4) 1.1汽车网络技术概述 (4) 1.2汽车网络技术的作用 (4) 第二章CAN总线 (4) 2.1CAN简介 (5) 2.2汽车CAN总线网络系统结构图 (6) 第三章CAN总线的维修和检修 (7) 3.1故障类型及检测诊断方法 (7) 第四章CAN总线在汽车领域的应用 (8) 4.1摘要 (8) 4.2CAN总线技术的应用 (8) 4.3汽车CAN总线节点ECU的硬件设计 (8) 4.4CAN总线在国内自主品牌汽车中的应用 (9) 第五章实训心得 (10) 随着现代汽车中所使用的电子表之间、系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如使用普通的线索完成这些数据之间的交换，线索总长可能超过1600m，实现起来是相当困难的。为解决这壹问题控制系统和通讯系统越来越多，如发动机电控系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统（ABS）、自动巡航系统（ACC）和车载多媒体系统等，这些系统之间、系统和显示仪，德国的博世（Bosch）X公司及几个半导体生产商开发出壹种新型的车用控制器——CAN。 CAN是ControllerAreaNetwork的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世X公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，当下在欧洲已是汽车网络的标准协议。 当下，CAN的高性能和可靠性已被认同，且被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之壹,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持，所以它在汽车领域中运用只会越来越广泛越来越重要。我们作为汽车电子的学习者有必要学好这方面的技术，这样才能顺应汽车高智能化的特点。为自己提升技能。11大众汽车总线系统方案
汽车EPS系统原理
一文看懂汽车CAN总线技术原理
汽车转向系统EPS设计(论文)
汽车eps系统控制器设计
汽车EPS转向系统与SBW
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汽车总线技术
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汽车电动助力转向系统EPS原理详解
英飞凌产品的汽车EPS方案_附图
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