電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 (EPS)控制器設(shè)計(jì)

1.4萬字 30頁(yè) 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(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展歷程 1
1.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 1
1.2.1國(guó)外發(fā)展概況 2
1.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展概況 3
1.3本章小結(jié) 3
第二章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體簡(jiǎn)介 4
2.1電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 4
2.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體框架 5
2.3本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 5
2.4本章小結(jié) 6
第三章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的硬件實(shí)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(jī)特性 7
3.2電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)及其保護(hù)電路設(shè)計(jì) 8
3.2.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 9
3.2.2方向控制電路 10
3.2.3過流保護(hù)電路 10
3.3電磁離合器控制電路與檢測(cè)電路 11
3.4扭矩傳感器及其信號(hào)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(hào)處理電路 13
3.5車速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器及其信號(hào)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(hào)處理電路 15
3.6繼電器控制及其檢測(cè)電路 16
3.7故障代碼的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 18
3.10本章小結(jié) 18
第四章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 19
4.1 EPS系統(tǒng)的主程序流程 19
4.2 扭矩信號(hào)的數(shù)字濾波 20
4.3 車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量與計(jì)算 20
4.4 電動(dòng)機(jī)的PWM控制 21
4.5 本章小結(jié) 22
第五章 總結(jié)與展望 23
5.1總結(jié) 23
5.2展望 23
致謝 24
參考文獻(xiàn) 25



摘要

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering System）是近幾年來出現(xiàn)的新型動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。它具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，是汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地根據(jù)當(dāng)前車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及方向盤的操作力矩，控制電機(jī)提供合適的轉(zhuǎn)向助力。因此對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行研究和開發(fā)是十分必要的。
電子控制單元（ECU）是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)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(hào)和車速傳感器信號(hào)，進(jìn)行邏輯分析與計(jì)算后發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)和離合器的動(dòng)作。此外，ECU的電子控制單元還具有安全保護(hù)和自我診斷功能，通過采集電動(dòng)機(jī)的電流等信號(hào)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(dòng)取消，同時(shí)ECU將進(jìn)行故障診斷分析。
電子控制單元的硬件設(shè)計(jì)主要完成了對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，對(duì)各種傳感器信號(hào)的采集，以及控制單元的安全警報(bào)電路等的設(shè)計(jì)任務(wù)。其中，對(duì)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制是利用單片機(jī)本身的PWM功能，產(chǎn)生可變占空比的PWM脈沖波來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制電路。電動(dòng)機(jī)的控制電路使用兩個(gè)N溝道型MOS管和兩個(gè)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(shè)計(jì)還有許多不完善的地方，要設(shè)計(jì)出性能可靠的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器控制器還有許多工作要做。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電子控制單元，傳感器， PWM控制
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