汽车电子转向系统及研究开发.pdf

硕士学位论文汽车电子转向系统的研究与开发宁生科申请学位学斟:机械制造及其自动化ǹ诙作者:杨飞指导教师:副教授西安工业大学年
寺霉纠研究生签字:扬己汽车电子转向系统的研究与开发摘要研究的内容主要有:对汽车转向系统和电子转向系统进行综述,并介绍了国内外电子转向系统的研究现状和发展前景。根据电子转向系统结构特点将其分为转向操纵机构、电驱动方法研究的基础上结合汽车电子转向系统特点,对步迸电动机进行了选型和数字细分学科:机械制造及其自动化指导教师签字:汽车电子系统是一个全新的领域,取消了转向盘和转向轮之间的机械连接醋O蚺逃转向轮之间通过控制信号连接耆ò谕蚜舜匙O蛳低车母髦窒拗疲谴ǖ莺土Υǖ葜间可以独立进行互不影响,所以电子转向系统的角传动比可以比传统转向系小得多。这样既能减小转向操作中的方向盘转角范围,,,又不会破坏车辆的转向轻便性。该转向系统的传动比是通过信号传递的,其特性设计不受机械系统结构设计的影响,可以随车辆速度和方向盘转角在大范围内变化,而且可以自由设置。同时给汽车转向特性的设计带来无限的空间,提高了汽车的转向性能,是汽车转向系统的重大革新。动机及其数字驱动技术、转向执行机构以及转向控制系统四部分分块进行了研究和相应设计。在转向操纵机构中重点通过对驾驶员“路感”的研究设计了电磁路感模拟器;研究光电编码角度检测传感器的基础上设计了其单片机接口电路。对步进电动机的原理、特性和驱动电路设计。设计了适台电子转向系统的齿轮齿条转向器和能完全符合阿克曼原理的双导杆式转向传动机构。制定了电子控制系统的控制策略,设计了控制系统电路结构图,分析了控制系统的工作环境并制定了可靠性设计思路。关键词:汽车:电子转向:步进电机;控制策略
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绪论汽车转向系统概述啦虺艵羌桃貉苟ψO蛳低向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成。汽车转向器作为汽车转向系统的重要零部件,其性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性和可靠性。汽车动力转向系统是在机械汽车转向系统一直存在着“轻”与“灵”的矛盾。为缓和这一矛盾,过去人们常将转随着动力转向系统的产生,液压动力转向系统以其具有的转向操纵灵活、轻便,设计此外,传统液压动力转向系统在选定参数完成设一计之后,转向系统的性能就确定了,不汽车在行驶过程中,经常需要改变行驶的方向称为转向。轮式汽车行驶是通过转向轮话闶乔奥相对于汽车纵向轴线偏转一定的角度来实现的。驾驶操纵用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构称为汽车转向系统。在现代汽车上,转向系统是必不可少的最基本的系统之一,它也是决定汽车主动安全性的关键总成,如何设计汽车的转向特性,使汽车具有良好的操纵性能,始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天,针对更多不同的驾驶人群,汽车的操纵性设计显得尤为重要。按转向动力能源不同,汽车转向系统可分为机械式转向系统和动力转向系统两大类。机械式转向系统是以人的体力为转向能源的,其中所有的传力件都是机械的,它主要由转转向系的基础上增设了一套转向加力装置所构成的转向系缫貉苟ψO蛳低持械淖O油罐、油泵、控制阀、动力缸等嬗眉菔辉钡奶辶头⒍ψ魑WO蚰茉础T谡常的情况下,汽车转向所需的力大部分由发动机通过转向加力装置提供,只有小部分由驾驶员提供【俊5诙ψO蚴保菔辉比阅芡ü底O蛳低呈迪制档淖O虿僮輋俊向器设计成可变速比,在转向盘小转角时以“灵”为主,在转向盘大转角时以“轻”为主。但“灵”的范围只在转向盘中间位置附近,仅对高速行驶有意义,并且传动比不能随车速变化,所以这种方法不能根本解决这一矛盾【汽车时对转向器结构形式的选择灵活性增大,并可吸收路面对前轮产生的冲击等优点,自世纪年代以来,在各国汽车上得到普遍采用。但传统的液压动力转向系统需消耗一定的能量,增加了汽车的燃油消耗量,液压动力转向系统所引起的燃油消耗量约占整车燃油消耗量的约。随着电子技术的发展,电予控制式机械一一液压动力转向系统应运而生,该系统在某些性能方面优于传统的液压动力转向系统,但仍然无法根除液压动力转向系统的固有缺憾。能再对其进行调节与控制。因此传统液压动力转向系统协调转向力与操纵“路感”的关系困难。低速转向力小时,高速行驶时转向力往往过轻、“路感”差,甚至感觉汽车发“飘”,从而影响操纵稳定性;而按高速性能要求设计转向系统时,低速时转向力往往过大电动助力转向系统后产生的一种动力转向系统,是世界汽车技术发展