　　　This design introduces the electric power steering system components of ECU stimulus, the system structure and working principle of the analysis and research, a system software and hardware connection circuit diagram, and draws a different speed and the motor output torque under the current diagram between the curves.

On the hardware side, the system of data acquisition card, voltage amplifier and ECU were analyzed and choice; on the software side, the use of LABVIEW software, analog signals generated speed and torque signal. Signals transmitted to the ECU data acquisition card inside, ECU calculated by the internal output current to the motor, the motor implementation of appropriate help.

Finally, the design of the electric power steering system ECU stimulus tests, test results show that the excitation signal design is reasonable, consistent with the results obtained when the vehicle driving conditions.

Keywords: LABVIEW virtual instrument； ECU excitation signal；Data acquisition card；ECU；Steering

摘要.………………………………………………………………………………….………………....Ⅰ

ABSTRACT………………………………………………………………………………………....Ⅱ

第1章绪论1

　　1.1研究电动助力转向ECU激励信号系统的目的和意义1

　　1.2电动助力转向系统的优点1

　　　1.2.1电动助力转向的优点1

　　　1.2.2电动助力转向ECU激励信号系统的优点2

　　1.3电动助力转向系统的国内外发展现状3

　　1.4本设计研究的内容4

第2章电动助力转向ECU激励信号系统….6

　　2.1电动助力转向ECU激励信号系统的组成6

　　2.2电动助力转向ECU激励信号系统的结构 6

　　2.3 电动助力的理论分析..................................................................................................7

　　　2.3.1 引言7

　　　2.3.2 EPS典型助力曲线7

　　2.4本章小结9

第3章硬件的设计10

　　3.1电动助力转向ECU激励信号系统的总体结构10

　　3.2数据采集卡11

　　3.3信号放大器的设计12

　　　3.3.1 芯片的选择12

　　　3.3.2 驱动电路的设计13

　　3.4 本章小结14

第4章电动助力转向ECU激励信号的生成15

　　4.1 LABVIEW的简介 15

　　4.2 信号的生成16

　　4.3本章小结19

第5章实验分析21

　　5.1 简介21

　　5.2 实验仪器21

　　5.3扭矩与电动机助力电流的理论关系……………………………………………….21

　　5.4 实验过程22

　　5.5实验结果24

　　5.6本章小结24

结论25

参考文献26

致谢28

附录A 外文文献29

附录B 外文文献的中文翻译32

第1章绪论

1.1研究电动助力转向ECU激励信号系统的目的和意义

　　　随着社会生活水平提高和消费者需求多样化,现代汽车的性能和配置不断地提高,增加了汽车工程测试的复杂程度。汽车工程测试中,经常需要测量多种信号并进行分析,如车速、转向盘转角、横摆角速度、侧倾角、俯仰角、横向加速度、纵向加速度、车体变形、电压、电流、温度、CAN总线信号、油液压力、真空度等。一方面,汽车工程测试不断向着多物理量、高精度、大数据量、自动化的方向发展,另一方面,传统仪器由于功能固化、数据处理及分析能力差、存储数据量少等原因,越来越难以满足现代化汽车测试的需要。为了方便ECU的开发与测试，除了真实的汽车环境外，往往还需要些模拟的汽车环境用于ECU实验室阶段的开发和测试。汽车电动助力转向ECU激励信号系统的开发主要使用各种信号模拟系统产生各种真实的电动助力转向信号（例如方向盘扭矩信号和车轮车速信号）来驱动ECU的正常工作。而现在ECU激励信号系统还利用了VI公司的LABVIEW虚拟仪器技术，开发上位机操作界面，通过USB与数据采集卡连接，上位机可以很好的实现系统各种信号的显示和控制。

　　　电动助力转向ECU激励信号系统就是用LABVIEW软件生成的信号模拟实际通过传感器得到的信号（如车速信号，扭矩信号），并将生成的信号通过数据采集卡送给ECU，ECU通过内部的运算后送给电动机一个适当的电流，从而控制电动机的助力大小。

　　　电动助力转向ECU激励信号系统的作用主要是通过调节信号的大小来测量出电动机输出端电流值，绘制出同一车速下，不同扭矩与电动机输出电流之间的曲线图，在与理论分析得到的扭矩—电动机输出电流曲线图进行对比，从而检测电动助力转向系统。

　　　汽车电动助力转向系统是改变和保持汽车行驶方向的装置，它直接影响了汽车的操控性和稳定性，是汽车的重要性能之一。

1.2电动助力转向系统的优点

1.2.1电动助力转向的优点

　　　1．提高了汽车的操纵性能

　　　EPS能在各种行驶工况下提供最佳助力，减少由路面不平所引起的对转向系统的扰动，改善汽车的转向特性，减小汽车低速行驶时的转向操纵力，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。并且可通过设置不同的转向力特性来满足不同对象使用的需要，提高了低速时的转向轻便性。该系统由电动机直接提供转向助力，特别是在停车时，可获得最大的转向动力。

　　　2．提高了汽车的燃油经济性和减少对环境的污染

　　　装有电动转向系统的车辆和装有液压助力转向系统的车辆对比实验表明，在不转向情况下、装有电动转向系统的车辆燃油消耗降低％，在使用转向情况下，燃油消耗降低了％。同时EPS没有液压回路，不存在渗油的问题，因而减少了对环境的污染。

　　　3．增强了转向跟随性和可靠性

　　　在EPS系统中，电动机与助力机构直接相连以使其能量直接用于车轮的转向。这样增加了系统的转动惯量，电机部分的阻尼也使得车轮的反转和转向前轮摆振大大减小。因此转向系统的抗扰动能力大大增强。

　　　4．质量更轻、结构更紧凑

　　　该系统由电动机直接提供转向助力，在停车时，也可以获得最大的转向助力。同时省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、密封件、传送带和装于发动机上的皮带轮等，其零件比HPS大大减少，因而其质量更轻、结构更紧凑，在安装位置的选择方面也更容易，装配自动化程度更高，维修更简单。同时由于液压油在低温时的粘度很大，存在低温时必须有个加温的过程，而EPS可以在-40℃以下很好地工作，基本上不存在受温度影响的问题。

1.2.2电动助力转向ECU激励信号系统的优点

（1）模拟产生各种信号

　　　主要是利用NI公司的LABVIEW软件，通过对所需的信号编程，产生信号（正弦波，脉冲波，三角波等），然后将信号的波形通过DAQ输送出去，通过调节控制旋钮来改变输出信号的大小，从而达到检测系统的效果。

（2）信号输出简单

　　　NI公司LABVIEW虚拟仪器技术的信号产生与输出是一起的，他主要是通过数据采集卡(DAQ)的USB端口与电脑连接，然后另一端作为输入端与所需要的仪器连接到一起，进而将信号输入。尤其注意的是，如果输出信号的电压与接收仪器的允许电压不相符合，那将连接一个电压调节器，将输入电压调节到一起所允许的范围内。

（3）实现对电动助力转向系统的检测

　　　电动助力转向ECU激励信号系统主要的影响信号有2种：车速信号和扭矩信号。连接的线路如下：产生的信号→数据采集卡→电压调节器→ECU→电机。ECU是用已经编好的程序，他将对输送过来的信号进行计算，然后输送一个电流给电动机，电动机接收信号后会按照命令进行运转。我们可以调节信号旋钮来观察电机的运行状况，从而检测ECU。

1.3电动助力转向系统的国内外发展现状

在国外，各大汽车公司对汽车助力转向系统的研究有20多年历史，随着近年来电

全部文件.jpg

电路连接图.jpg

内容简介：: 毕业设计评阅人评分表学生姓名田雪飞专业班级车辆工程B07-2指导教师姓名张金柱职称教授题目电动助力转向ECU激励信号系统设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文

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