【《起亚K3电动助力转向系统计算设计》10000字（论文）】

第1章绪论自第一台装有电动助力转向（EPS）的汽车问世以来，EPS的装配率在以每年8%~10%的速度不断的增长。目前，世界上大部分汽车都安装了EPS，美国、日本等发达国家80%左右的汽车都安装了EPS。随着新一代产品的推出,传统的液压助力转向系统很快在世界范围内被淘汰REF_Ref31924\r\h[1]。由于优异的EPS在整个汽车工业的技术进步中起着非常重要的节能减排作用，所以在对电动助力转向系统组成部件设计时，要考虑其材料及结构的合理。1.1电动助力转向系统发展与国内外现状日本在20世纪80年代的时候，就已对电动助力系统有了突破性的发展研究，并率先将这研究成果EPS应用于微型汽车。1988年，铃木公司首次在推出的品牌汽车上安装了EPS系统。在这之后的几年，本田公司也在电子转向这一方面取得了实质性突破，同年将高级跑车AcuraNSX的助力系统也安装了EPS,从而使得该款汽车的全球市场中处于优势地位REF_Ref28789\r\h[2]。随着EPS系统的性能受到消费者的称赞与认可，越来越多的企业与厂家开始自主研发EPS系统。例如，英国卢卡斯、日本三菱汽车等。经过这几十年对EPS系统的不断调试与完善，EPS已经是汽车转向组成中不可缺少的一部分。最开始设计的EPS系统只能满足部分工况，比如在汽车低速行驶时，通过EPS可以得到合适的助力转向，而在高速时无法提供助力转向。这一问题也随着现在技术的发展而得以解决。EPS在车型的应用范围不在只是微型汽车，中高档汽车对EPS系统的需求也是日益增加。国内要想发展电动助力转向系统，所面临的问题与困难是非常多的，如与国外相比，EPS技术研发起步的时间较晚，并且没有系统性的转向系统模型与研究数据等，在汽车发展创新中面临着巨大的挑战。国内第一个使用EPS系统的是昌河北斗星，此后国内在电子转向系统这一领域有了突破性的发展。但由于国内对电动助力转向系统中组成部件材料的标准定义不明确，各个工厂所生产的零件也是参差不一的，这也是目前面临的重要问题。国内的汽车企业要想在世界汽车领域中有一席之地，就必要拥有自己的一套实验设备与自主创新的人才，把在EPS系统中研究的理论成果转变为实际成果，这一过程是操之不及的。1.2电动助力转向系统的特点EPS具有良好的结构与优越的性能。相比于其他类型的助力转向系统，EPS具有很大的优势。比如液压助力转向系统（HPS）结构复杂，其中包括了液压油泵等零件，在整车布局的空间利用率变小，并且在温度较低时，其液压油液无法正常工作还需要一定的预热时间。所以EPS具有以下优点：EPS能适应各种环境工况，并保证持续提供最好的助力转向。它能把不良路面的干扰因素降低，减小了在低速驾驶汽车作用在转向盘上的力量。在高速工况时，能有效的保证转向的稳定性。极大的提升了汽车在行驶时的安全性。EPS的使用性能可靠，即使电动助力转向系统出现停止工作等故障现象，也能依靠着使用转向盘来保证行驶的稳定，不会突然的使汽车因系统的损坏而造成侧翻或者倾覆等危害，降低了驾驶员因为不可坑因数所发生的事故。EPS的燃油附加损耗极低﹐只有手动式的0.5%，相比之下，电动液压助力系统的损耗为2%﹐全液压助力系统损耗为8%REF_Ref27685\r\h[3]。HPS用发动机来使液压油泵工作，不断的让液压油在油泵里流动而造成一小部分的能量损失，增加了汽车燃油的消耗。EPS是在汽车有转向需求时，通过电机来提供转向助力，真正的做到了按需求分配动力。EPS的结构中不存在液压回路，没有油液的渗漏而降低了环境的污染，体现了高度环保意识。1.3设计内容与意义电动助力转向系统是为驾驶者提供良好的操作体验，并在不断的实验中得到发展，给人们带来了轻松便捷的舒适感。本文将对转向系统中齿轮齿条转向器进行设计，之后对EPS的硬件系统进行合理的设计，最后对EPS进行建模仿真分析。本课题是为了保证汽车能良好的行驶与更好的转向操作，提升汽车的安全性能。第2章电动助力转向系统的组成与工作原理电动助力转向系统（EPS）由电机、ECU、转矩传感器、车速传感器、电磁离合器和减速机构及转向轴等部分组成。EPS利用电机产生的能量来辅助汽车进行转向。2.1EPS的类型EPS按照设计所需的作用要求主要有三大类型：转向轴助力式、齿条助力式和齿轮助力式REF_Ref874\r\h[4]。转向轴助力式：转向轴助力式转向机构的电机配置在方向盘下，这种配置方式由于电机所产生的力矩是通过减速机构扩大后传递到转向轴上，所需求的力矩就小很多，电机的大小也随着力矩的减少而缩小，有利于减少汽车的配置和汽车的质量，使得结构紧凑。如图2-1所示：图2-1转向轴助力式齿条助力式：齿条助力式转向机构的电机与齿条装配，电机直接辅助齿条助力。因为电机配置在驾驶室外，所产生的噪音和震动干扰对汽车驾驶人员的影响很小。这种配置不影响转向盘到底盘的空间利用，对安装转向轴是极其方便有利的，对汽车驾驶者来说不会影响到腿部的操作空间。如图2-2所示：图2-2齿条助力式齿轮助力式：齿轮助力式转向机构的电机是与转向器的主动齿轮装配，通过电机来辅助齿轮助力。由于电机配置在转向器的部位，需要极高的密封条件。因为需求电机产生的力矩小，所以其尺寸结构也相对的减少。但是将电机与转向器拆分开来是有些辅助与困难的。如图2-3所示：图2-3齿轮助力式2.2EPS的工作原理电动助力转向系统通过将转矩传感器与车速传感器所收集的数据传给电子控制单元（ECU），其进行一系列的运算后，将所需的电流大小传给电机并控制其正反转，以此实现合理的助力转向。保证汽车在低速时，转向灵活、轻松、舒适；在高速时，保证汽车的操作稳定。EPS的组成如图2-4所示：图2-4EPS的组成2.3转向器的选型汽车的转向器主要包括齿轮齿条转向器、循环球式转向器和曲柄指销式转向器。本文是对起亚K3进行EPS的设计，最终选择对齿轮齿条转向器来设计计算。通过合理的结构设计，保证汽车正常的转向行驶。第3章齿轮齿条转向器的设计3.1起亚K3参数表在对起亚K3进行EPS的设计时，为了保证设计的合理性与准确性，起亚K3的汽车参数如表3-1所示：表3-1起亚K3参数表汽车整备质量：1230kg前/后轮距：1555mm/1568mm轮胎规格：225/45R17前/后轴荷：860kg/780kg最小转弯只直径：1060mm方向盘直径：400mm扭杆旋转刚度：84.33N/m方向盘转动惯量：0.0012kg/m2转向柱粘性阻尼系数：0.261N·s/m电磁转矩常数：0.04N·m/A电机刚性系数：125N/mm电机的转动惯量：0.00018kg/m23.2齿轮齿条转向器计算轴荷的确定3.2.1汽车原地转向阻力矩为了安全的驾驶，每个构成转向系统的部件都要满足各自相应的设计强度。要想明确转向器各部件的强度，首先要确认对各个部件起作用的力量。影响这种力量的主要原因是轮胎的气压、有旋转轴的负载和路面的阻力等，为了转动转向轮，需要克服包括车轮的稳定阻力、转向轮需要绕主销旋转运动的阻力、转向系中各类内摩擦的阻力和轮胎变形阻力等阻力因素。由于很难准确地计算出这些复杂的力，为此经过一系列的查找书籍与文献REF_Ref1435\r\h[5]，汽车的转向阻力矩公式Mr为：（3-1）在公式中，f表示的是汽车的车轮与地面之间产生的滑动摩擦阻力因数；在综合各种路面工况下通常为其赋值0.7；G1表示的是汽车转向轴负荷；p表示的是汽车的胎压，为0.22MPa。由参数表可得G1=860×9.8=8428N将以上参数代入可得：（3-2）经过以上计算，汽车原地转向阻力矩为384903.8N。3.2.2转向器角传动比的选取转向器的角传动比在设计的过程中有着重要的作用，对于汽车的转向性能这一模块中，数据的稍微变化就能带来极大不同的设计结果。为了增大力传动比，可以选择较大的角传动比进行设计。因此转向器的角传动比不仅对转向灵敏性和稳定性有直接的影响，而且也影响着汽车的操纵轻便性。现代汽车转向器的角传动比一般来讲取iw为14~22，本次设计将选取角传动比i3.2.3转向盘手力的计算轮胎与地面之间的转向阻力Fw和作用在转向节上的转向阻力距M（3-3）公式中a是主销偏移距，根据车型参数取值为90。作用在转向盘上的手力可用下式表示：（3-4）公式中Mh为作用在转向盘上的力矩；Dsw从地面作用在汽车两个的轮向轮上的合力2Fw与作用在方向盘上的手力Fh之比为力传动比（3-5）将式（3-4）、式（3-5）代入上式后得到：（3-6）将摩擦所造的损失忽略掉，可得到新的关系式：（3-7）由式(3-7)和式(3-8)得：（3-8）综合以上公式可得：经过以上的计算，输入转向盘的力为118.79N。3.3齿轮齿条的设计计算3.3.1齿轮齿条的参数选择齿轮齿条的模数通常的选择范围为2~ 3mm。对于主动小齿轮的齿数也有一定的规定范围，通常的情况是5~7个，它们的压力角一般取标准值α=20°，齿轮的螺旋角β取值范围则在9°~15°之间REF_Ref1853\r\h[6]。在本文的设计中，首先根据基本参数的选择范围进行选取，然后进行设计，之后对其材料强度进行校核计算，使得其满足所需求的安全标准。在材料的选择过程中，齿轮的材料常见的有调质钢、渗氮钢和40。齿条现在多采用S45C中碳钢或者SCM440铬钼合金钢。在对转向器壳体的材料选择上，目前大多都是选择铝合金材质，它不仅能够能够降低壳体的重量，还能保证齿轮齿条转向器的正常运作。3.3.2齿轮的设计从目前转向器的效率来看，斜齿圆柱齿轮具有良好的优势特征。本次齿轮的设计中是采用斜齿圆柱齿轮来进行设计，保证了齿轮齿条转向器的传动啮合。通过对机械设计与汽车设计等参考书的翻阅，确定了本次所设计的齿轮参数。如表3-2所示：表3-2齿轮参数模数m：2.5法向齿顶高系数han小齿轮齿数z：6个法向顶系系数cn压力角α：20°变位系数xn螺旋角β：12°啮合角αwt根据以上的参数表可计算斜齿圆柱齿轮的各个几何尺寸，通过其标准的计算公式REF_Ref1945\r\h[7]可得出：齿顶高：齿根高：全齿高：分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径：法面压力角：端面压力角：基圆直径：齿距：齿宽：法面齿厚：经过以上对齿轮设计参数的计算后，通过NX这个软件对齿轮轴进行了三维的绘制，如图3-1所示：图3-1齿轮轴3.3.3齿条的设计齿轮齿条转向器的传动通常是依靠主动小齿轮来驱动齿条进行工作，为了确保齿轮齿条能正确的啮合，齿轮的法面基圆齿距P1与齿条的法面基圆齿距P2必要保证其相一致。根据法面基圆齿距公式：（3-9）可得齿条的参数如表3-3所示：表3-3齿条参数模数：2.5变位系数：-0.4压力角：20°啮合角αwt螺旋角：12°法向齿顶高系数han将以上参数代入设计计算可得：端面模数：端面齿距：法面齿距：齿条的行程为能转动方向盘的总圈数与转向器角传动比的乘积，其关系表示是如：将以上所得的参数带入到齿条的齿数设计计算公式中：经过机械设计中齿轮的标准齿数的查阅后，最终确定齿条的齿数为24个。齿条其他参数计算：齿条宽b2的取值为30mm，即：b2=20mm则齿轮宽重新取值：b1=b2+10=40mm，即：b1=40mm经过以上的计算，确定的齿条的各项参数，通过使用NX这个软件对齿条进行三维的零件设计，如图3-2所示：图3-2齿条3.4齿轮齿条的强度校核3.4.1齿轮的疲劳强度校核通过上文齿轮齿条的制作材料来看，本文将齿轮的材料选定为40，需要其经过一定的渗碳并经过热处理使其硬度达到220~260HBS。应满足齿轮的精度要求，本文将选取7级精度来进行设计REF_Ref2637\r\h[8]。由于齿轮的材料已确定使用40，因此本次的设计将齿条的材料选取为45钢，使得其能与齿轮匹配形成啮合副。齿条的材料也要经过热处理使其表面的硬度达到56~80HRC。通过应力校核计算公式：（3-10）在式中，K表示的是计算负荷系数；YF表示的是斜齿齿形系数，按照所设计的齿轮取值为2.8；YS表示的是齿轮齿根的应力修正系数，取值为1.5；表示的是螺旋角系数，取值为0.9；表示的是齿轮重合度系数，取值为1.2；b表示的是齿轮齿宽，取值为40mm。（3-11）在式中，KA表示的是齿轮的利用系数，取值为1；KV表示的是齿轮的动载荷系数，取值为1.2；表示的是齿轮的齿向载荷分布系数，取值为1.09；表示的是齿轮的齿间载荷分配系数；取值为1.15。把以上的参数代入式（3-11）可得：（3-12）综合以上参数，将式（3-12）代入式（3-10）中求得齿轮所受应力：本次设计的齿轮材料使用的是40，依据机械设计中的手册查询得出：齿轮的齿根弯曲疲劳极限；弯曲疲劳强度寿命系数；弯曲疲劳强度的最小安全系数。通过齿轮的许用应力设计计算公式，可得到：根据以上的计算结果得出，满足了齿轮的弯曲疲劳强度的设计要求。3.4.2齿轮接触疲劳强度校核在对齿轮的接触疲劳强度校核时，通过查阅设计资料，找到关于齿轮齿面接触疲劳强度校核公式为：(3-13)在公式中，ZH表示的是节点范围系数，取值为2.1；ZE表示的是选取材料的弹性系数，取值为188；表示的是螺旋角的系数，取值为0.99；u表示的是齿轮齿条转向器的传动比，为；表示的是齿轮的重合度系数，为0.881；d表示分度圆直径，为15.335。将以上的参数数据带入到式（3-13）中，即得：为了计算许用接触应力，首先要确定其中的参数值。其公式如下所示：（3-14）根据机械设计的手册查询，式中表示为接触疲劳极限1050MPa；表示为强度校核的最小安全系数1.1。ZN表示的是齿轮的寿命系数，取值1.2。将以上参数代入式（3-14）中进行计算，即得：综上所述，依据计算所得到的数据来看，因为，所以满足了齿轮在齿面的接触疲劳强度。电动助力转向系统的硬件设计电动助力转向系统的控制单元ECU，在整个硬件设计中属于是核心的部分，是EPS能实现助力转向的基础。本文在第二章通过了解EPS的组成部件和系统运行的流程，进行了两部分的设计：一是数据采集的电路设计，即将传感器收集的数据传入ECU；二是驱动电机的电路设计，即ECU输出的信号来控制电机工作。4.1EPS控制器的结构流程当驾驶者开始启动汽车时，将会发出相应的点火信号传送到核心的控制单元ECU中，这时经过其快速的响应，ECU开始通电并做好工作的准备。汽车开始行驶时，车速传感器实时检测，并通过汽车仪表盘将相应的数值显示出来。驾驶者在开始转向时，对转向盘转过一定的角度，这时转矩传感器开始工作，与车速传感器发出的信号一起传到微控制器中，并依据既定的控制算法，获得输出目标电流并，以PWM调制方式按照驾驶者所需的转动方向，通过H桥式的电路驱动模块来转动电机REF_Ref3140\r\h[9]。同时EPS对电机的输出电流信号进行收集，然后与目标电流相比，如果电流大小比目标设定值高，将关闭电机的电源，停止对汽车的转向助力，这部分主要是保证EPS的正常运行。EPS的控制流程如图4-1所示：图4-1EPS控制流程图4.2EPS控制器芯片的选择4.2.1EPS控制器微处理器的选型到目前为止，EPS经过国内外的一系列长时间研究和创新发展。在控制器的选型上有了很多的选择，本次设计旨在了解电动助力转向系统的工作原理，一般EPS的芯片都是8位微处理器，最终选择AT89C52这款单片机作为EPS的电子控制器。4.2.2AT89C52和AD转换芯片介绍AT89C52是高性能CMOS8位单片机，适合于许多较为复杂控制应用场合，主要管脚有:XTAL1和XTAL2为振荡器输入输出端口，外接12MHz晶振。RST为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC和VSS为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3为可编程通用IO脚，其功能用途由软件定义REF_Ref3245\r\h[10]。AT89C51的引脚如图4-2所示：图4-2AT89C51引脚图单片机对模拟信号的处理是无效的，因此只有将数字信号导入其中，控制系统才能正常的工作。这就需要连接一个元件来实现这个功能。本次设计将选用ADC0808这个转换器件。芯片中的8路模拟开关用来控制模拟变量，其转换的原理是逐步靠近，输出的数字信号由三态缓冲器来进行控制REF_Ref3405\r\h[11]。AT89C52和ADC0808转换芯片的连接如图4-3所示：图4-3AT89C52和ADC0808转换芯片的连接4.3控制器输入通道的设计4.3.1转矩信号的采集转矩传感器测量转向盘的输出转矩的大小和旋转的方向后，会转化成相应的电压信号，传送到控制装置ECUREF_Ref3483\r\h[12]。本次设计使用非接触式转矩传感器。因为转矩传感器的信号传到ECU时，有主从两条电路。当方向盘处于中间位置时，主、从转矩信号都是2.5V，方向盘向右旋转时，主转矩信号大于2.5V，反之，则是左转。因此只需要对转向盘左、右转的其中一项进行设计，输入的转矩信号宽度为0~5V，AD转换器的输入电压范围为0~2.5V，因此转矩信号除了一般的过滤器处理外，还需要对其分压处理，两个相同的电阻先把输入的转矩信号分压，将振幅降低为原来的一半。这样就能实现对转矩信号的处理了。转矩信号的采集电路如图4-4所示：图4-4转矩信号的采集电路4.3.2电机电流信号的采集电动机反馈电流是电动机封闭控制所需的参数，可以利用它对电动机进行过流保护，电机反馈电流通过霍尔电流传感器采集。本设计采用的是PAS-HID50型的传感器，其反应迅速，承受能力强，在整个范围内具有很高的线性度。因为输出的电流大小可正可负，这也就是判别汽车转向方向的关键之处。霍尔传感器输出为电流信号，但由于ECU能就收的却是电压的信号，所以通过连接一个电阻。将输入的信号转别为0~5V大小的电压信号，然后再转变电压，输入0~2.5V的电压信号。电机电流信号的采集电路如图4-5所示：图4-5电机电流信号的采集电路4.3.3车速信号的采集车速信号在本次设计中，以脉冲信号进行输入，通过光电耦合器来实现电位的差值变化，将电压信号处理至与微控制器所能运行的电压范围之内。经过两个相同的电阻压力,传送到微型控制器后,通过其中的数据处理获得了对应的车速信号。车速信号的采集电路如图4-6所示：图4-6车速信号的采集电路4.4控制器输出通道的设计4.4.1电机的驱动电路设计通过连接半导体的元器件，电机能实现转动的需求。在整个电路中，线性放大方式的控制简单、出口变化小、反应良好、受干扰的影响小。然而，电机在线性区域工作时，大部分电能会受到所产生热量的影响，导致整个工作的效率直线下降。所以这种方式对电机的功率就有了一定的要求。现如今的直流电机基本都是使用开关驱动的方式，用PWM来控制电机的电压大小，以此来实现对电机的转动控制。此外，开关装置在闭合或者打开的一瞬间将会收到过量电压以及过量电流。造成损坏。所以考虑到存着这种危险，就有设置缓冲保护电路。在电路设计中，采用了电阻电容二极管的组合实现对电路的缓冲。当功率效应晶体管关断时，电容由二极管充电。由于二极管正向导通时电压降很小，因此功率效应晶体管关断时的过电压吸收效应相当于电容器的过电压吸收效应。当功率效应晶体管导通时，电容通过电阻放电，限制了功率效应晶体管的导通峰值电流。电阻电容二极管组合的缓冲电路能保证电路正常工作，降低开关器件的热损耗。电机的驱动电路如图4-7所示：图4-7电机的驱动电路4.4.2电磁离合器控制电路的设计电磁离合器控制电路中可能会存在外界的干扰。本文将采用光耦器件用于单片机系统的信号中，使其与继电器的信号隔离，并且系统在接受到低电平时进行工作。系统在输出高电平信号时，通过逆驱动将信号转变为低电平，使得光耦元件导通，让继电器开启，将离合器的电源打开。反之，继电器关闭。如图4-8电磁离合器的控制电路中所示的电阻是限制电流的电阻，所增加的二极管是为了是保护晶体管。当继电器被吸收时，二极管停止，当继电器释放时，继电器线圈存在电感，这是因为线圈的两端将出现较高的感应电压。当感应电压大于晶体管的反向电压时，晶体管可能受损，加入二极管之后发生感应线圈的感应电流从二极管流出，以此来保护晶体管。图4-8电磁离合器的控制电路通过对以上几个模块的电路设计，旨在了解EPS系统的工作原理及其关键部件是如何进行工作的，从本次设计所绘制的电路图来看，在很多处位置是不完善的，但总体还是设计合理的。第5章EPS的建模仿真5.1EPS的动态模型为了进一步对EPS系统性能的整体研究，本文将从EPS系统的动态模型如图5-1所示建立数学的模型，经过一系列方程的联立整合，开始对EPS系统所得出的理论公式进行分析REF_Ref3646\r\h[13]REF_Ref3682\r\h[14]。主要是对方向盘、输出轴、齿轮齿条和电机等列出数学方程。在根据EPS系统所处的环境影响，将一些微小的影响因素忽略，对整个EPS系统模型进行简化，考虑到各组成部件之间存在的关系，最终依据力学公式等将它们组合起来，转化为状态方程。图5-1EPS的动态模型5.2EPS的数学模型（1）扭杆模型的建立：式中：T表示扭杆力矩，Ks表示扭杆的旋转刚度REF_Ref3738\r\h[15]，表示转向盘转角，表示转向小齿轮转角。直流驱动电机模型的建立：在以上联立的公式中：U表示电源的电压，;R、、L、分别表示电枢的电阻、电流、电感和反电动势，表示电磁的转矩，表示空载时的阻力矩，表示的转动的阻尼系数。因为电机的电感较低，电机在稳定运行时所产生的的电流变化不大，可以选择忽略不计。通过简化后的力矩模型为：由于输出轴所得到的转矩要通过减速机构，因此要将其减速比N加上，所以电机的最终模型为REF_Ref3790\r\h[16]REF_Ref3823\r\h[17]：经过以上的模型的建立，可以获得EPS的非线性动力模型。方向盘的数学模型：输出轴的数学模型：电机的数学模型：齿条的数学模型：以上式子后所加的函数为不确定因素。因为得到的模型为：令，，经过以上的简化得：因为考虑到计算的便捷，本次设计将把非线性不确定因素忽略不计REF_Ref3894\r\h[18]。通过以上的方程可以转化为状态方程：其中，，，，，。，EPS的主要是输出电机的助力力矩和扭杆的力矩。EPS经过一系列计算得到最后的输出方阵为REF_Ref3956\r\h[19]REF_Ref3963\r\h[20]：5.3仿真的结果分析本次设计通过汽车的三种转向工况，如按照一定的转角转动转向盘、急剧性的转动转向盘和连续的转动转向盘。为了能仿真以上三种工况的要求，在分析的时候，通过输入阶跃、脉冲和正弦信号来反应EPS的转向助力特性。（1）在阶跃信号时建立的Simulink模型如图5.3所示：图5.3阶跃工况模型仿真结果图如图5.3.1所示：图5.3.1阶跃响应曲线（2）在脉冲信号时建立的Simulink模型如图5.4所示：图5.4脉冲工况模型仿真结果图如图5.4.1所示：图5.4.1阶跃响应曲线在正弦信号时建立的Simulink模型如图5.5所示：图5.5正弦工况模型仿真结果图如图5.5.1所示：图5.5.1正弦响应曲线从图5.3.1和图5.4.1的分析结果可以看到，电机的助力力矩和扭转力矩对输入的力矩的响应迅速稳定，在0.05~0.01秒之内就能输出较大的力并在0.04~0.05秒内就能保持其稳定，因此能确保EPS系统的反应灵敏并稳定。从图5.5.1的分析结果看到输入的力矩不需要太大就能获得较大的输出转矩力矩，做到了在汽车转向过程中转动转向盘的舒适与轻便。保证了驾驶者在转弯过程中的可能产生的疲劳，提高了汽车驾驶的安全性。第6章结论EPS系统因其良好的助力特性，保证了驾驶者的人生安全。在目前的汽车系统设计中，这是不可或缺的重要组成部分。通过了以上对齿轮齿条转向器的设计，并从了解EPS的组成和工作原理以后，对EPS系统绘制了电路简图，让我对其的运行及处理过程有了更深的了解。但是在对齿轮齿条型的转向器的设计过程中，建立三维模型时，对于齿条的模型绘制产生了不少的问题，很难画出自己所想要得到的模型图。因此本文中所建立的齿条模型不是那么的美观，还是需要进行一些完善的。EPS系统的电路图虽然在本次设计中进行了简化处理，但是主要的功能是没有落下的，依照着电路流程图进行绘制的。在对EPS系统的数学模建时，通过联立方程进行简化合并处理的过程中，往往因为一个参数的问题导致了对其模型方程不断的重新修改，尤其是对之后的多个方程一起修改，这是本次设计中最为困难的部分之一。虽然在设计的过程时，存在着不少的问题，但最终还是达到了所预期的结果。通过分析可得出此次设计的EPS系统能响应的迅速稳定，并提供正确合理的辅助助力。参考文献闫勇.汽车电子控制式电动助力转向系统的发展[J].时代农机,2018,45(03):88.林逸,施国标,邹常丰,王望予.电动助力转向系统转向性能的客观评价[J].农业机械学报,2003(04):4-7.郭顺生,李益兵,杨明忠.电动动力转向器的发展与研究[J].北京汽车,2001(04):1-2.杨丙震,刘豪睿.汽车电动助力转向系统的研究与设计[J].汽车实用技术，2017(01):38-40.杨三英,胡铝.汽车EP