EPS系统故障诊断及系统保护策略的研究

摘要

电动助力转向系统(Electric Power Steering，简称EPS)具有节能、高效、安全等优点，是未来动力转向系统的发展趋势。转向系统是汽车的安全部件，必须高度可靠。电动助力转向作为一项新技术，和液压动力转向相比存在不同的故障模式，其故障诊断和系统保护控制策略是实现产品化的关键技术之一，在提高系统可靠性中扮演了重要角色。本文依托为上海华普混合动力汽车“汽车电动助力转向系统”项目，进行了电动助力转向系统的故障诊断及保护策略的研究。
　　 故障诊断及保护策略的功能是及时检测出故障并对故障进行分类和存储故障代码，对于不同等级的故障采取不同的保护策略。本文在对其转向系统的结构与组成特点进行了深入分析以及前人已开发的EPS系统故障模式分析和故障树分析策略开发方法的基础上，并以实时故障诊断和及时系统保护为目标，对于EPS系统的关键故障研究了故障诊断的策略算法，其中包括扭矩故障诊断，转角故障诊断，上电保护，车速故障诊断，初始化故障诊断以及过热保护策略。并尝试了对于车速信号的运用小波变换的故障诊断方法并进行了基于AutoBox的MATLAB/Simulink仿真试验。
　　 通过EPS故障诊断的台架试验、ECU试验和实车试验，表明了此故障诊断控制策略的诊断精度达到了正确诊断的要求，并能够及时地进行合适的系统保护策略操作。可以用于电动助力转向的实时故障诊断。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容、意义以及方法

1.4 EPS故障模式分析

1.5本章小结

第二章 故障诊断方法与诊断对象分析

2.1故障诊断概述及方法

2.1.1小波变换简介

2.2关键传感器故障诊断对象的分析

2.2.1关键传感器故障模式的选取

2.2.2转矩传感器及转角传感器的信号特征及冗余通道

2.2.3非接触式传感器

2.3故障等级及编码

2.4本章小结

第三章 EPS系统关键故障诊断及系统保护策略

3.1 故障诊断及系统保护策略概述

3.2 扭矩传感器故障诊断及保护处理

3.2.1扭矩传感器故障诊断的软件设计

3.2.2扭矩传感器故障诊断试验结果

3.3非接触式转角传感器故障诊断及保护处理

3.3.1转角故障诊断及保护策略软件设计

3.3.2转角故障诊断及保护策略试验结果

3.4 EPS系统上电保护策略

3.4.1上电保护策略软件设计

3.4.2上电保护策略试验结果

3.5车速故障诊断及保护策略

3.5.1车速故障诊断及保护策略软件设计

3.5.2车速故障诊断及保护策略的试验结果

3.6基于小波变换的车速故障诊断策略

3.6.1利用小波工具箱对故障信号的分析

3.6.2基于S函数的模型

3.6.3基于小波变换模块的模型

3.6.4基于S函数的模型的仿真结果

3.6.5基于小波变换模块的模型的仿真结果

3.7初始化故障诊断及保护策略

3.7.1初始化故障诊断软件设计

3.7.2初始化故障诊断试验结果

3.8 EPS系统过热保护策略

3.8.1过热保护策略设计

3.8.2过热保护试验结果

3.9本章小结

第四章 故障诊断台架试验以及实车试验

4.1 dSPACE快速控制原型半实物仿真平台简介

4.2 EPS台架试验台工作原理

4.2.1 EPS试验台架系统介绍

4.2.2 Matlab/Simulink代码自动生成

4.2.3 Infineon芯片驱动程序和故障诊断程序整合

4.2.4基于CCP协议的CANape标定工具概述

4.3基于ECU控制器的EPS故障诊断程序实车试验

4.3.1试验系统介绍

4.3.2 EPS故障诊断实车试验

4.4本章小结

第五章全文小结

5.1课题研究成果及创新点

5.2课题的不足及需完善之处

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果