電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)

　　前言

　　近年來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和節(jié)能、環(huán)保兩大主題的推廣，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）以其優(yōu)越性能表現(xiàn)得到業(yè)界的廣泛關(guān)注，逐漸成為世界汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。目前電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在輕型載貨汽車(chē)上的應(yīng)用正處于起步期，而作為EPS核心技術(shù)——控制器的研究，更是具有重要的理論意義和實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值。本文對(duì)某輕型載貨汽車(chē)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制器進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)。

　　1 EPS工作過(guò)程和原理

　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，扭矩傳感器會(huì)檢測(cè)到駕駛員施加到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的操縱力。控制單元在接收到扭矩傳感器輸出的扭矩信號(hào)后，結(jié)合汽車(chē)當(dāng)前的車(chē)速信號(hào)對(duì)系統(tǒng)所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷，進(jìn)而獲得系統(tǒng)當(dāng)前的控制模式，在數(shù)據(jù)處理后向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出運(yùn)行指令，電動(dòng)機(jī)會(huì)根據(jù)需要提供相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)矩來(lái)達(dá)到助力、阻尼或回正控制模式。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)減速機(jī)構(gòu)增扭后施加在汽車(chē)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上。

　　圖1 EPS控制原理圖

　　EPS的控制原理如圖1所示?？刂茊卧狤CU控制作為動(dòng)力源的電機(jī)提供助力，達(dá)到期望的助力效果。ECU根據(jù)車(chē)速傳感器和扭矩傳感器輸出信號(hào)計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)，此信號(hào)輸給驅(qū)動(dòng)電路以驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)減速機(jī)構(gòu)提供給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)助力；電動(dòng)機(jī)由直流電源經(jīng)繼電器、電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路供電；在驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)機(jī)之間設(shè)有霍爾傳感器，使ECU能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電流大??；通過(guò)PID控制算法來(lái)調(diào)整使檢測(cè)電流值接近目標(biāo)值，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)過(guò)流的時(shí)候，斷開(kāi)繼電器以保護(hù)電路。