的汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器設(shè)計研究&

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1、基于012的汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器設(shè)計研究&何&軍&謝&暄中圖分類號：!"#$%&&&&&&文獻標(biāo)識碼：’&&&&&&文章編號：%((%)*$+$（,((*）(-)((./)(+基于012的汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器設(shè)計研究何&軍，謝&暄（北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院，北京&%(((++）摘&要：為了使汽車操作性能更優(yōu)，設(shè)計了以%*位定點012!"1#,(34,(+/’為核心的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器。控制系統(tǒng)主要由控制器、傳感器和信號處理電路、助力電機及驅(qū)動電路等組成。介紹了系統(tǒng)的工作原理、控制器

2、的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計，基本上滿足了系統(tǒng)的要求。關(guān)鍵詞：汽車；電動助力轉(zhuǎn)向；電子控制單元；設(shè)計；數(shù)字信號處理器!"#"$%&’"()%*+%(),%$$",%*)-"./)%’%)0#"1$"2),023%4",5)"",0(6578)"’9:8";%(!5356789，:;6:8<9（=>?@?9A7?FG?CH，=>?@?9A%(((++，IJ?9<）.95<=.+<：!J>621KB9CFBLGHGC>MKB9G?GCGBNCJ>KB9CFBLL>F，G>9GBFG<9OCJ

3、>G?A9GG?9AK?F)K8?CG，CJ>>L>KCF?KMBCBF<9O?CGOF?E?9AK?FK8?C，>CKQ!J>KB9CFBLL>FBN>L>KCF?KPBR>FGC>>F?9AGHGC>MRE>LBP>OSOB9<%*S?CN?T0129O!"1#,(34,(+/’，MSH!;IBFPQ!J>RBFU?9APF?9K?)PL>，CJ>JGCF8KC8F>，GBNCRO>G?A9BNCJ>GHGC>MR>F>?9CFBO8K>

4、O，RJ?KJJE>OCJ>O>)M<9OBNCJ>GHGC>MS1?@A=!5：’8CBMBS?L>；6L>KCF?KPBR>FGC>>F?9A；6L>KCF?KKB9CFBL89?C；0>G?A9；012器，成功實現(xiàn)了增量式數(shù)字2;0控制策略，為今后BC引C言系統(tǒng)控制算法的進一步研究設(shè)計提供了較好的平隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對汽車轉(zhuǎn)臺。向操縱性能的要求也日益提高。為了保證車輛在任DC621的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理何工況下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，都有較理想的操縱穩(wěn)定性和輕

5、便性，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從簡單的純機械式，發(fā)展電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在原機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)到機械液壓式、電控液壓式，直至如今的更為節(jié)上，增加了車速傳感器、扭矩傳感器、6ID（電子能、操縱性能更優(yōu)的電子控制式電動助力轉(zhuǎn)向控制單元）、電動機、離合器以及減速機構(gòu)等轉(zhuǎn)向［%］（621）式。目前，國外轎車上使用全電子控制助力機構(gòu)，如圖%所示。它利用電動機來提供轉(zhuǎn)向的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已很普遍，國內(nèi)對電動助力轉(zhuǎn)向系助力，一旦有了轉(zhuǎn)向動作，車速信號和扭矩信號送統(tǒng)的研究與國外相比仍有一定的差距。621控制器給控制器，控制器根據(jù)這些信號

6、決定助力的大小和通常采用$位單片機，帶有’V0、0V’或2W"，方向并驅(qū)動電動機進行轉(zhuǎn)向助力。主要以增量式數(shù)字2;0控制器作為控制策略。隨著汽車轉(zhuǎn)向時，扭矩傳感器把檢測到的扭矩信號自適應(yīng)控制和智能識別等控制策略的深入研究，傳的大小和方向經(jīng)’V0轉(zhuǎn)換后傳給控制單元，控制統(tǒng)的單片機已不能滿足運算的速度要求，因而有必單元同時接收車速傳感器檢測到的車速信號，然后要將控制器用擅長數(shù)字運算處理的012芯片進行根據(jù)車速傳感器和扭矩傳感器的信號決定電動機的替換，發(fā)揮其片內(nèi)集成資源豐富、運算高速和高精旋轉(zhuǎn)方向和助力扭矩

7、的大小，同時電流傳感器檢測度的優(yōu)勢。本文搭建了%*位定點012電路的電流，對驅(qū)動電路實施監(jiān)控，最后由驅(qū)動電!"1#,(34,+(/’芯片作為核心處理器的621控制路驅(qū)動電動機工作，實施助力轉(zhuǎn)向。其工作原理如圖,所示。&&收稿日期：,((*)(/)%/—./—微電機"#775年"第*D卷"第D期（總第!C5期）圖3"’01功能框圖成在一塊芯片上，具有很高的性能價格比。該芯圖!"電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖片采用哈佛結(jié)構(gòu)，三級流水線操作，而且存儲容量大，具有!7位!5路;&0轉(zhuǎn)換器，串行通信接口［#］模塊，兩個

8、事件管理器模塊。系統(tǒng)供電電路：供電電壓為!#)，發(fā)動機點火后，車載電瓶!#)電源通過<#7!給整個’01上電。圖#"電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理圖繼電器控制電路：401送出開關(guān)信號，開關(guān)管導(dǎo)通并驅(qū)動功率三極管，繼電器線圈通電并閉合!"控制器設(shè)計節(jié)點。繼電器節(jié)點閉合后送出2橋和離合器的供控制器主要由兩部分構(gòu)成：即目標(biāo)電流的串聯(lián)電電源。校正和$%&控制器?？紤]到’$(系統(tǒng)供電電壓!#離合器控制電路：401控制離合器，高電平)的限制，設(shè)定了!#)的飽和區(qū)?？刂破鹘Y(jié)