[實用新型]一種基于DSP的交流永磁式電動助力轉向控制系統

有效

• 申請號: 201220078350.6
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN202783353U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 段建民;胡建鋒;楊光祖
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D5/04;B62D101/00;B62D111/00;B62D113/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

一、技術領域

本發明涉及一種基于DSP的交流永磁式電動助力轉向控制系統，屬于汽車領域。?

二、背景技術

與傳統的液壓助力轉向系統相比,電動助力轉向(Electronic?Power?Steering,簡稱EPS)系統具有轉向跟隨性好,操縱輕便、靈活,回正性好,節能環保等優點,因而逐漸在國內外許多轎車及輕型車型上得到應用,并有逐漸取代液壓助力轉向系統的趨勢,成為現代汽車轉向系統研究和開發的熱點。EPS是一種直接依靠電機輔助轉向的動力轉向系統，主要由傳感器，助力電機，電機減速器，控制器，控制策略等關鍵要素組成。其中助力電機及其控制是EPS的關鍵技術之一。?

目前，在大多數EPS產品中，大多采用永磁有刷直流電機。這種電機成本較低，控制簡單，效果較好，但也存在一些問題。如電刷壽命短、有電磁干擾、比功率低、不適用于中、大型車輛等。無刷直流機在助力轉向也有應用，但是由于其驅動方式為60°換向的三相六狀態方式，控制精度為±30°，會產生很大的轉矩脈動，不適合于力矩控制的電動助力轉向系統。永磁同步電機(PMSM)在轉矩脈動、電機尺寸、電機噪聲、轉動慣量等方面相對于有刷直流電機和無刷直流電機有明顯優勢，特別適合作中大型轎車電動助力轉向系統的驅動電機。基于永磁同步電機的電動助力轉向系統技術研究開發的成熟，必將大量取代現有的直流電機轉向系統，成為電動助力轉向的主流。為了提高電動助力轉向控制系統性能，一般的單片機系統已經不能滿足系統的要去了，需采用高端的處理器，保證系統的實時性和高精度。32位的DSP處理器汽車轉向領域起到了越來越重要的作用。?

三、發明內容

本發明主要針對直流電機在電動助力轉向中存在電刷壽命短、有電磁干擾、比功率低等問題，為了克服其不足之處，為中大型車輛提供一種助力轉向系統。發明了一種基于32位DSP的交流永磁式電動助力轉向控制器。同時為了保證車輛的安全性，發明了一種主動安全的車輛穩定性控制方法，并實現了在助力轉向與車輛穩定性控制平滑切換的方法，對應下層電機控制在轉角控制與轉矩控制之間切換。?

為達到上述目的，本發明實現如下：?

一種DSP的交流電機電動助力轉向控制器，包括DSP控制器，永磁同步電機及驅動電路，驅動保護電路，轉矩，轉角傳感器，側向加速度傳感器，橫擺加速度傳感器，車速傳感器，電流傳感器，電機轉子位置傳感器及信號調理電路，通信接口電路。其特征在于：系統采用32位DSP為主控芯片;轉矩，轉角傳感器，側向加速度傳感器，橫擺加速度傳感器，車速傳感器，電流傳感器通過7個A/D輸入DSP;DSP通過6路PWM輸出與電機驅動電路連接，電機驅動電路通過三相電壓輸出端與永磁同步電機相連。DSP的CAN接口與CAN總線驅動器，使控制器接入汽車的CAN總線網絡。?

一種復合型的電動助力轉向方法，在車輛穩定行駛的狀態下，控制器實施助力轉向控制功能。當車輛處于臨界穩定，即失穩狀態時，控制器進入穩定性控制狀態，控制前輪轉角，使車輛回到穩定狀態。?從而實現了兼顧助力和操縱穩定性的功能。?

（1）DSP的時鐘，各I/O端口,A/D,串口，CAN控制器，事件管理器初始化。?

（2）從轉角傳感器，側向加速度傳感器，橫擺角速度傳感器，車速傳感器采集相應信號輸入到DSP。?

建立汽車二自由度理想數學模型如下：?