[實用新型]汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320846171.7
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN203601363U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉軍;王曉光;王輝;張?zhí)鞁?/a>;紀(jì)東旭
• 申請（專利權(quán)）人: 唐山市科學(xué)技術(shù)情報研究所
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D5/04;B62D101/00;B62D119/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 張云和

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具體是一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)??

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)扭矩和車速信號，通過電子控制裝置使電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的轉(zhuǎn)向助力，電動機(jī)的助力通過減速器后施加到汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，從而達(dá)到助力效果。

中國專利ZL201220159145.2公開了一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)以DSP處理器為核心器件，由DSP檢測轉(zhuǎn)速信號，生成PWM信號并調(diào)整PWM占空比，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，同時由DSP根據(jù)采集的電流來控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，屬于軟實施方案。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種采用硬件實施方案，控制速度快，系統(tǒng)反應(yīng)迅速的汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，包括助力電機(jī)、車速傳感器、扭矩傳感器、電控單元，所述電控單元包括單片機(jī)和PWM脈寬調(diào)制模塊，所述單片機(jī)內(nèi)置有對其檢測到的轉(zhuǎn)矩信號和車速信號進(jìn)行調(diào)節(jié)的模糊?PID?混合控制器，單片機(jī)的PWM?信號輸出端口通過相應(yīng)的信號處理電路與所述PWM脈寬調(diào)制模塊相應(yīng)的輸入管腳連接，?PWM脈寬調(diào)制模塊的6路PWM信號輸出端與PWM驅(qū)動放大電路的輸入端連接，PWM驅(qū)動放大電路的輸出端通過三相逆變功率單元與助力電機(jī)連接，所述三相逆變功率單元的電流輸出連接至PWM脈寬調(diào)制模塊相應(yīng)的輸入管腳，所述助力電機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號輸出通過相應(yīng)的信號處理電路連接至單片機(jī)的相應(yīng)輸入端口。

本系統(tǒng)（EPS）轉(zhuǎn)矩控制由ML4255模塊根據(jù)采集的逆變功率單元小號的總電流，實施電流閉環(huán)控制，以控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，采用的是硬件實施方案，控制速度快，系統(tǒng)反應(yīng)迅速；功率驅(qū)動模塊的PWM信號由ML4425模塊生成；電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制由STM32F103單片機(jī)檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速信號，發(fā)出PWM信號，通過信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，該信號通過ML4425模塊接收，并根據(jù)信號大小輸出不同的PWM占空比信號，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，這仍然是通過硬件方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

采用上述技術(shù)方案的本實用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：

實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向功能效率高，可達(dá)90%以上；能耗低，電機(jī)只在需要助力時工作；無污染，EPS的使用過程幾乎不對環(huán)境造成污染；路感好，EPS系統(tǒng)可根據(jù)車況和駕駛員要求，通過電控單元（ECU）不斷調(diào)整助力從而增強(qiáng)路感；結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)易于布置，易于調(diào)整，EPS可根據(jù)不同車型對電控單元（ECU）程序進(jìn)行修改，簡化了開發(fā)時間和開發(fā)成本；環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，特別是低溫的情況。

作為優(yōu)選，本實用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：

所述單片機(jī)是進(jìn)行全數(shù)字控制的32位微處理器STM32F103。

所述PWM脈寬調(diào)制模塊是電流信號采集及處理模塊ML4425?。

所述三相逆變功率單元是由三極管2N6718及IRFR9120搭建的三相逆變橋。

所述助力電機(jī)是直流無刷電機(jī)。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合較佳實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，目的僅在于更好地理解本實用新型內(nèi)容。因此，所舉之例并不限制本實用新型的保護(hù)范圍。

詳見圖1，本實施例給出的這種汽車電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，包括電控單元（ECU）、助力電機(jī)、車速傳感器、扭矩傳感器，電控單元又包括信號處理電路、32位微處理器STM32F103及其接口電路、電流信號采集及處理模塊ML4425、三相逆變橋。

扭矩傳感器和車速傳感器將檢測到的轉(zhuǎn)矩和車速傳感器信號經(jīng)相應(yīng)的信號處理電路輸出至32位微處理器STM32F103的相應(yīng)接口。車速和轉(zhuǎn)速信號為單極性周期脈沖信號，信號處理電路要完成信號電平的匹配，即將信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，要進(jìn)行放大、濾波以及檢波的處理，使處理后的信號可以被32位微處理器STM32F103接受，并據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)的操作。

32位微處理器STM32F103利用模糊?PID?混合控制器對轉(zhuǎn)矩信號和車速信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后輸出?PWM?信號，該信號經(jīng)過模擬電壓放大電路，輸出到電流信號采集及處理模塊ML4425相應(yīng)輸入管腳。