[發(fā)明專利]一種無轉(zhuǎn)角傳感器的EPS控制系統(tǒng)和測量方向盤角度的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010945038.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112092901A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林聯(lián)偉;焦九順;胡建敢;劉鍇;黃瑞;王宇;劉續(xù)榮
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南東嘉智能科技有限公司;株洲易力達機電有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B60R16/033;B62D137/00
• 代理公司: 衡陽雁城專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43231
• 代理人: 李政科

1.一種無轉(zhuǎn)角傳感器的EPS控制系統(tǒng)，其特征在于：所述EPS控制系統(tǒng)包括車載蓄電池、輸入部分、控制器部分和輸出執(zhí)行部分；所述輸入部分包括扭矩傳感器和點火鑰匙，所述控制器部分包括控制單元、PWM脈寬調(diào)制模塊、預(yù)驅(qū)模塊、驅(qū)動橋、反電動勢整流電路、PMSM電機和轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS，所述輸出執(zhí)行部分包括減速裝置和機械執(zhí)行單元，所述機械執(zhí)行單元的部件包括方向盤、管柱、中間軸和方向機；所述EPS控制系統(tǒng)的連接關(guān)系是：所述車載蓄電池連接控制單元和轉(zhuǎn)子位置傳感器，所述輸入部分連接控制單元，所述扭矩傳感器將扭矩信號傳遞給控制單元；所述控制器部分控制單元依次串聯(lián)PWM脈寬調(diào)制模塊、預(yù)驅(qū)模塊、驅(qū)動橋、PMSM電機、轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS、控制單元形成一條回路，所述PWM脈寬調(diào)制模塊將產(chǎn)生的PWM脈寬調(diào)制信號傳遞給預(yù)驅(qū)模塊，所述轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS將電機轉(zhuǎn)子位置信息和Turns計數(shù)值傳遞給控制單元，所述PMSM電機連接反電動勢整流電路再連接轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS；所述輸出執(zhí)行部分的減速裝置連接PMSM電機和機械執(zhí)行單元；所述轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS有滿功率工作和低功耗兩種模式，所述低功耗模式包括睡眠和喚醒兩種狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無轉(zhuǎn)角傳感器的EPS控制系統(tǒng)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS的低功耗喚醒有周期性喚醒和反電動勢喚醒兩種途徑；所述周期性喚醒是轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS通過周期性地自我喚醒來測量電機轉(zhuǎn)子角度及Turns計數(shù)；所述反電動勢喚醒是當車輛處于熄火狀態(tài)時，人為轉(zhuǎn)動方向盤，PMSM電機被拖動產(chǎn)生反電動勢，轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS喚醒轉(zhuǎn)子位置傳感器測量電機轉(zhuǎn)子的角度變化及Turns計數(shù)。

3.一種測量方向盤角度的方法，采用了如權(quán)利要求1或2所述的無轉(zhuǎn)角傳感器的EPS控制系統(tǒng)，所述測量方法的步驟如下：

S1在車輛熄火狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS處于低功耗模式時,當外力轉(zhuǎn)動方向盤，使方向盤發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)動的方向盤經(jīng)機械執(zhí)行單元、減速裝置拖動電機產(chǎn)生了反電動勢；

S2反電動勢經(jīng)反電動勢整流電路達到喚醒閾值，將轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS喚醒，測量電機轉(zhuǎn)子角度的變化及Turns計數(shù)；

S3當車輛點火啟動，控制單元將轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS從低功耗模式直接喚醒至滿功率模式，同時讀取轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS的電機轉(zhuǎn)子角度信息和Turns計數(shù)值，并通過Turns軟件同步的方法，實時跟蹤電機轉(zhuǎn)子角度轉(zhuǎn)過的圈數(shù)；

S4通過電機轉(zhuǎn)子角度轉(zhuǎn)過的圈數(shù)及電機轉(zhuǎn)子角度，經(jīng)傳動比轉(zhuǎn)換得到方向盤角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述測量方向盤角度的方法，其特征在于：所述控制單元通過串行外設(shè)接口SPI獲取電機轉(zhuǎn)子角度信息和Turns計數(shù)值。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述測量方向盤角度的方法，其特征在于：所述Turns計數(shù)值是指通過Turns可計算出PMSM電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的圈數(shù),PMSM電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過45°，Turns計數(shù)值就會加1。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述測量方向盤角度的方法，其特征在于：采用軟件同步的方式來計算Turns軟件計數(shù)值，即Turns軟件同步方法；所述Turns軟件同步方法包括初始化和同步計數(shù)兩部分。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述測量方向盤角度的方法，其特征在于：所述方向盤角度由電機轉(zhuǎn)子角度經(jīng)一定的傳動比換算來的；

其中：

所述傳動比指PMSM電機與方向盤之間的傳動比，是個遠大于1的常量，由減速裝置決定；所述電機轉(zhuǎn)子角度范圍為0°～360°，由轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS提供。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述測量方向盤角度的方法，其特征在于：當車輛處于點火啟動狀態(tài)，轉(zhuǎn)子位置傳感器RPS被喚醒至滿功率模式，并實時記錄電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，再根據(jù)計算公式就可得出方向盤角度。