電動助力轉向系統(tǒng)控制器的設計

　　前言

　　近年來，隨著電子技術的發(fā)展和節(jié)能、環(huán)保兩大主題的推廣，電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）以其優(yōu)越性能表現(xiàn)得到業(yè)界的廣泛關注，逐漸成為世界汽車技術發(fā)展的重點和熱點之一。目前電動助力轉向系統(tǒng)在輕型載貨汽車上的應用正處于起步期，而作為EPS核心技術——控制器的研究，更是具有重要的理論意義和實踐指導價值。本文對某輕型載貨汽車的電動助力轉向系統(tǒng)的控制器進行了研究和開發(fā)。

　　1 EPS工作過程和原理

　　汽車轉向時，扭矩傳感器會檢測到駕駛員施加到轉向盤上的操縱力。控制單元在接收到扭矩傳感器輸出的扭矩信號后，結合汽車當前的車速信號對系統(tǒng)所處的運動狀態(tài)進行判斷，進而獲得系統(tǒng)當前的控制模式，在數(shù)據(jù)處理后向電動機驅動器發(fā)出運行指令，電動機會根據(jù)需要提供相應大小的轉矩來達到助力、阻尼或回正控制模式。電動機的轉矩通過減速機構增扭后施加在汽車的轉向機構上。

　　圖1 EPS控制原理圖

　　EPS的控制原理如圖1所示。控制單元ECU控制作為動力源的電機提供助力，達到期望的助力效果。ECU根據(jù)車速傳感器和扭矩傳感器輸出信號計算出電動機的目標驅動電流信號，此信號輸給驅動電路以驅動電機轉動，并經(jīng)減速機構提供給轉向機構助力；電動機由直流電源經(jīng)繼電器、電動機的驅動電路供電；在驅動電路與電動機之間設有霍爾傳感器，使ECU能夠實時檢測電流大小；通過PID控制算法來調(diào)整使檢測電流值接近目標值，同時能夠實現(xiàn)對電流進行監(jiān)測，當過流的時候，斷開繼電器以保護電路。