基于pic16c72的汽车电动助力转向系统控制器

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1、第25卷第10期机电工程V01．25NO．102008年10月MECHANICAL＆ELECTRICALENGINEERINGMAGAZINE0ct．2008基于PIC16C72的汽车电动助力转向系统控制器钟德刚，潘君飞，余丹萍，陈颖(浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310014)摘要：针对当前汽车电动助力转向(EPS)系统的有关性能要求，采用了单片机(MCU)PIC16C72对其进行控制，介绍了该电动助力转向控制系统的硬件构成和软件设计方法，着重介绍了采用电流开环、位置闭环的控制方法，从而减小了系统对电流采样精确度的依赖程度，使系

2、统的成本更趋低廉。仿真结果表明，该方法安全、可靠，具有广阔的应用前景。关键词：电动助力转向；PIC16C72；电流开环；单片机中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：lO01—4551(2008)10—0027—03ControlleroftheelectricpowersteeringsystembasedOilPIC16C72ZHONEDe—gang，PANJun—fei，YUdan—ping，CHENying(CollegeoflnformatimEngineering，ZhejiangUniversityofTechno

3、logy，Hangzhou310014，China)Abstract：Aimingatthel~leedofcapabilityofcurrentvehicleelectricpowersteering(EPS)，microcomputercontrolunits(MCU)PIC16C72wasusedasacontroller，andthehardwareconstitutionandthesoftwaredesignmethodofvehicleEPScontrollm’weredesigned．Theelectriccurren

4、topen—loopandthepositionclosed—loopcontrolmethodwasemphatinallyintroduced．thusthede—pendenceontheelectriccurrentsamplingprecisionwasreduced．makingthesystemtohastenthelowcost．Thcsimulationresultsshowthat，thevehicleEPScontrollerhasagoodprospectofapplicationandextension．Ke

5、ywords：electricpowersteering(EPS)；PIC16C72；electriccurrentopen—loop；mierocomputelcontrolunits(MCU)速传感器和扭矩传感器的信号，决定电机的旋转方向0前言和助力电流的大小，电机的助力扭矩通过电磁离合器、汽车电动助力转向系统(EPS)凭借其节约能源、减速增扭机构传递到转向管柱上，从而完成实时助力操纵方便和驾驶安全等优点，在轿车和轻型汽车领域转。正逐步取代传统液压助力转向系统，并趋向于应用到更大型的轿车和商用客车领域，目前，EPS系统已经在许多车

6、型上有所应用，但其控制器还依赖进口，国内产品还处研究和试用阶段。有关文献表明，目前国内所研究的控制器大多以DSP为核心，用模糊控制或PI控制方式对电流进行闭环控制。本研究采用电流开环、位置闭环的控制方法，以减小系统对电流采样精确度的依赖性，同时简化CPU的计算量，使系统更趋低成本。图1EPS系统结构图1基于PIC16C72单片机的EPS控制器构成1．1硬件框图EPS系统结构如图1所示。当手力转动方向盘带本研究采用P1C16C72单片机为核心的控制动转向轴转动时，扭矩传感器开始工作，把转向器的输器，其硬件框图如图2所示。入轴和输出轴(转

7、向轴)在扭杆作用下产生的相对转模拟／数字(A／D)转换口采样扭矩信号以及用于动位移角变成电信号传给微处理器，微处理器根据车保护的电压信号和电流信号，车速信号隔离后由RB收稿日期：2007—12—17作者简介：钟德刚(1965一)，浙江上虞人，副教授，主要从事电机及其控制方面的研究．E-mail：zdg@zjut．edu．C[1·28·机电工程第25卷一车速信号扭矩信号-'4P1C卜一发动机信号转向轴C电压信号76一电源动力电路．1．2卜————墨整I孽i匝过流保护I12V,n=2300r／s电流检测信号卜——7≥18N’m，P120W

8、信号图2硬件框图口输入，通过中断服务计算出车速。CPU根据车速信号和扭矩信号的大小及变化量，计算出电机助力所需当电动机转速过高，所产生的反电动势E大于控的电压值的大小，由桥式电路驱动直流电动机运行，实制电压时，会发生回馈