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1、汽车电动助力转向器的控制器研制赖宋红,等汽车电动助力转向器的控制器研制ResearchandDevelopmentoftheControllerofElectricPowerSteeringSystem112赖宋红熊四昌袁月峰1(浙江工业大学机械制造及自动化省部共建教育部重点实验室,浙江杭州310018;2中国计量学院机电工程学院,浙江杭州310014)摘要:研究了日本N4样机的电动助力转向系统的电机电流-输入扭矩特性。采用ATmega16L单片机为处理器,以直流有刷电机为执行器,应用PID补偿算法,设计了电动助力转向控制器。在试验台
2、上进行了电机电流-输入扭矩特性试验,试验结果表明,该控制器的助力曲线接近日本N4样机,能取得比较满意的助力效果。关键词:电动助力转向系统直流电机调速ATmegal16L助力特性脉宽调制控制PID控制中图分类号:TM306文献标志码:BAbstract:Thecharacteristicofmotorcircuitvs.inputtorqueofJapaneseN4electricpowersteeringsystem(EPS)isstudied.ByadoptingAT2mega16Lsinglechipcomputerasthepr
3、ocessor;withDCbrushmotorasactuator;andapplyingPIDcompensationalgorithm,thecontrollerofEPSisdesigned.Thecharacteristicofmotorcircuitvs.inputtorqueistestedonthetestbench.Theresultofthetestshowsthatthecurveofas2sistforceofthecontrollerisalmostthesameastheoneofN4.Thecontrol
4、lerisabletoprovidesatisfactoryassistingeffect.Keywords:EPSDCmotorcontrolATmega16LAssistforcecharacteristicPWMcontrolPIDcontrol生相对位移,扭矩传感器把这个相对位移转变成电信0引言号传给控制单元,控制单元根据车速传感器和扭矩传电动助力转向系统EPS(electricpowersteering),感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大就是在机械转向系统中,用电池作为能源,电机作为动小,从而实现实时助力转向。因
5、此,它可以在不同车速力,以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号,通过下提供不同的助力效果,保证汽车在低速行驶时轻便[3]电子控制装置协助人力转向,并获得最佳转向力特性灵活,在高速行驶时稳定可靠。的伺服系统。它广泛应用于轻型汽车及普通型轿车上,可提高轿车的操纵稳定性和轻便性。目前汽车电[1]动助力转向技术在国外发达国家已趋完善,几家国际著名的大型汽车公司,如德尔福、铃木、TRW以及ZF公司都在此领域做了大量的研究并已将推出的商品安装在微型汽车和轿车上使用。国内各大汽车公司及部分高校也进行了研究,但到目前为止都没有形成[2]产业化。1硬件
6、原理图1EPS系统结构1.1EPS工作原理Fig.1StructureoftheelectricpowersteeringsystemEPS系统主要由扭矩输入机构、扭矩传感器、电子1.2助力特性曲线控制单元、电机和减速机构组成。图1为EPS系统结如图2所示为助力特性曲线,电机电流随输入扭构图。不转向时,电动机停止工作;开始转向时,驾车矩的增大而增大,当扭矩增大到一定值后,电机电流不者在方向盘上输入扭矩。该扭矩使输入轴和输出轴产再随扭矩的增大而增大,而是以某一恒定的电流工作。在相同的扭矩输入时,车速低时提供大电流以增加操修改稿收到日期:
7、2008-05-19。作的轻便性,车速高时提供小电流以获得更好的路第一作者赖宋红,男,1984年生,现为浙江工业大学机械电子专业在[1]读硕士研究生;主要从事机电控制的研究。感。当输入扭矩在零附近的一个小范围内的时候,76PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVol130No14April2009©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net汽车电动助力转向器的控制器研制
8、赖宋红,等电机电流等于零,此时电机不提供助力,这称为死区。小了面积。综合考虑功率、可靠性要求,以及N沟道之所以要留有死区是为了防止路面振动或其他原因引MOS管的优点,在设计中采用了使用4个相同的N沟起方向盘的不稳定而提供
