的汽车电动助力转向系统控制器设计研究&

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1、基于012的汽车电动助力转向系统控制器设计研究&何&军&谢&暄中图分类号：!"#$%&&&&&&文献标识码：’&&&&&&文章编号：%((%)*$+$（,((*）(-)((./)(+基于012的汽车电动助力转向系统控制器设计研究何&军，谢&暄（北京交通大学电子信息工程学院，北京&%(((++）摘&要：为了使汽车操作性能更优，设计了以%*位定点012!"1#,(34,(+/’为核心的电动助力转向系统控制器。控制系统主要由控制器、传感器和信号处理电路、助力电机及驱动电路等组成。介绍了系统的工作原理、控制器

2、的硬件结构和软件设计，基本上满足了系统的要求。关键词：汽车；电动助力转向；电子控制单元；设计；数字信号处理器!"#"$%&’"()%*+%(),%$$",%*)-"./)%’%)0#"1$"2),023%4",5)"",0(6578)"’9:8";%(!5356789，:;6:8<9（=>?@?9A7?FG?CH，=>?@?9A%(((++，IJ?9<）.95<=.+<：!J>621KB9CFBLGHGC>MKB9G?GCGBNCJ>KB9CFBLL>F，G>9GBFG<9OCJ

3、>G?A9GG?9AK?F)K8?CG，CJ>>L>KCF?KMBCBF<9O?CGOF?E?9AK?FK8?C，>CKQ!J>KB9CFBLL>FBN>L>KCF?KPBR>FGC>>F?9AGHGC>MRE>LBP>OSOB9<%*S?CN?T0129O!"1#,(34,(+/’，MSH!;IBFPQ!J>RBFU?9APF?9K?)PL>，CJ>JGCF8KC8F>，GBNCRO>G?A9BNCJ>GHGC>MR>F>?9CFBO8K>

4、O，RJ?KJJE>OCJ>O>)M<9OBNCJ>GHGC>MS1?@A=!5：’8CBMBS?L>；6L>KCF?KPBR>FGC>>F?9A；6L>KCF?KKB9CFBL89?C；0>G?A9；012器，成功实现了增量式数字2;0控制策略，为今后BC引C言系统控制算法的进一步研究设计提供了较好的平随着现代汽车技术的迅猛发展，人们对汽车转台。向操纵性能的要求也日益提高。为了保证车辆在任DC621的系统结构及工作原理何工况下转动转向盘时，都有较理想的操纵稳定性和轻

5、便性，汽车转向系统从简单的纯机械式，发展电动助力转向系统在原机械转向系统的基础到机械液压式、电控液压式，直至如今的更为节上，增加了车速传感器、扭矩传感器、6ID（电子能、操纵性能更优的电子控制式电动助力转向控制单元）、电动机、离合器以及减速机构等转向［%］（621）式。目前，国外轿车上使用全电子控制助力机构，如图%所示。它利用电动机来提供转向的电动转向系统已很普遍，国内对电动助力转向系助力，一旦有了转向动作，车速信号和扭矩信号送统的研究与国外相比仍有一定的差距。621控制器给控制器，控制器根据这些信号

6、决定助力的大小和通常采用$位单片机，带有’V0、0V’或2W"，方向并驱动电动机进行转向助力。主要以增量式数字2;0控制器作为控制策略。随着汽车转向时，扭矩传感器把检测到的扭矩信号自适应控制和智能识别等控制策略的深入研究，传的大小和方向经’V0转换后传给控制单元，控制统的单片机已不能满足运算的速度要求，因而有必单元同时接收车速传感器检测到的车速信号，然后要将控制器用擅长数字运算处理的012芯片进行根据车速传感器和扭矩传感器的信号决定电动机的替换，发挥其片内集成资源丰富、运算高速和高精旋转方向和助力扭矩

7、的大小，同时电流传感器检测度的优势。本文搭建了%*位定点012电路的电流，对驱动电路实施监控，最后由驱动电!"1#,(34,+(/’芯片作为核心处理器的621控制路驱动电动机工作，实施助力转向。其工作原理如图,所示。&&收稿日期：,((*)(/)%/—./—微电机"#775年"第*D卷"第D期（总第!C5期）图3"’01功能框图成在一块芯片上，具有很高的性能价格比。该芯图!"电动助力转向系统结构图片采用哈佛结构，三级流水线操作，而且存储容量大，具有!7位!5路;&0转换器，串行通信接口［#］模块，两个

8、事件管理器模块。系统供电电路：供电电压为!#)，发动机点火后，车载电瓶!#)电源通过<#7!给整个’01上电。图#"电动助力转向系统工作原理图继电器控制电路：401送出开关信号，开关管导通并驱动功率三极管，继电器线圈通电并闭合!"控制器设计节点。继电器节点闭合后送出2桥和离合器的供控制器主要由两部分构成：即目标电流的串联电电源。校正和$%&控制器。考虑到’$(系统供电电压!#离合器控制电路：401控制离合器，高电平)的限制，设定了!#)的饱和区。控制器结