CN203601363U - 汽车电动助力转向控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车助力转向系统，具体是一种汽车电动助力转向控制系统。系统的电控单元包括单片机和PWM脉宽调制模块，单片机利用模糊PID混合控制器对转矩信号和车速信号进行调节的并输出PWM信号至PWM脉宽调制模块，PWM脉宽调制模块的6路PWM信号输出至PWM驱动放大电路，PWM驱动放大电路输出端通过三相逆变功率单元与助力电机连接，三相逆变功率单元的电流输出连接至PWM脉宽调制模块，助力电机的转矩信号输出通过相应的信号处理电路连接至单片机。本实用新型控制速度快，系统反应迅速，助力转向效率高达90%以上，且能耗低，无污染，路感好，结构紧凑，易于布置和调整。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车助力转向系统，具体是一种汽车电动助力转向控制系统。
背景技术
电动助力转向系统是在机械转向系统的基础上，根据扭矩和车速信号，通过电子控制装置使电机产生相应大小和方向的转向助力，电动机的助力通过减速器后施加到汽车的转向系统，从而达到助力效果。
中国专利ZL201220159145.2公开了一种汽车电动助力转向系统，该系统以DSP处理器为核心器件，由DSP检测转速信号，生成PWM信号并调整PWM占空比，进而控制电机转速，同时由DSP根据采集的电流来控制电机的输出转矩，属于软实施方案。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种采用硬件实施方案，控制速度快，系统反应迅速的汽车电动助力转向控制系统。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：
一种汽车电动助力转向控制系统，包括助力电机、车速传感器、扭矩传感器、电控单元，所述电控单元包括单片机和PWM脉宽调制模块，所述单片机内置有对其检测到的转矩信号和车速信号进行调节的模糊 PID 混合控制器，单片机的PWM 信号输出端口通过相应的信号处理电路与所述PWM脉宽调制模块相应的输入管脚连接， PWM脉宽调制模块的6路PWM信号输出端与PWM驱动放大电路的输入端连接，PWM驱动放大电路的输出端通过三相逆变功率单元与助力电机连接，所述三相逆变功率单元的电流输出连接至PWM脉宽调制模块相应的输入管脚，所述助力电机的转矩信号输出通过相应的信号处理电路连接至单片机的相应输入端口。
本系统（EPS）转矩控制由ML4255模块根据采集的逆变功率单元小号的总电流，实施电流闭环控制，以控制电机输出转矩，采用的是硬件实施方案，控制速度快，系统反应迅速；功率驱动模块的PWM信号由ML4425模块生成；电机的转速控制由STM32F103单片机检测电机转速信号，发出PWM信号，通过信号调理电路转换成模拟电压信号，该信号通过ML4425模块接收，并根据信号大小输出不同的PWM占空比信号，进而控制电机的转速，这仍然是通过硬件方式控制电机转速。
采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其有益效果是：
实现助力转向功能效率高，可达90%以上；能耗低，电机只在需要助力时工作；无污染，EPS的使用过程几乎不对环境造成污染；路感好，EPS系统可根据车况和驾驶员要求，通过电控单元（ECU）不断调整助力从而增强路感；结构紧凑，系统易于布置，易于调整，EPS可根据不同车型对电控单元（ECU）程序进行修改，简化了开发时间和开发成本；环境适应性更强，特别是低温的情况。
作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：
所述单片机是进行全数字控制的32位微处理器STM32F103。
所述PWM脉宽调制模块是电流信号采集及处理模块ML4425 。
所述三相逆变功率单元是由三极管2N6718及IRFR9120搭建的三相逆变桥。
所述助力电机是直流无刷电机。
附图说明
图1是本实用新型实施例系统结构框图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例对本实用新型作进一步说明，目的仅在于更好地理解本实用新型内容。因此，所举之例并不限制本实用新型的保护范围。
详见图1，本实施例给出的这种汽车电动助力转向控制系统，包括电控单元（ECU）、助力电机、车速传感器、扭矩传感器，电控单元又包括信号处理电路、32位微处理器STM32F103及其接口电路、电流信号采集及处理模块ML4425、三相逆变桥。
扭矩传感器和车速传感器将检测到的转矩和车速传感器信号经相应的信号处理电路输出至32位微处理器STM32F103的相应接口。车速和转速信号为单极性周期脉冲信号，信号处理电路要完成信号电平的匹配，即将信号转化为数字信号，要进行放大、滤波以及检波的处理，使处理后的信号可以被32位微处理器STM32F103接受，并据此进行相应的操作。
32位微处理器STM32F103利用模糊 PID 混合控制器对转矩信号和车速信号进行调节，然后输出 PWM 信号，该信号经过模拟电压放大电路，输出到电流信号采集及处理模块ML4425相应输入管脚。
电流信号采集及处理模块ML4425及驱动放大电路：采用三极管2N6718驱动芯片，放大ML4425模块产生的PWM驱动信号，控制由6个MOSFET管IRFR9120搭建的三相逆变桥，三相逆变桥负责将控制部分输出的弱电信号转换为大功率信号，对大功率器件进行控制，并输出三相逆变信号驱动直流无刷电机旋转，从而提供转向助力。
三相逆变桥的电流输出连接至电流信号采集及处理模块ML4425相应的输入管脚，该电路检测逆变单元的总电流，从而通过ML4425模块控制电机的输出转矩。
本系统中的助力电机是直流无刷电机，是系统功能最终执行模块。直流无刷电机由车载蓄电池供电提供转向助力，由电流信号采集及处理模块ML4425控制其电流，从而控制其转矩，完成助力转向。
本系统采用12V的车载蓄电池作为系统总电源，通过 DC-DC 电源转换模块将 12V 转化为 5V和3.3V，向32位微处理器STM32F103、电流信号采集及处理模块ML4425及其它芯片、元件供电。
本系统还具有车载蓄电池电压、蓄电池输出过电流检测及保护，并具有故障报警功能。
Claims (5)
1.一种汽车电动助力转向控制系统，包括助力电机、车速传感器、扭矩传感器、电控单元，其特征在于，所述电控单元包括单片机和PWM脉宽调制模块，所述单片机内置有对其检测到的转矩信号和车速信号进行调节的模糊 PID 混合控制器，单片机的PWM 信号输出端口通过相应的信号处理电路与所述PWM脉宽调制模块相应的输入管脚连接， PWM脉宽调制模块的6路PWM信号输出端与PWM驱动放大电路的输入端连接，PWM驱动放大电路的输出端通过三相逆变功率单元与助力电机连接，所述三相逆变功率单元的电流输出连接至PWM脉宽调制模块相应的输入管脚，所述助力电机的转矩信号输出通过相应的信号处理电路连接至单片机的相应输入端口。
2.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向控制系统，其特征在于，所述单片机是进行全数字控制的32位微处理器STM32F103。
3.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向控制系统，其特征在于，所述PWM脉宽调制模块是电流信号采集及处理模块ML4425 。
4.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向控制系统，其特征在于，所述三相逆变功率单元是由三极管2N6718及IRFR9120搭建的三相逆变桥。
5.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向控制系统，其特征在于，所述助力电机是直流无刷电机。
Priority Applications (1)
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| CN201320846171.7U CN203601363U (zh) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | 汽车电动助力转向控制系统 |
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Publications (1)
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| CN203601363U true CN203601363U (zh) | 2014-05-21 |
Family
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN203601363U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018196312A1 (zh) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | 太仓市悦博电动科技有限公司 | 一种电机控制方法、电机控制装置及电动自行车 |
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2013
- 2013-12-20 CN CN201320846171.7U patent/CN203601363U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2018196312A1 (zh) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | 太仓市悦博电动科技有限公司 | 一种电机控制方法、电机控制装置及电动自行车 |
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