[01625274]电动汽车电动助力转向系统的控制研究

(1)任务来源 自选。 （2）技术原理 本项目设计的电动助力转向系统主要针对电动轿车,电动轿车常采用齿轮齿条式转向器,所以本方案采用转向柱助力式,其扭矩传感器、电动机、电磁离合器以及减速机构均安装在转向轴上。当转向盘转动时,电控单元（ECU）根据转矩传感器信号和车速传感器信号,控制电动机转向和助力转矩的大小,然后经过电磁离台器和减速机构传送到转向轴上,最后经过齿轮齿条机构控制转向轮的转向。 （3）性能指标： 电动机为直流有刷永磁电动机,额定电压为12伏（V）,额定功率为170（W）,额定电流为30安培（A）,额定转速为1050转/分钟（r/min）,额定转矩为1.48牛米（N·m）。单片机采用MC9S12DG128。 （4）成果的创造性、先进性 ①在以桑塔纳改装的电动轿车上设计了电动助力转向系统,确定了EPS系统中各个部件的方案。 ②设计开发了以Freescal公司16位单片机MC9S12DG128为核心的硬件电路,包括转向盘扭矩信号处理电路、车速信号处理电路,电源电路、H桥功率驱动电路、电流传感器信号处理电路。 ③电动机采用永磁直流有刷电动机,建立了电动机的数学模型,设计了电动机控制电路,采用数字PID控制对电动机电枢电流进行闭环控制。 （5）适用范围、应用情况及改进意见 本项目既可用于电动汽车,又可用于微型、轻型汽车和轿车上。已应用在洛阳中集凌宇汽车有限公司和一拖（洛阳）专用汽车有限公司的部分汽车中,经过道路试车,证明控制系统有良好的助力性能、跟踪性和稳定性,能满足低速行驶时的轻便性和高速行驶时操纵稳定性的要求,降低了汽车的燃油消耗,而且环保。本项目还存在一些不足之处。因此需要从以下两个方面进一步对EPS系统研究： ①搭建EPS系统试验台架,通过试验台架实验评价EPS系统的各方面性能。根据台架试验数据不断地对整个系统模型进行修正和改进。 ②多个反馈控制信号。EPS控制系统的信号将不仅仅只依据转矩信号和车速信号,而是将转向速度、前轴负荷、横摆加速度等多种信号进行综合控制,以获得更好的整车性能。