電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控單元EPS
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-09
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控單元EPS的實例教程
概述
經(jīng)緯恒潤自 2006 年成立 EPS 團(tuán)隊以來，采用國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)了針對低成本應(yīng)用的匹配有刷電機(jī)的 EPS 和針對高端應(yīng)用的匹配無刷電機(jī)的 EPS，產(chǎn)品類型包括分體式和 PowerPack 兩種類型，功率范圍涵蓋 220W 至 900W，支持的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型包括管柱式 C-EPS、齒條式 R-EPS、雙小齒輪式 DP-EPS，現(xiàn)已給國內(nèi)外多名主流廠商提供配套產(chǎn)品與服務(wù)。
概述
經(jīng)緯恒潤自2006年成立EPS團(tuán)隊以來，采用國際標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，開發(fā)了針對低成本應(yīng)用的匹配有刷電機(jī)的EPS和針對高端應(yīng)用的匹配無刷電機(jī)的EPS，產(chǎn)品類型包括分體式和PowerPack兩種類型，功率范圍涵蓋20W至650W，支持的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型包括管柱式CEPS、齒條式REPS、雙小齒輪式DPEPS，現(xiàn)已給國內(nèi)外多名廠商提供配套產(chǎn)品與服務(wù)。
產(chǎn)品功能
? 隨速助力
? 主動回正
? 阻尼補(bǔ)償功能
? 摩擦補(bǔ)償功能
? 慣量補(bǔ)償功能
? 齒條端部保護(hù)功能
? 溫度保護(hù)
? 電機(jī)熱保護(hù)
? 高級補(bǔ)償功能
? 測風(fēng)補(bǔ)償
? 中位補(bǔ)償
? 輔助駕駛/自動駕駛功能支持
? LKA
? SACC
? HWA
? TJA
? HWP
? TJP
? APA
產(chǎn)品優(yōu)勢
? EPS產(chǎn)品系列全覆蓋
? 電機(jī)類型涵蓋有刷和無刷
? 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)包括分體和powerpack
? 功率范圍從220W至650W
? 提供支持L3/L4自動駕駛的冗余EPS產(chǎn)品
? 軟件采用標(biāo)準(zhǔn)AUTOSAR架構(gòu)
? 支持集成第三方SWC，提供靈活的軟件方案
? 接口配置化，適用多種TAS傳感器類型
? 支持CAN/CANFD接口
? 支持Cybersecurity 硬件加密
? 產(chǎn)品開發(fā)滿足ISO 26262功能安全的產(chǎn)品開發(fā)流程
? 產(chǎn)品方案滿足ASIL-D的安全等級
配套客戶
展開 在不同路面、不同載荷和不同行駛工況下，采用電動助力轉(zhuǎn)向裝置的汽車與使用液壓助力轉(zhuǎn)向裝置的汽車相比，在助力效果相近的前提下，前者具有良好的節(jié)能效果。
建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真模型；利用建立的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行汽車在各種工況下的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及操縱穩(wěn)定性分析計算；以P87LPC768微處理機(jī)為核心的控制單元開發(fā)；可靠性高，精度好，價格適宜的扭矩傳感器、車速傳感器等的設(shè)計與選配；建立準(zhǔn)確適用的控制模型，設(shè)計快速有效的控制算法；電動機(jī)、離合器、轉(zhuǎn)向軸和減速機(jī)構(gòu)等的設(shè)計與加工；電控裝置中電子線路的設(shè)計與制作；電動助力轉(zhuǎn)向裝置車中的布置、安裝與調(diào)試。
展開 電子控制單元采集相關(guān)信號，控制電機(jī)和機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)能分別實現(xiàn)臨時停車制動、坡道起步輔助、動態(tài)緊急制動和自動駐車（Autohold）四項功能。
5、電子穩(wěn)定性系統(tǒng)ESP
適用于車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)，糾正車輛產(chǎn)生的過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足的現(xiàn)象，主動干預(yù)確保車輛操縱的穩(wěn)定性。
ESP系統(tǒng)通過采集車輪速度信號、制動主缸壓力信號、制動開關(guān)信號、方向盤轉(zhuǎn)角信號以及橫擺和加速度信號等等，判斷出駕駛員的意圖和車輛的行駛狀態(tài)，并通過電磁閥和泵電機(jī)的控制、發(fā)動機(jī)和變速箱控制調(diào)整等措施，使其在合適的車輪上施加制動力而對車輛產(chǎn)生糾正力矩，以糾正車輛產(chǎn)生的過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足的現(xiàn)象，主動干預(yù)確保車輛操縱的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)組成如下圖所示。
6、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控單元EPS
該電控單元適合應(yīng)用于12V供電環(huán)境，可用于轎車和純電動汽車的轉(zhuǎn)向控制。主控MCU采用英飛凌的XC2300系列單片機(jī)，通過采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、車速信號、扭矩傳感器信號、點火信號等車輛狀態(tài)信息，并送入到控制器ECU進(jìn)行綜合、分析、判斷和運(yùn)算后輸出電流信號控制EPS電機(jī)。EPS電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，該助力扭矩施加到轉(zhuǎn)向軸上，從而輔助駕駛員完成轉(zhuǎn)向操作。該系統(tǒng)低速時轉(zhuǎn)向控制輕便，高速時轉(zhuǎn)向助力小，操縱平穩(wěn)不發(fā)飄。
展開 因本次仿真只是針對EPS系統(tǒng)的特性分析，所以將輸入扭矩信號設(shè)為恒扭矩。在電機(jī)助力的條件下，系統(tǒng)的瞬時響應(yīng)有了很明顯的提高，由于車速的增加轉(zhuǎn)向阻力變小，小齒輪轉(zhuǎn)動阻力變小，系統(tǒng)調(diào)整到穩(wěn)態(tài)時間縮短。從圖5可知系統(tǒng)有電動助力轉(zhuǎn)向時，系統(tǒng)響應(yīng)很快，在0.1秒左右系統(tǒng)的響應(yīng)就趨于穩(wěn)定，表明了系統(tǒng)的良好的響應(yīng)特性。
電動助力轉(zhuǎn)向采用PD控制策略，同普通的助力轉(zhuǎn)向相比較，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，其具有震蕩不穩(wěn)定性，而電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)下橫擺角輸出響應(yīng)很快就趨于穩(wěn)定。
EPS系統(tǒng)控制方式對汽車的瞬態(tài)響應(yīng)有顯著的影響，PD控制方式的EPS系統(tǒng)抑制橫擺角速度的不規(guī)則波動，并使其迅速趨于穩(wěn)態(tài)值，有利于改善汽車的瞬態(tài)響應(yīng)品質(zhì)，但系統(tǒng)的反應(yīng)時間上有些延長。
由上圖可知，有電動助力轉(zhuǎn)向情況下，汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的小齒輪轉(zhuǎn)角響應(yīng)很平穩(wěn)，汽車橫擺角輸出響應(yīng)相對于無電動助力轉(zhuǎn)向下汽車橫擺角輸出響應(yīng)趨于穩(wěn)定性比較明顯。
EPS系統(tǒng)的汽車，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率比普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率小，接近于汽車橫擺角固有頻率，因此其在約0.05秒處出現(xiàn)一個較大的共振峰波，當(dāng)駕駛員的操作頻率接近這個頻率范圍時，汽車的橫擺角速度對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角及其敏感，汽車很容易失去控制。提高EPS的固有頻率便于提高汽車的操縱穩(wěn)定性。
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電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控單元EPS的最新內(nèi)容
概述
經(jīng)緯恒潤自 2006 年成立 EPS 團(tuán)隊以來，采用國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)了針對低成本應(yīng)用的匹配有刷電機(jī)的 EPS 和針對高端應(yīng)用的匹配無刷電機(jī)的 EPS，產(chǎn)品類型包括分體式和 PowerPack 兩種類型，功率范圍涵蓋 220W 至 900W，支持的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型包括管柱式 C-EPS
1、工作原理
下圖為電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖：
下圖為電動轉(zhuǎn)向原理圖：
EPS系統(tǒng)的正向輸入系統(tǒng)框圖為：
EPS系統(tǒng)的逆向輸入系統(tǒng)框圖為：
基于Simulink模型整體函數(shù)傳遞框圖為：
2、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及參數(shù)
2.1、系統(tǒng)的動力學(xué)分析
以方向盤為研究對象建立動力學(xué)模型：
以小齒輪為研究對象建立動力學(xué)方程：
概述
經(jīng)緯恒潤自2006年成立EPS團(tuán)隊以來，采用國際標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，開發(fā)了針對低成本應(yīng)用的匹配有刷電機(jī)的EPS和針對高端應(yīng)用的匹配無刷電機(jī)的EPS，產(chǎn)品類型包括分體式和PowerPack兩種類型，功率范圍涵蓋20W至650W，支持的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型包括管柱式CEPS、齒條式REPS、雙小齒輪式DPEPS，現(xiàn)已給國內(nèi)外多名廠商提供配套產(chǎn)品與服務(wù)。
產(chǎn)品功能
? 隨速助力
6、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控單元EPS
該電控單元適合應(yīng)用于12V供電環(huán)境，可用于轎車和純電動汽車的轉(zhuǎn)向控制。主控MCU采用英飛凌的XC2300系列單片機(jī)，通過采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、車速信號、扭矩傳感器信號、點火信號等車輛狀態(tài)信息，并送入到控制器ECU進(jìn)行綜合、分析、判斷和運(yùn)算后輸出電流信號控制EPS電機(jī)。
汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究
作者：張家港科技局 轉(zhuǎn)貼自：張家港科技信息網(wǎng)
成果簡介：
當(dāng)前，隨著汽車行駛速度的提高，人們對其操縱性、舒適性、安全性等各項性能的要求也越來越高，以改善汽車操縱穩(wěn)定性、安全性為主要目的，以汽車轉(zhuǎn)向為主要研究目標(biāo)的橫向運(yùn)動控制正成為一項重要研究內(nèi)容。
對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求
