電動助力轉向系統電控單元EPS的案例
電動助力轉向控制器（EPS）
概述
經緯恒潤自 2006 年成立 EPS 團隊以來，采用國際標準和先進技術，開發了針對低成本應用的匹配有刷電機的 EPS 和針對高端應用的匹配無刷電機的 EPS，產品類型包括分體式和 PowerPack 兩種類型，功率范圍涵蓋 220W 至 900W，支持的轉向系統類型包括管柱式 C-EPS、齒條式 R-EPS、雙小齒輪式 DP-EPS，現已給國內外多名主流廠商提供配套產品與服務。
電動助力轉向系統
概述
經緯恒潤自2006年成立EPS團隊以來，采用國際標準和技術，開發了針對低成本應用的匹配有刷電機的EPS和針對高端應用的匹配無刷電機的EPS，產品類型包括分體式和PowerPack兩種類型，功率范圍涵蓋20W至650W，支持的轉向系統類型包括管柱式CEPS、齒條式REPS、雙小齒輪式DPEPS，現已給國內外多名廠商提供配套產品與服務。
產品功能
? 隨速助力
? 主動回正
? 阻尼補償功能
? 摩擦補償功能
? 慣量補償功能
? 齒條端部保護功能
? 溫度保護
? 電機熱保護
? 高級補償功能
? 測風補償
? 中位補償
? 輔助駕駛/自動駕駛功能支持
? LKA
? SACC
? HWA
? TJA
? HWP
? TJP
? APA
產品優勢
? EPS產品系列全覆蓋
? 電機類型涵蓋有刷和無刷
? 產品結構包括分體和powerpack
? 功率范圍從220W至650W
? 提供支持L3/L4自動駕駛的冗余EPS產品
? 軟件采用標準AUTOSAR架構
? 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
? 產品開發滿足ISO 26262功能安全的產品開發流程
? 產品方案滿足ASIL-D的安全等級
配套客戶
展開 汽車電動助力轉向系統研究
在不同路面、不同載荷和不同行駛工況下，采用電動助力轉向裝置的汽車與使用液壓助力轉向裝置的汽車相比，在助力效果相近的前提下，前者具有良好的節能效果。
建立轉向系統仿真模型；利用建立的轉向系統仿真模型進行汽車在各種工況下的運動學、動力學及操縱穩定性分析計算；以P87LPC768微處理機為核心的控制單元開發；可靠性高，精度好，價格適宜的扭矩傳感器、車速傳感器等的設計與選配；建立準確適用的控制模型，設計快速有效的控制算法；電動機、離合器、轉向軸和減速機構等的設計與加工；電控裝置中電子線路的設計與制作；電動助力轉向裝置車中的布置、安裝與調試。
展開 汽車各控制單元方案
電子控制單元采集相關信號，控制電機和機械執行機構能分別實現臨時停車制動、坡道起步輔助、動態緊急制動和自動駐車（Autohold）四項功能。
5、電子穩定性系統ESP
適用于車身電子穩定系統，糾正車輛產生的過度轉向或轉向不足的現象，主動干預確保車輛操縱的穩定性。
ESP系統通過采集車輪速度信號、制動主缸壓力信號、制動開關信號、方向盤轉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，并通過電磁閥和泵電機的控制、發動機和變速箱控制調整等措施，使其在合適的車輪上施加制動力而對車輛產生糾正力矩，以糾正車輛產生的過度轉向或轉向不足的現象，主動干預確保車輛操縱的穩定性。結構組成如下圖所示。
6、電動助力轉向系統電控單元EPS
該電控單元適合應用于12V供電環境，可用于轎車和純電動汽車的轉向控制。主控MCU采用英飛凌的XC2300系列單片機，通過采集發動機轉速信號、車速信號、扭矩傳感器信號、點火信號等車輛狀態信息，并送入到控制器ECU進行綜合、分析、判斷和運算后輸出電流信號控制EPS電機。EPS電機通過傳動機構產生助力轉矩，該助力扭矩施加到轉向軸上，從而輔助駕駛員完成轉向操作。該系統低速時轉向控制輕便，高速時轉向助力小，操縱平穩不發飄。
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電動汽車仿真系列-基于Simulink搭建的電機助力轉向系統
因本次仿真只是針對EPS系統的特性分析，所以將輸入扭矩信號設為恒扭矩。在電機助力的條件下，系統的瞬時響應有了很明顯的提高，由于車速的增加轉向阻力變小，小齒輪轉動阻力變小，系統調整到穩態時間縮短。從圖5可知系統有電動助力轉向時，系統響應很快，在0.1秒左右系統的響應就趨于穩定，表明了系統的良好的響應特性。
電動助力轉向采用PD控制策略，同普通的助力轉向相比較，據相關文獻，其具有震蕩不穩定性，而電動助力轉向系統下橫擺角輸出響應很快就趨于穩定。
EPS系統控制方式對汽車的瞬態響應有顯著的影響，PD控制方式的EPS系統抑制橫擺角速度的不規則波動，并使其迅速趨于穩態值，有利于改善汽車的瞬態響應品質，但系統的反應時間上有些延長。
由上圖可知，有電動助力轉向情況下，汽車的轉向系統中的小齒輪轉角響應很平穩，汽車橫擺角輸出響應相對于無電動助力轉向下汽車橫擺角輸出響應趨于穩定性比較明顯。
EPS系統的汽車，其轉向系統的固有頻率比普通的轉向系統的固有頻率小，接近于汽車橫擺角固有頻率，因此其在約0.05秒處出現一個較大的共振峰波，當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向盤轉角及其敏感，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定性。
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