電動助力轉向控制器的案例
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。
經緯恒潤全面布局面向自動駕駛L2-L4的冗余EPS
汽車轉向系統是自動駕駛最重要的執行器之一。隨著“智能出行”理念的不斷深化，自動駕駛與智能網聯技術的結合，電動助力轉向控制器的開發變得愈發重要。基于ADAS技術、線控底盤技術及Powerpack一體化等技術需求的電動助力轉向控制器產品，直接關系著自動駕駛路徑與方向的精確控制，是智能網聯汽車實現路徑跟蹤與避障避險的關鍵技術。
經緯恒潤智能轉向為滿足自動駕駛L2-L4需求，開發了具備全冗余技術的R-EPS，該產品體積小巧，空間布置更為靈活。產品嚴格按照ISO26262流程開發，失效率≤10fit，可實現fail-operational的安全需求，支持信息安全和OTA，在保障駕駛員安全的前提下，滿足整車轉向和自動駕駛功能的使用場景，可滿足L2-L4的自動駕駛需求，以及線控轉向需求，助推自動駕駛技術發展落地。
目前，經緯恒潤全冗余EPS已完成模具樣件開發、并搭載紅旗E-HS9進行了實車路試，與國外EPS頭部供應商同臺競爭，為汽車行業控制器國產化、自主化打下了堅實的基礎。
經緯恒潤自2006年開始研發電動助力轉向控制器，已有16年開發經驗，目前已推出C-EPS、R-EPS、DP-EPS，EHPS等產品，產品覆蓋12V、24V、48V系統，涉及非冗余、半冗余和全冗余方案。現已給國內外多名主流廠商提供配套產品與服務，目前累計出貨量破160萬套。價值創新，服務客戶，未來，經緯恒潤將繼續堅持自主創新，緊跟汽車行業發展大勢，為更多的客戶提供更好的產品與服務。
經緯恒潤智能駕駛產品線涵蓋環境感知系統、決策規劃系統和控制執行系統，具備向上集成完整智能駕駛方案的軟硬件產品基礎，是目前國內少數能夠實現覆蓋智能駕駛電子產品、研發服務及解決方案、高級別智能駕駛整體解決方案，能夠提供智能駕駛全棧式解決方案的供應商。
展開 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 
電動汽車仿真系列-基于Simulink搭建的電機助力轉向系統
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。
展開 面向自動駕駛：四輪獨立驅動/轉向電動汽車配置與控制綜述與展望
最后分析了4WID-4WIS EV的轉向方式，介紹了不同轉向方式之間的切換邏輯。
2.1 4WID-4WIS EV的底盤配置分析
圖1 4WID-4WIS EV的底盤配置
如圖1所示，4WID-4WIS EV由四個集成了轉向、驅動、制動和懸架系統的X-by-wire（線控）模塊組成。線控模塊中包括三種執行器：線控轉向執行器、線控驅動執行器和線控制動執行器。線控轉向執行器通常與轉向主銷集成在一起，該主銷可以是虛擬主銷亦可是懸架系統的一個部件。與輪輞集成的輪輞電機通常作為線控驅動執行器，與傳統的集中式驅動系統相比，取消了減速器、差速器和半軸。電動液力制動系統（EHB）和電動機械制動系統（EMB）通常作為線控制動執行器[19-21]。
由于采用X-by-wire模塊，轉向角和驅動/制動力矩可以被獨立控制，因此4WID-4WIS EV相比于傳統車輛有更多的自由度（DOF），這使其有更多的轉向和運動模式。
2.2 4WID-4WIS EV樣機
近年來，許多公司企業和大學正在著力研究4WID-4WIS EV，圖2中展示了一些4WID-4WIS EV樣機。作為一款外觀前衛的車輛，豐田的Fine-T配備了4WID-4WIS技術，可以實現原地轉向，有利于在狹窄區域內停車[22]。此外，日產還設計了三代4WID-4WIS EV的概念車，即PIVO1,PIVO2和PIVO3[23]。ROboMObil是一款4WID-4WIS自動駕駛的電動汽車。隨著4WID-4WIS技術應用，它不僅展現了在低速情況下強大的機動性，如停車，還展現了高速情況下的操縱穩定性[24, 25]。DFKI EO Smart 2是一款專門為巨型城市設計的高度靈活的微型概念汽車。此外，4WID-4WIS可以改變汽車高度和長度以進一步提高機動性能。
展開 助力虛擬開發：VI-grade FSS駕駛模擬器集成轉向臺架
<p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">VI-grade FSS緊湊型全頻譜駕駛模擬器和 MXsteerLink 轉向臺架集成方案助力車輛虛擬開發！</span></p><div contenteditable="false" width="100%"><jsk id="C_Playc06aa8fcf5bb71ef81186733a68f0102" videoid="c06aa8fcf5bb71ef81186733a68f0102" duration="1分38秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"></jsk></div><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
本視頻介紹了我們安裝在德國沃爾夫斯堡EDAG工程公司的COMPACT全頻譜模擬器。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
它具有四個動態執行器，非常適合車輛、輪胎和轉向系統的開發，注重乘坐和舒適性。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
該模擬器包括VI DriveSim和VI WorldSim，讓測試駕駛員在試驗場、高速公路或城市街道上導航VI CarRealTime模型，并且由于MdynamiX的SteeringLink硬件在環裝置，它能夠通過真正的電動助力轉向系統體驗實時反饋。
展開 新能源電動汽車電動汽車驅動電機控制器結構與功能
一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 一氧化碳傳感器和可燃氣體傳感器助力解決電動車起火隱患
可燃氣體傳感器TGS2610對丙烷與丁烷具有很高的靈敏度，是很好的LPG監控器，由于其對揮發性的酒精（居住環境常見的干擾氣體）靈敏度很低，因而對于氣體泄漏報警器來說是一種理想的傳感器。由于敏感素子體積很小， TGS2610的加熱器電流僅需56mA，傳感器的檢知部被收納于標準的TO-5金屬封裝中。
TGS2610-C00不但體積小，而且響應性十分優異。是氣體泄漏檢測儀的很好選擇。TGS2610-D00中加裝了可消除酒精等干擾氣體影響的濾罩，具有對LP氣體很高選擇性的靈敏特性。
可燃氣體傳感器TGS2610主要參數：
檢測可燃氣體范圍：500-10,000ppm
靈敏度（電阻比）：0.50-0.62
加熱器電壓：5V±0.2V(DC/AC)
電路電壓：5V±0.2V(DC/AC)
展開 新能源電動汽車電動汽車驅動電機控制器結構與功能
一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 電氣控制原理動圖之低壓電器、電動機及控制線路、傳感器
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今天從低壓電器、電動機及控制線路、傳感器及控制原理三部分來分享22張超贊的原理動圖。
電動車控制器百科知識2
系統組成
電動車電機的控制系統一般由電動機、功率變換器、傳感器和電動車控制器組成。
電動車電動機控制系統應根據其控制算法的復雜程度，選擇比較合適的微處理器系統。較為簡單的有選用單片機控制器，復雜的可使用DSP控制器，最新出現的電動機驅動專用芯片可以滿足一些輔助系統電機控制需求。對電動汽車電動機控制器而言，一般較為復雜宜使用DSP處理器。
控制電路主要包括以下幾部分:控制芯片及其驅動系統、AD采樣系統、功率模塊及其驅動系統、硬件保護系統、位置檢測系統、母線支撐電容等。
功率主回路采用如圖4-32所示的三相逆變全橋，其中主功率開關器件為IG-BT。在大電流、高頻開關狀態下，從電解電容到功率開關模塊的雜散電感對功率回路的能耗、模塊上的尖峰電壓影響較大，因而采用層疊式母線基板使電路的雜散電感盡可能小，以適應控制系統低電壓、大電流工作的特點。
失效原因
電動自行車有很多不起眼，但是很重要的小部件而電動自行車控制器就是其中之一。別看控制器不起眼，但是你的電動自行車的啟動、進退、停止可全靠它了。那么是那些原因能導致電動車控制器的失效呢?
1、功率器件損壞;
功率器件的損壞，一般有以下幾種可能:電機損壞引起的;功率器本身的質量差或選用等級不夠引起的;器件安裝或振動松動引起的;電機過載引起的;功率器件驅動電路損壞或參數設計不合理引起的。
2、控制器內部供電電源損壞;
控制器內部電源的損壞，一般有以下幾種可能:控制器內部電路短路;外圍控制部件短路;外部引線短路。
3、控制器工作時斷時續;
控制器工作起來時斷時續，一般有以下幾種可能:器件本身在高溫或低溫環境下參數漂移;控制器總體設計功耗大導致某些器件局部溫度過高而使器件本身進入保護狀態;接觸不良。
4、連接線磨損及接插件不良或脫落引起控制信號丟失。
展開 電動車控制器百科知識1
自檢功能:分動態自檢和靜態自檢，控制器只要在上電狀態，就會自動檢測與之相關的接口狀態，如轉把，剎把或其它外部開關等等，一旦出現故障，控制器自動實施保護，充分保證騎行的安全，當故障排除后控制器的保護狀態會自動恢復。
反充電功能:剎車、減速或下坡滑行時將EABS產生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從而對電池進行維護，延長電池壽命，增加續行里程。
堵轉保護功能:自動判斷電機在過流時是處于完全堵轉狀態還是在運行狀態或電機短路狀態，如果過流時是處于運行狀態，控制器將限流值設定在固定值，以保持整車的驅動能力;如電機處于純堵轉狀態，則控制器2秒后將限流值控制在10A以下，起到保護電機和電池，節省電能;如電機處于短路狀態，控制器則使輸出電流控制在2A以下，以確保控制器及電池的安全。
動靜態缺相保護:指在電機運行狀態時，電動車電機任意一相發生斷相故障時，控制器實行保護，避免造成電機燒毀，同時保護電動車電池、延長電池壽命。
功率管動態保護功能:控制器在動態運行時，實時監測功率管的工作情況，一旦出現功率管損壞的情況，控制器馬上實施保護，以防止由于連鎖反應損壞其他的功率管后，出現推車比較費力的現象。
防飛車功能:解決了無刷電動車控制器由于轉把或線路故障引起的飛車現象，提高了系統的安全性。
1+1助力功能:用戶可自行調整采用自向助力或反向助力，實現了在騎行中輔以動力，讓騎行者感覺更輕松。
巡航功能:自動/手動巡航功能一體化，用戶可根據需要自行選擇，8秒進入巡航，穩定行駛速度，無須手柄控制。
模式切換功能:用戶可切換電動模式或助力模式。
防盜報警功能:超靜音設計，引入汽車級的遙控防盜理念，防盜的穩定性更高，在報警狀態下可鎖死電機，報警喇叭音效高達125dB以上，具有極強的威懾力。并具有自學習功能，遙控距離長達150米不會有誤碼產生。
展開 電動后尾門控制器（PLGM）
概述
隨著車輛舒適性要求的不斷提高，越來越多的汽車采用電動后尾門。經緯恒潤平臺化的電動后尾門控制單元可為不同的后尾門應用場合提供解決方案。
主要功能
? 車門電動打開與關閉
? 門鎖自動上鎖
? 電動過程障礙物檢測
? 電機熱保護功能
? 電氣負載故障診斷
? CAN/LIN總線通信
? ISO15765診斷協議（集成BT功能）
產品特色
? 開關門閉環速度控制，運動平穩噪聲小
? 電動過程中檢測障礙物且不同環境中防夾力保持一致
? 自動記憶用戶設置的開啟位置
? 防暴力操作功能保護機械結構不受損害
? 腳踢開啟、遠程遙控等多種控制方式
? 平臺化設計，覆蓋不同產品應用
產品應用
? 電動后尾門（單電撐桿、雙電撐桿）
? 皮卡電動后尾門
? 電動側滑門
? 電動側開門
以上圖片來源于網絡，僅作為功能顯示，如有侵權，請及時告知，我們會立即刪除。
產品參數
? 正常工作電壓：9V ～ 16V
? 靜態電流：0.1mA（12V）
? 工作溫度范圍：-40℃～ 85 ℃
? 通信方式：CAN、LIN
配套客戶
展開 自主水下航行器 (AUV) | 近實時仿真與控制助力實現水下機動航行
在 Simscape? 中則對這些子系統的質點和作動器進行了建模，以便于輕松地將各種組件組合到更大的被控對象模型框架中（圖2）。
圖 2. 仿真框架，包括Simulink 被控對象模型中組件和作動器的子模型。
控制器的建模與仿真
一旦有了準確反映 AUV 的動態特性和行為的被控對象模型，就可以開始在 Simulink 中使用 Control System Toolbox? 進行控制器建模和仿真。
早期的控制系統包含一組比例積分微分(PID) 控制器。通過從加速度計、羅盤、深度計和其他體載傳感器獲取輸入，每個控制器都與單個自由度相關聯。最近，該團隊已經開始評估模型預測控制(MPC) 方法，包括線性、線性時變和非線性 MPC 方法，以及線性二次調節器(LQR) 設計。
通過將控制器模型與被控對象模型連接起來，針對特定的水下機動航行運行了閉環仿真。這些航行活動的復雜程度各異，簡單到保持特定位置，復雜到沿水平面和垂直面執行緊湊的循環操縱（圖3）。控制器使用了各種方法，從簡單的腳本化序列到基于優化的方法，如 LQR 和 MPC。
圖 3. 在仿真中執行的緊湊循環操縱。
仿真一直是開發和實現有效控制策略的利器。例如，在一種情況下，該團隊希望 AUV 執行倒立擺操縱，其中涉及到航行器向后俯沖，保持垂直方向，然后向上移動，直到其前端露出水面。如果僅限于使用 AUV 本身進行試驗，則為這種操縱找到一種有效的控制策略將極其困難。所幸的是，通過仿真，能夠快速嘗試各種 MPC 設計和 PID 控制器組合，并在 MATLAB 中生成詳細的仿真結果圖（圖4），以了解哪種方法最為有效。
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