一种电动汽车电动助力转向控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车电动助力转向控制系统，包含数据采集传输模块以及与其连接的转向控制模块，所述数据采集传输模块包含车速传感阵列、转矩传感阵列、多路复用开关、波形处理电路、A/D采集电路和数据传输模块，所述转向控制模块包含微控制器模块、霍尔传感器、显示模块、光电隔离H桥驱动电路、H桥功率放大电路、电动机、离合器、减速器、转向装置，本实用新型专利技术实时采集转矩信号和车速信号，通过方向控制电路、H桥电机驱动电路和PWM脉宽调制技术实现对电机的控制，使得电路设计大为简化，提高了系统的可靠性。

Electric power steering control system of electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车电动助力转向控制系统
本技术属于助力转向控制领域，尤其涉及一种电动汽车电动助力转向控制系统。
技术介绍
EPS转向系统属于汽车安全相关部件，对电机控制的转矩脉动性能的要求极高。助力电机采用永磁同步电机，由三相逆变全桥进行驱动。在大功率电动助力转向系统中，一般采用永磁同步电机作为助力的执行机构，永磁同步电机的核心控制算法包括弱磁控制和d、q轴的PI(比例积分)控制。在常规的控制方法中，弱磁控制的参数、d轴和q轴PI控制的参数一般是固定不变的。但是在实际电动助力转向系统的运行过程中，电机的温度会升高，从而电机的内阻会发生变化。在电机内阻发生变化的情况下，同样的弱磁控制参数和PI控制参数会造成电机控制的转矩脉动增加，从而影响驾驶员的手上感觉。电动助力转向系统是汽车工程领域的热门课题之一，目前研究的主要内容为EPS系统的控制规则和硬件控制器的设计，而控制规则的实现必须以一个稳定、可靠的控制器为基础。现有的控制器多数基于功能增强的8位单片机，也有的用DSP。目前，以32位处理器作为高性能嵌入式系统开发的核心是嵌入式技术发展的必然趋势。ARM处理器因其具有突出的优点在32位微控制器领域里得到非常广泛的应用,在32位嵌入式系统应用中稳居世界第一。在汽车电子
，从车身控制、底盘控制、发动机管理、主被动安全系统到车载娱乐、信息系统等，都离不开嵌入式技术的支持，因此，ARM处理器在汽车电子领域有着良好的应用前景。本文研究了电动助力转向系统及其控制器的结构和工作原理，并在此基础上研究了基于ARMS3C44B0X单片机的电动助力转向控制系统。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种电动汽车电动助力转向控制系统。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种电动汽车电动助力转向控制系统，包含数据采集传输模块以及与其连接的转向控制模块，所述数据采集传输模块包含车速传感阵列、转矩传感阵列、多路复用开关、波形处理电路、A/D采集电路和数据传输模块，所述车速传感阵列分别依次经过多路复用开关、波形处理电路连接数据传输模块，所述转矩传感阵列分别依次经过多路复用开关、A/D采集电路连接数据传输模块；所述转向控制模块包含微控制器模块、霍尔传感器、显示模块、光电隔离H桥驱动电路、H桥功率放大电路、电动机、离合器、减速器、转向装置，所述微控制器模块依次通过光电隔离H桥驱动电路和H桥功率放大电路连接电动机，所述发动机通过离合器分别连接减速器和转向装置，所述电动机的输出端还连接霍尔传感器的输入端，所述霍尔传感器的输出端连接微控制器模块的输入端，所述显示模块与微控制器模块连接；还包含电源模块，所述电源模块包含蓄电池以及与其连接的充电控制装置；所述充电控制装置包含充电控制电路、蓄电池、放电控制电路、充电电流检测模块、端电压检测模块、微控制器模块、放电电流检测模块、人机交互模块、PWM驱动器；市电通过充电控制电路连接蓄电池，用于控制蓄电池充电；蓄电池与放电控制电路，用于控制蓄电池放电；充电电流检测模块、端电压检测模块、放电电流检测模块分别和微控制器模块连接，用于分别实时检测蓄电池的充电电流、蓄电池内电压、蓄电池的放电电流，已经将采集的电信号上传至微控制器模块；人机交互模块与微控制器模块连接，用于查看蓄电池的电压状态及充放电电流状态，以及用于设定微控制器参数阈值；所述PWM驱动器分别和微控制器模块、充电控制电路、放电控制电路连接，用于根据采集的电压及电流参数，进而驱动充电控制电路及放电控制电路场效应管的PWM信号。作为本技术一种电动汽车电动助力转向控制系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用32位的S3C44B0X单片机。作为本技术一种电动汽车电动助力转向控制系统的进一步优选方案，所述车速传感阵列由芯片型号为DJS-11的车速传感器构成。作为本技术一种电动汽车电动助力转向控制系统的进一步优选方案，所述转矩传感阵列由芯片型号为4503A的转矩传感器构成。作为本技术一种电动汽车电动助力转向控制系统的进一步优选方案，所述显示模块采用LCD显示屏。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本技术实时采集转矩信号和车速信号，通过方向控制电路、H桥电机驱动电路和PWM脉宽调制技术实现对电机的控制，使得电路设计大为简化，提高了系统的可靠性；2、本技术的供电模块电路结构简单，器件数量较少，元器件具备高温作业环境要求，体积紧凑，整体散热量较小，适合安装在井下设备细长、封闭的内部空间，实现对高温环境下宽电压、宽频率信号进行调节、限制及保护；3、本技术通过对蓄电池工作过程中电压和电流的变化进行分析，合理控制蓄电池的工作进程，从而保证和提高了蓄电池的循环使用寿命。附图说明图1是本技术的结构原理图；图2是本技术的电源模块结构原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种电动汽车电动助力转向控制系统，包含数据采集传输模块以及与其连接的转向控制模块，所述数据采集传输模块包含车速传感阵列、转矩传感阵列、多路复用开关、波形处理电路、A/D采集电路和数据传输模块，所述车速传感阵列分别依次经过多路复用开关、波形处理电路连接数据传输模块，所述转矩传感阵列分别依次经过多路复用开关、A/D采集电路连接数据传输模块；所述转向控制模块包含微控制器模块、霍尔传感器、显示模块、光电隔离H桥驱动电路、H桥功率放大电路、电动机、离合器、减速器、转向装置，所述微控制器模块依次通过光电隔离H桥驱动电路和H桥功率放大电路连接电动机，所述发动机通过离合器分别连接减速器和转向装置，所述电动机的输出端还连接霍尔传感器的输入端，所述霍尔传感器的输出端连接微控制器模块的输入端，所述显示模块与微控制器模块连接。如图2所示，还包含电源模块，所述电源模块包含蓄电池以及与其连接的充电控制装置；所述充电控制装置包含充电控制电路、蓄电池、放电控制电路、充电电流检测模块、端电压检测模块、微控制器模块、放电电流检测模块、人机交互模块、PWM驱动器；所述市电通过充电控制电路连接蓄电池，用于控制蓄电池充电；蓄电池与放电控制电路，用于控制蓄电池放电；充电电流检测模块、端电压检测模块、放电电流检测模块分别和微控制器模块连接，用于分别实时检测蓄电池的充电电流、蓄电池内电压、蓄电池的放电电流，已经将采集的电信号上传至微控制器模块；人机交互模块与微控制器模块连接，用于查看蓄电池的电压状态及充放电电流状态，以及用于设定微控制器参数阈值；所述PWM驱动器分别和微控制器模块、充电控制电路、放电控制电路连接，用于根据采集的电压及电流参数，进而驱动充电控制电路及放电控制电路场效应管的PWM信号。其中，所述微控制器模块采用32位的S3C44B0X单片机，所述车速传感器的芯片型号为DJS-11，所述转矩传感器的芯片型号为4503A，所述显示模块采用LCD显示屏。当汽车转向时，转矩传感器测出方向盘的输出转矩，送给控制器ECU，控制器再综合由车速传感器送来的车速信号，并根据相应的控制策略确定一个目标电流，控制电动机转动。电动机的输出转矩通过离合器、减速机构施加给转向柱输出轴，并经过齿轮齿条等转向装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车电动助力转向控制系统，其特征在于：包含数据采集传输模块以及与其连接的转向控制模块，所述数据采集传输模块包含车速传感阵列、转矩传感阵列、多路复用开关、波形处理电路、A/D采集电路和数据传输模块，所述车速传感阵列分别依次经过多路复用开关、波形处理电路连接数据传输模块，所述转矩传感阵列分别依次经过多路复用开关、A/D采集电路连接数据传输模块；所述转向控制模块包含微控制器模块、霍尔传感器、显示模块、光电隔离H桥驱动电路、H桥功率放大电路、电动机、离合器、减速器、转向装置，所述微控制器模块依次通过光电隔离H桥驱动电路和H桥功率放大电路连接电动机，所述电动机通过离合器分别连接减速器和转向装置，所述电动机的输出端还连接霍尔传感器的输入端，所述霍尔传感器的输出端连接微控制器模块的输入端，所述显示模块与微控制器模块连接；还包含电源模块，所述电源模块包含蓄电池以及与其连接的充电控制装置；所述充电控制装置包含充电控制电路、蓄电池、放电控制电路、充电电流检测模块、端电压检测模块、微控制器模块、放电电流检测模块、人机交互模块、PWM驱动器；市电通过充电控制电路连接蓄电池，用于控制蓄电池充电；蓄电池与放电控制电路，用于控制蓄电池放电；充电电流检测模块、端电压检测模块、放电电流检测模块分别和微控制器模块连接，用于分别实时检测蓄电池的充电电流、蓄电池内电压、蓄电池的放电电流，已经将采集的电信号上传至微控制器模块；人机交互模块与微控制器模块连接，用于查看蓄电池的电压状态及充放电电流状态，以及用于设定微控制器参数阈值；所述PWM驱动器分别和微控制器模块、充电控制电路、放电控制电路连接，用于根据采集的电压及电流参数，进而驱动充电控制电路及放电控制电路场效应管的PWM信号。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电动助力转向控制系统，其特征在于：包含数据采集传输模块以及与其连接的转向控制模块，所述数据采集传输模块包含车速传感阵列、转矩传感阵列、多路复用开关、波形处理电路、A/D采集电路和数据传输模块，所述车速传感阵列分别依次经过多路复用开关、波形处理电路连接数据传输模块，所述转矩传感阵列分别依次经过多路复用开关、A/D采集电路连接数据传输模块；所述转向控制模块包含微控制器模块、霍尔传感器、显示模块、光电隔离H桥驱动电路、H桥功率放大电路、电动机、离合器、减速器、转向装置，所述微控制器模块依次通过光电隔离H桥驱动电路和H桥功率放大电路连接电动机，所述电动机通过离合器分别连接减速器和转向装置，所述电动机的输出端还连接霍尔传感器的输入端，所述霍尔传感器的输出端连接微控制器模块的输入端，所述显示模块与微控制器模块连接；还包含电源模块，所述电源模块包含蓄电池以及与其连接的充电控制装置；所述充电控制装置包含充电控制电路、蓄电池、放电控制电路、充电电流检测模块、端电压检测模块、微控制器模块、放电电流检测模块、人机交互模块、PWM驱动器；市电通过充电控制电路连接蓄电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，唐王锋，钱劲松，张宗华，王和洲，
申请(专利权)人：新日无锡发展有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32