01 电机驱动器及电机概览
电动助力转向系统(EPS,Electric Power Steering)是汽车转向系统的发展方向,该系统由电机直接提供转向助力,省去了液压转向系统所必需的油泵、软管、液压油、传送带等机械部件,具有能耗小,污染少,省空间等一系列优点。
图片转自: 不同架构的汽车电子电气
EPS ECU会根据扭矩、车速、转向角度、转向速度等多种信号进行综合控制以取得更优控制性能。驾驶员在操纵方向盘进行转向时,转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小,将电压信号输送到电子控制单元,电子控制单元根据转矩传感器检测到的转矩电压信号、转动方向和车速信号等,向电动机控制器发出指令,使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩,从而产生辅助动力。
基于助力电机的安装位置,EPS可以分C-EPS,P-EPS等,如下图
图片转自 易力达官网
EPS的关键参数如下
图片转自: 不同架构的汽车电子电气
随着辅助驾驶,自动驾驶,自动泊车等新功能开发,EPS的作用越来越重要
图片修改自:2万字长文说清自动驾驶功能架构的演进
02 EPS系统框图及说明
如上图,EPS的控制对象,一般是电机,目前主流的还是无刷直流电机,也有使用永磁同步电机的;
12V/24V电池,经过反向保护开关后,给BLDC供电
ASIL-D MCU通过6路PWM,实现对BLDC的控制 (六步或FOC)
MCU通过电阻采样三相电流信号,通过MR传感器或者旋变或者霍尔,采样电机角度信号
为了实现转向,MCU需要采集方向盘传来的角度及扭矩信号
MCU通过CAN,和其他车载ECU通信,获取诸如速度等信息。
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