ADI DSPBF506F的汽车EPS方案

1.背景

电动助力转向系统（EPS）是未来转向系统的发展方向，该系统由助力电机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵。软管。液压轴。传送带和皮带轮，既节省能量，又保护环境，逐渐成为轿车的标准装置。根据咨询公司Strategy Analyties对中国EPS市场的预测，在2010~2017年期间中国的EPS市场的年复合增长率将达到16.9%，约1800万套。

EPS市场之所以能有如此的增长趋势，也是由其本身具有的诸多优点所决定的，这主要表现在：

（1）EPS能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小扰动，改善汽车的转向特性，提高汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高汽车的主动安全性。

（2）EPS只在转向时电机才提供助力，因而能减少燃料消耗。统计数字表明，与HPS相比，EPS每百公里可节油约0.3至0.5升。

（3）EPS电机由蓄电池供电，因此即使在发动机熄火或出现故障时也能提供助力。

（4）EPS取消了液压结构，其零件比HPS大为减少，因而重量更轻。结构更紧凑，易于设计和安装，并能降低噪声。

（5）EPS易于调整和检测，可以通过设置不同的程序，快速与不同车型匹配，因而能缩短生产和开发周期。

（6）EPS不存在渗油问题，可大大降低保修成本，减小对环境的污染，改善了环保性。

（7）EPS比HPS具有更好的低温工作性能。

（8）可实现自动泊车系统等辅助功能。

2 EPS

EPS是通过电机的动力直接给转向系统提供辅助扭矩的系统。它依靠检测发动机。方向盘。车速等信息来判断并提供合适的转向助力，使得转向过程能够精确。轻松。安全地完成。通常一个EPS系统主要由转向部件。传感器。电机。减速机构和电子控制单元（ECU）等组成，其系统构成由图1所示。

 

 

图1 EPS系统构成

转向部件将方向盘。扭杆。转矩传感器。助力电机减速器总成及转向传动轴组合到一起，形成一个整体，完成转向功能。控制器ECU由微处理器及电子模块组成，完成对来自转矩传感器。点火开关。发动机转速传感器。车速传感器的信号的处理，并按照一定的运算判断规律控制助力电机，使之产生合理的转向助力转矩。

当驾驶员操作方向盘时，连接方向盘的扭杆产生形变，其形变角度与施加到方向盘的转矩成正比，转矩传感器将扭杆形变的角度转化成线性的电压输出信号T，此信号与车速信号V.发动机转速信号w.点火信号G送入到控制器ECLT进行综合。分析。判断和运算后输出电流信号控制助力电机。助力电机通过传动机构产生助力转矩，该助力扭矩施加到转向轴上，从而辅助驾驶员完成转向操作，系统逻辑图如图2所示。

 

 

图2 EPS系统逻辑图