[发明专利]一种用于驱动双电机的EPS电子控制器、双电机结构的电动助力转向器

说明书

本发明公开了一种用于驱动双电机的EPS电子控制器、双电机结构的电动助力转向器。EPS电子控制器包括电源管理模块、预驱动器、逆变器以及微处理器；电源管理模块外接供电电源为预驱动器和微处理器提供电能；预驱动器包括预驱动器一和预驱动器二，分别通过逆变器一外接EPS电机一，通过逆变器二外接EPS电机二；电源管理模块通过点火信号被唤醒，并提供微处理器电能；微处理器驱动逆变器，并外接反馈的EPS电机一、EPS电机二的转子位置传感信号，相电流信号，扭矩转角信号以及车速转速信号。能提供两倍于传统EPS的助力，能做到同步协调运行、助力一致、转速同步，安全性更有保障，应用的汽车类型更广，可用于货车、商用车。

技术领域

本发明涉及电动助力转向器技术领域，更具体地，涉及一种用于驱动双电机的EPS电子控制器、双电机结构的电动助力转向器。

背景技术

传统的EPS(助力转向器)基本结构如图1所示，由电子控制器、输入输出轴、扭矩转角传感器、减速机构和电动机构成。扭矩转角传感器测得方向盘的力矩大小和角度，送入电子控制器。电子控制器将处理这些信号，同时将从整车得到的车速信号一起通过内部算法算出电机需要输出的扭矩，从而控制电机输出相应的扭矩。现有技术中也有采用两个控制器分别控制两个电机，结构如图2所示。传统EPS输出的功率有限。目前出现的EPS专用电机最大功率大概在700W左右，对应的可搭载的汽车前轴载荷为1500kg。受限于电机的输出功率，在一些大载荷的场合如货车或者是商用车，传统EPS将无法应用。

双控制器双电机的结构方式一个最大的缺点是两个电机协调一致的问题，由于是由两个控制器来分别驱动电机，两个控制器在接收信号上一定是存在差异的，其驱动电机的控制信号在时间上也会存在不同步的问题，这可能造成两个电机在助力上的不协调一致，反映在手感上就表现为方向盘波动，存在摩擦感。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种输出功率高的用于驱动双电机的EPS电子控制器。

提供一种用于驱动双电机的EPS电子控制器，包括电源管理模块、预驱动器、逆变器以及微处理器；所述电源管理模块外接供电电源以及点火信号，并为预驱动器和微处理器提供电能；所述预驱动器包括预驱动器一和预驱动器二，所述逆变器包括逆变器一和逆变器二；所述预驱动器一通过逆变器一外接EPS电机一，预驱动器二通过逆变器二外接EPS电机二；

所述电源管理模块通过点火信号启动开始供电，所述微处理器接收反馈信号串行运行电机矢量算法生成两路PWM控制信号分别传输至预驱动器一、预驱动器二，预驱动器一、预驱动器二根据控制信号分别输出驱动信号控制EPS电机一与EPS电机二转动，两电机转速相同、转向相反；

所述反馈信号为EPS电机一、EPS电机二反馈的转子位置传感信号，相电流信号，扭矩转角信号以及车速转速信号。

本发明中，电源管理模块通过点火信号被唤醒，并提供微处理器启动必备的12V、5V、3.3V电压，微处理器通过接收反馈的转子位置传感信号、相电流信号、扭矩转角信号以及车速转速信号，控制内部运算，分别发送PWM控制信号给预驱动器一和预驱动器二，从而分别控制逆变器一和逆变器二，达到EPS电机一和EPS电机二分别控制的目的。

进一步地，所述电机矢量算法采用电流转速双闭环调节。

进一步地，所述电流转速双闭环调节中，电流环以期望电流为调节目标，采用典型FOC算法；转速环以期望转速为调节目标。

进一步地，在电流环中，对所述相电流信号进行模数转换，通过CLARK变换， PARK变换得到力矩控制电流Iq和磁场控制电流Id反馈；在转速环中，对所述转子位置传感信号依次进行模数转换，二阶相位跟踪得到角度位置，通过求导得到相应的转速反馈；