[发明专利]一种无转角传感器的EPS控制系统和测量方向盘角度的方法

权利要求书

1.一种无转角传感器的EPS控制系统，其特征在于：所述EPS控制系统包括车载蓄电池、输入部分、控制器部分和输出执行部分；所述输入部分包括扭矩传感器和点火钥匙，所述控制器部分包括控制单元、PWM脉宽调制模块、预驱模块、驱动桥、反电动势整流电路、PMSM电机和转子位置传感器RPS，所述输出执行部分包括减速装置和机械执行单元，所述机械执行单元的部件包括方向盘、管柱、中间轴和方向机；所述EPS控制系统的连接关系是：所述车载蓄电池连接控制单元和转子位置传感器，所述输入部分连接控制单元，所述扭矩传感器将扭矩信号传递给控制单元；所述控制器部分控制单元依次串联PWM脉宽调制模块、预驱模块、驱动桥、PMSM电机、转子位置传感器RPS、控制单元形成一条回路，所述PWM脉宽调制模块将产生的PWM脉宽调制信号传递给预驱模块，所述转子位置传感器RPS将电机转子位置信息和Turns计数值传递给控制单元，所述PMSM电机连接反电动势整流电路再连接转子位置传感器RPS；所述输出执行部分的减速装置连接PMSM电机和机械执行单元；所述转子位置传感器RPS有满功率工作和低功耗两种模式，所述低功耗模式包括睡眠和唤醒两种状态。

2.根据权利要求1所述无转角传感器的EPS控制系统，其特征在于：所述转子位置传感器RPS的低功耗唤醒有周期性唤醒和反电动势唤醒两种途径；所述周期性唤醒是转子位置传感器RPS通过周期性地自我唤醒来测量电机转子角度及Turns计数；所述反电动势唤醒是当车辆处于熄火状态时，人为转动方向盘，PMSM电机被拖动产生反电动势，转子位置传感器RPS唤醒转子位置传感器测量电机转子的角度变化及Turns计数。

3.一种测量方向盘角度的方法，采用了如权利要求1或2所述的无转角传感器的EPS控制系统，所述测量方法的步骤如下：

S1在车辆熄火状态下，转子位置传感器RPS处于低功耗模式时,当外力转动方向盘，使方向盘发生偏转时，转动的方向盘经机械执行单元、减速装置拖动电机产生了反电动势；

S2反电动势经反电动势整流电路达到唤醒阈值，将转子位置传感器RPS唤醒，测量电机转子角度的变化及Turns计数；

S3当车辆点火启动，控制单元将转子位置传感器RPS从低功耗模式直接唤醒至满功率模式，同时读取转子位置传感器RPS的电机转子角度信息和Turns计数值，并通过Turns软件同步的方法，实时跟踪电机转子角度转过的圈数；

S4通过电机转子角度转过的圈数及电机转子角度，经传动比转换得到方向盘角度。

4.根据权利要求3所述测量方向盘角度的方法，其特征在于：所述控制单元通过串行外设接口SPI获取电机转子角度信息和Turns计数值。

5.根据权利要求3所述测量方向盘角度的方法，其特征在于：所述Turns计数值是指通过Turns可计算出PMSM电机转子转过的圈数,PMSM电机转子转过45°，Turns计数值就会加1。

6.根据权利要求3所述测量方向盘角度的方法，其特征在于：采用软件同步的方式来计算Turns软件计数值，即Turns软件同步方法；所述Turns软件同步方法包括初始化和同步计数两部分。

7.根据权利要求3所述测量方向盘角度的方法，其特征在于：所述方向盘角度由电机转子角度经一定的传动比换算来的；

其中：

所述传动比指PMSM电机与方向盘之间的传动比，是个远大于1的常量，由减速装置决定；所述电机转子角度范围为0°～360°，由转子位置传感器RPS提供。

8.根据权利要求7所述测量方向盘角度的方法，其特征在于：当车辆处于点火启动状态，转子位置传感器RPS被唤醒至满功率模式，并实时记录电机转子转过的圈数，再根据计算公式就可得出方向盘角度。