[发明专利]新能源汽车电动助力转向系统及其电子控制单元控制方法

摘要

本发明公开了新能源汽车电动助力转向系统及其电子控制单元控制方法，所述电子控制单元包括用于连接传感器部分的输入电路、MCU和用于连接执行器部分的输出电路，所述MCU的两端连接输入电路和输出电路；所述控制方法采用改进的PI算法；进行了积分分离和死区处理，并通过基于车速分组的变参数PID电流闭环控制，实现了较低硬件成本下的助力转矩平稳跟随；采用受限双极脉宽调制方式下占空比非线性补偿技术；在受限双极模式下电流要对占空比修正，电流跨越死区时，即目标电流由正变负或由负变正时，从无助力到有助力时，直接将占空比设置到目标电流值附近，再通过电流闭环反馈精确调节，使电机电流达到目标值。

主权项

新能源汽车电动助力转向系统（EPS）的电子控制单元（ECU）的控制方法，所述电子控制单元包括用于连接传感器部分的输入电路、MCU和用于连接执行器部分的输出电路，所述MCU的两端连接输入电路和输出电路；其特征在于：所述输入电路包括转速模块处理电路、车速模块处理电路、转矩传感器电路、角度传感器电路、诊断模块电路、CAN总线模块电路、点火信号模块电路、电源模块电路，所述输出电路包括指示灯模块电路、驱动模块电路、电机转速模块电路、电流检测模块电路、故障检测模块电路、在线监测电路、参数在线调整电路；所述执行器部分包括指示灯和助力电机，所述指示灯与指示灯模块电路相连，助力电机与驱动模块电路相连，通过驱动模块电路控制助力电机进行助力；所述助力电机还通过线路分别于电机转速模块电路、电流检测模块电路相连，向ECU电机反馈的电压及电流等信号；所述MCU包含有控制程序，根据来自汽车传感器的信号、电机反馈的电压及电流等信号，判断汽车的转向状态，然后控制发出指令，使电机按转向盘转动的速度和方向产生所需要的助力转矩，协助驾驶员进行转向操纵；所述控制程序包括执行以下控制方法：针对不同车速情况下目标车型的环压指数设置不同的助理矩与驾驶员转向力矩曲线，解决了EPS与目标车型的匹配问题；采用改进的PI算法； PI算法采用最基本的增量式PI控制，改进的PI算法对PI算法进行了积分分离和死区处理，改善了PI算法的性能；并通过基于车速分组的变参数PID电流闭环控制，实现了较低硬件成本下的助力转矩平稳跟随；采用受限双极脉宽调制方式下占空比非线性补偿技术，解决了助力起始阶段转矩突变难题；由于受限双极式下占空比和电机电流严重非线性，在占空比50%以下时对应的电机电流很小，称此占空比及以下占空比为电流死区；为了加快系统的响应，在受限双极模式下电流要对占空比修正，电流跨越死区时，即目标电流由正变负或由负变正时，从无助力到有助力时，直接将占空比设置到目标电流值附近，再通过电流闭环反馈精确调节，使电机电流达到目标值。