基于CAN总线的商用车EPS控制器关键技术研究

摘要

EPS作为一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术,代表了未来汽车动力转向技术的发展方向,其应用范围正由早期的乘用车向载质量更大的商用车方向发展。随着现代汽车电子网络技术的发展以及汽车CAN总线技术的出现,又给EPS系统开发提供了新的启示,即EPS系统必须支持CAN通讯协议,实现与汽车上其它电子控制系统联动,才能更好的发挥其助力性能并提高汽车的主动安全性。因此开发支持CAN总线通信技术的商用车EPS控制器,具有重要的实用价值以及现实意义。
　　论文以载重4T的某轻型货车作为目标车型,通过对该车型转向系统的动力学特性分析,确定了其助力特性曲线的关键控制参数,开发了以MC9S12XDP512为核心且支持CAN总线通信的商用车EPS控制器。硬件设计方面,设计了EPS控制器的硬件电路。组建EPS系统各控制节点网络,设计开发了电源转换电路、输入信号调理电路、功率驱动电路、CAN通讯电路以及故障检测电路,采用电路仿真软件Multisim10.1对助力电机驱动电路进行了仿真分析,结果表明该电路具备稳定可靠的电气特性。软件方面,采用模块化分层设计思想,对EPS系统助力控制方式进行优化,编写了软件控制程序。确定了对电机电流采用增量式数字PID闭环跟踪控制方法,在EPS基本控制策略中加入电机补偿控制策略,在回正控制模式中引入转向盘转角信号,在阻尼控制模式引入电动机转速信号,以改善EPS系统的动态特性。最后利用所开发的EPS控制器进行部分台架性能测试,结果表明:控制器相应模块的硬件及软件设计已基本满足控制要求。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 汽车EPS系统概述

1.3 商用车EPS系统开发的关键技术

1.4 论文研究的背景和意义

1.5 论文的主要研究内容

第二章 基于CAN通信的EPS结构及控制策略研究

2.1 EPS总体布置方案的确定

2.2 EPS系统主要构件

2.3 目标车型参数及动力学特性分析

2.4 EPS系统控制策略的制定

2.5 EPS系统的CAN总线通信设计

2.6 本章小结

第三章 基于CAN通信的商用车EPS控制器硬件设计

3.1 中央控制节点

3.2 EPS控制器节点

3.3 基于MULTISIM 10.1的助力电机H驱动电路仿真分析

3.4 本章小结

第四章 商用车EPS系统软件设计及性能测试

4.1 EPS系统模块初始化

4.2 EPS系统主循环控制流程

4.3 CAN通讯模块软件设计

4.4 助力电机控制模块软件设计

4.5 故障诊断及处理模块软件设计

4.6 系统性能测试

4.7 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢