電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，由于交通擁擠的困擾，和對(duì)車輛駕駛舒適性、安全性程度的追求，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)越來越多地為人們所應(yīng)用。而如何實(shí)現(xiàn)一種安全可靠且性能卓越的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制受到硬件、軟件和其他技術(shù)發(fā)展程度的影響。本文對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心——控制器的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)硬件設(shè)計(jì)的功能、散熱、電磁兼容以及可靠性進(jìn)行了分析和探究。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的硬件是基于功能要求來設(shè)計(jì)的。本文的控制器硬件是基于模塊化的設(shè)計(jì)。全部模塊化電路有各自獨(dú)立的功能,比如

2、直流無刷電動(dòng)機(jī)控制由一個(gè)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)控制的“核心”是一個(gè)高性能8位微控制器AT89C51CC03，微控制器的全部端口按電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)控制功能來分配。 本文的控制器設(shè)計(jì)除了如傳統(tǒng)電路設(shè)計(jì)那樣僅關(guān)注功能之外，還針對(duì)電路的散熱性能、電磁兼容和可靠性進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。 EPS控制器的熱設(shè)計(jì)通過對(duì)EPS的各功率器件封裝的熱模型分析實(shí)現(xiàn)。比如MOSFET和電源芯片。計(jì)算各模塊的功率損耗有兩種方式：一種基于靜態(tài)

3、熱模型，另一種是動(dòng)態(tài)熱模型。 電磁兼容設(shè)計(jì)是本文另一個(gè)重點(diǎn)。首先給出信號(hào)完整性的四個(gè)需要關(guān)注的問題。其次闡述印刷電路板上互連線的設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算板上互連線的尺寸。為了限制高頻輻射電流，給出EPS控制器的接地概念——混合容性接地。最后，靜電放電是電路的首要威脅，保護(hù)電路是一個(gè)阻容濾波器。參數(shù)的確定則來自于經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)。它的優(yōu)點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)和低成本。 EPS控制器的可靠性設(shè)計(jì)依靠失效模型分析實(shí)現(xiàn)。將EPS控制器作為一個(gè)串聯(lián)的可靠性

4、模型進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)，然后計(jì)算出平均無故障時(shí)間和系統(tǒng)失效率。根據(jù)可靠性理論，還推導(dǎo)了試驗(yàn)時(shí)間、樣品數(shù)量和置信度的數(shù)學(xué)關(guān)系，并計(jì)算了樣品數(shù)和試驗(yàn)時(shí)間。 EPS控制器的CAN通信程序設(shè)計(jì)主要是對(duì)AT89C51CC03的CAN功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。闡述CAN通信程序原理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分析及數(shù)據(jù)測(cè)試，總結(jié)CAN通訊位定時(shí)參數(shù)的確定方法，為CAN通訊編程提供了快捷方法。此外是在線FLASH編程功能的實(shí)現(xiàn)。CAN通信程序采用模塊化設(shè)計(jì)，具有可修改性和可移