★采徜Ｈ别：２００１９—０５一１２
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电角度＝极对数×机械角度，可以计算出该直流无刷电机的 电角度为２１００，由该电角度可绘制出电机绕组的星形矢量图，如 图２所示。
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对于本系统所用的无刷直流电机，其转子、定子的外观结构，
图２绕组星型矢量图
万方数据
第３期
王维冬：电动液压助力转向系统用ＢＬＤＣＭ工作原理及控制策略
中断处理可描述为：进入中断后首先立即保护现场，并启动
Ａ，Ｄ转换。其次程序需根据车速传感器信号对当前车速进行判
定，并根据转向盘转角速度传感器信号做出相关计算确定转角速
度大小，由车速和转向盘转角速度来确定当前电机的目标转速。
当给出电机目标后程序经过电机的转速ＰＩ调节和电流ＰＩ调节
控制电机达到该目标转速，并完成电机的换相工作，最后中断退
用了大功率直流永磁庵棚珊ｊ觌分析了由ＴＲＷ公司提供殖暖沅刷电
机和转向盘转速传感器的ＰＯＬＯ车上ＥＨＰｓ系统的电机工作原理， 并设计了该电机白勺控制器及控制策略，从而对电机的转速趁Ｆｉ控制。
２ ＥＨＰＳ直流无刷电机的结构及工作原理
图ｌ电机结构
由图１可见，该电机的转子是外置的，另外电机定子总槽数
电角度＝堡豁，或者 为１２个，转子含７块永磁体，即７对极，根据公式：
速范围的电机转速特性曲线。主要的设计思想为，当转向盘转向
角速度传感器无输入信号或输入信号数值很小时（停止模式），电
机根据车速信号不同维持在某一恒定转速。当转速传感器输入信
号超过某—数值（助力模式），电机转速则根据目前的车速大小按不
同的比例线形增加，直至增加到电机转速的最大值。从图中可以看
Ｃ—Ｕ
ＣＮＤ
（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｐｔ．ｏｆ ＪｉａｎｇＴｎｅｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｃｏｌｌｅｇｅ，ＪｉａｎｇＩＩＩｅｎ ５２９０００，Ｃｈｉｎａ）
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观察得到电机的四相绕组反电动势波形图及对应的换相控制字。
其次根据反电动势波形，记录每一相绕组的反电动势达到正峰值
时刻的换梧隆制字。最后ｉ西过程序指令输出ＰＷＭ信号以导ｉ百该相。
换相控制字与换相的对应关系。如表ｌ所示。
表１换相控制字与换相的对应关系
换相控制字 Ａ
乒相通断状≮
Ｄ
出在线形阶段，车速越大，曲线的斜率越小，而车速越小，曲线的斜
３ ＥＨＰＳ用ＢＬＤＣＭ控制策略
在实际ＥＨＰｓ系统中，电机的转速需要通过中央控制单元接 收外来的车速信号及方向盘转向角速度信号，并作出相关处理后 经查表后获得。
ＰＯＬｏ车所用转向盘角速度信号来自海拉公司研制的感应 式位置传感器，该传感器可在一个简单、紧凑的空间条件下能够
方向盘转向角速度（％）
匿４控制策略中设计的电机转速特性
独的电机驱动，并根据不同车速和转向盘转速控制等级转速，从而提供可变的转向助力，同时在一定程度 上节省了能源的消耗。对ＰＯＬＯ轿车装备的ＥＨＰＳ系统的电流无刷电机工作原理进行深入分析，并针对
该电机设计控制器及制定相应控制策略，实现对电机转速的控制。
关键词：电动液压助力转向；直流无刷电机；电机控制
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２６３
利用该星形矢量图，并根据四相绕组对称和合成转矩最大的 最小值和最大值无法达到咖１００％，并且存在一定的信号上升
原则来分配各项绕组分别包含哪些槽导体圆。假设槽导体编号为 时间。将信号引入ＤｓＰ的Ｉ幻口以便进行转向角速度计算处理。
ｌ、８、３为Ａ相，１０、５、１２为Ｂ相，７、２、９为ｃ相，４、ｌｌ、６为Ｄ相。
４结束语 时，电机最高转速约为２７００ｒ／ｍｉｎ，当电机受到外部干扰，例如突
加人为的阻力时，能够迅速地恢复到稳定状态。
本文详细讨论了ＰＯＬ０轿车使用的由ＴＲｗ公司提供的ＥＨ一
电机加载液压泵及注入液压油后，根据程序中模拟的不通车 Ｐｓ系统中无刷直流电机的工作原理，并根据自行设计的ＥＨＰｓ系
出并恢复现场。中断处理程序流程，如图５所示。
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转向角速度信号采集
转向角速度计算
是否该转速调节
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亟盔吁 电流Ｐｌ调节ｋ一
由Ｉ换相ｌ
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实现对线位移和角位移的非接触式测量，该传感器输出频率大致 不变，脉宽随转向盘位置变化而变的脉冲信号。该信号特点为，转
中图分类号：ＴＨｌ６文献标识码：Ａ
１引言
如图１所示。
传统的液压助力转向系统（ＨＰｓ）通过汽车发动机带动液压 泵以提供转向助力，因此无论驾驶员是否进行转向操作，只要发 动机在运转，ＨＰｓ都处于工作状态，造成了不必要的能源浪费。同 时，转向助力大小不能随着车速的变化而改变，难以满足汽车低速 行驶时的转向轻便感和高速行驶时转向稳定的要求。电动液压助力
读表，确定目标转速｝一
ｆ退出中断
图５中断处理流程图
向盘角度增加，信号占空比随之增加。转向盘每转过６００，信号波 形就重复变化一次。由于传感器设计上等因素，信号的占空比的
根据上述原理，初步设计了ＥＨＰＳ系统控制器，并进行试验。 电机空载实验中，当加载在功率管的ＰｗＭ信号占空比为１００％
万方数据
２６４ 文章编号：１００ｌ一３９９７（２０ｌＯ）０３－０２６４－０３
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为保证车辆在静止或低速行驶及快速操作转向盘时能够得
如图３所示，给出了该直流无刷电机的驱动电路图。
到较大助力，而车辆高速行驶及缓慢操作转向盘时得到较小助
力，甚至无助力，本文制定了针对该电机的控制策略，首先通过
ＭＡＴＬＡＢ的ｉｎｔｅｍｐｌ函数拟合了一组曲线，如图４所示。该组曲 线是制定控制策略的首要依据。图中的十一条曲线代表十一种车
转向系统（ＥＨＰｓ）将传统ＨＰｓ中由发动机驱动的液压泵改变成由 —个单独的电机驱动，使得转向助力完全脱离发动机的束缚，并且 ＥＨＰｓ所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速 度、转向角度等信号计算出的最理想状态，从而控制电机转速以驱 动液压泵提供必要的流量，这样不但在一定程度上节省了能源消 耗，也保证了驾驶员在不同车速下均能获得良好的转向手感。 。
早期ＥＨＰｓ系统大多以直流有刷电机驱动液压泵，随着无刷 电机控制技术的发展及应用的普及，目前安装ＥＨＰｓ系统的微型轿 车均采用无刷电机驱动液压泵，例如上海大众ＰＯＬＯ、一汽大众宝 莱、北京神龙以及雷克萨斯、皇冠、Ｃｈｅｖｙ Ｓｉｌｖｅ瑚Ｉｄｏ、ＧＭＣ ｓｉｅｍ轻度 并联混合动力皮卡等。对于—些电动车及新能源汽车而言，则大多采
机械设计与制造
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
第３期 ２０１０年３月
多工位级进模数字化解决方案
王树勋
（江门职业技术学院，江门５２９０９０）
Ｔｈｅ ｓＯＩｕｔｉＯｎｓ ０ｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｍｕＩｔｉ—ｐＯｓｉｔｉＯｎ ｐｒＯｇｒｅｓｓｉＶｅ ｄｉｅ ＷＡＮＧ Ｓｈｕ—ｘｕｎ
图３直流无刷电机驱动电路图
当电机转子位置传感器信号输入至ＤｓＰ后，ＤＳＰ根据该换
相控制字决定Ａ、曰、ｃ、Ｄ四相中的某一相为当前所需导通相，并
通过输出ＰＷＭ斩波信号控制某一功率管开关。当某一相绕组导
通后，电流经１２Ｖ电源正端流过绕组，最后流过检测电阻至功率
地，其电流方向如图中实线所示。
该电机的四相绕组导通次序按下述方法确定。首先根据实验
ｉ 【摘 要】用模具数字化设计的方法进行了多工位镪进模的设计。与传统的ｃＡＤ设计方法相比，最大１
’的好处是工艺智能化仿真程度高，取代了原来的手掘模拟仿真过程，能够及时地发现设计错误并进行产品和！
模具设计的修改。这种数字化设计方法大大地提高了设计效率，是多工位级进模设计的一个发展方向。
：
关键词：ＰＤｗ；多工位级进模；数字化设计；钣金设计；冲压件
ｈｙｄｒａｕ¨ｃ ｐＯｗｅｒ ｓｔｅｅ ｒ－ｎｇ ｓｙｓｔｅｍ