罗苏安，向宝瑜，陈 宇，尤 虎，杨 剑，吴友宇

(武汉理工大学信息工程学院，湖北 武汉 430070)

随着汽车技术的发展，人们对汽车方向盘转向操纵性能的要求越来越高，既要有适度的转向轻便性，又要满足操纵稳定性[1]。笔者基于高性能单片机MC9S12P64设计了电动助力转向系统(EPS)，经台架试验和整车试验证明，该系统满足对EPS的各项性能要求，能较好地解决转向“轻”与“灵”的矛盾，实现在各种行驶工况下提供最佳助力转向的功能。

1 EPS系统结构及工作原理

EPS在原机械转向系统的基础上，增加了车速传感器、扭矩传感器、电子控制单元(ECU)、电动机、离合器，以及减速机构等转向的助力机构，系统结构如图1所示[2]。

图1 电动助力转向系统结构示意图

其工作原理为:当驾驶员转动方向盘时，扭矩传感器就开始不间断地检测输入端，并把扭矩信号传输给控制中心ECU，ECU在接收到信号后，经过一定的分析和处理，按程序指令的方式对电动机、离合器进行控制，通过改变电动机工作电流的大小或方向，实现对助力电机的实时精确控制，从而实现助力转向的目的。

2 EPS控制器的设计

2.1 主控单元设计

该系统主要由8个功能单元组成[3]。电动助力系统硬件方框图如图2所示。

图2 电动助力系统硬件方框图

系统主控芯片选用的Freescale 16位S12系列单片机MC9S12P64为低成本、高性能、低引脚数的汽车专业级单片机产品，在汽车电子产品中被广泛采用，性能符合系统设计需求[4]。它负责各种传感器信号的采集和调理，并发送命令控制H桥为电机输出合适的助力电流。……