作者 周振齐(瑞萨电子办理(上海)有限公司，上海 200333)
摘要：本文提出了依据RH850/P1x的新式电动助力转向体系规划，对EPS电机的操控战略进行了深化的研讨，供给了EPS体系计划和软硬件规划进程。
关键词: RH850/P1x;EPS;PMSM;FOC;SENT
0 导言
作为向打造环保车辆跨进的一步，人们越来越趋向于运用EPS(电动助力转向体系)。这种体系运用电机替代传统的液压转向辅佐组织，可削减车辆分量并进步燃油功率。近年来，跟着现代操控技能的开展，以及进步车辆行进安全性、操作稳定性和乘坐舒适性的新要求，针对传统EPS体系存在转矩脉动较大及助力转矩呼应滞后等问题，选用PMSM(永磁同步电机)和FOC(矢量操控)算法逐步成为趋势。
为了供给EPS运用中所需的精细电机操控，单片机(MCU)需求具有高性能CPU、大容量片上内存、专用定时器模块、高速和高精度ADC以及与其他操控单元通讯的接口。此外，跟着轿车中运用的电子器件和电机的不断改进，与转向和制动等作业相关的底盘体系也有必要到达更严厉的安全规范，此类体系需求契合轿车功用安全规范ISO
26262的最高安全等级ASIL-D。瑞萨电子供给了依据高性能RH850G3M CPU内核等的优化解决计划，以支撑更先进的EPS体系。
1 RH850/P1x介绍
RH850/P1x系列是选用全球抢先40
nm工艺规划的轿车32位MCU，具有超低功耗、高性能、高可靠性等特色;集成了电机定时器TSG3/GTM、CAN/CAN-FD、FlexRay、Ethernet、CSIH/SPI、SENT和PSI5等外设模块和通讯接口;选用锁步双核体系(Lockstep)，集成过错查看和校对(ECC)功用，具有毛病检测功用和内置自检(BIST)功用，过错操控模块(ECM)答使用户依据具体情况办理各功用宣布的过错信号输入，从而协助保持体系安全性和可靠性。到达车载体系功用安全国际规范ISO
26262的最高安全等级ASIL-D;在避免黑客和病毒进犯的车载网络安全方面，完成了相当于EVITA
Medium等级的安全要求。RH850/P1x系列具有完好的东西链生态环境，支撑依据模型规划和AutoSAR开发。RH850/P1x系列是最适合EPS体系的主控MCU。
2 体系规划
EPS体系如图1所示，包含以下。
A、电源办理部分：供给EPS体系所需求的各种电压，并能完成自我确诊和维护，供给对MCU的外部看门狗监控、SPI通讯等;
B、传感器部分：收集电机的方位和电流等信号，电池电压等;
C、通讯部分：包含CAN、SENT、SPI等，获取方向盘扭矩、车速等信息;
D、MCU操控部分：依据扭矩信号和车辆的状况，操控EPS助力战略;
E、预驱和驱动部分：电机驱动部分，供给自我维护功用;
F、PMSM电机及其他机械部分。
3 硬件规划
EPS体系的中心是依据扭矩信号和车辆的状况，操控PMSM电机。
图2是运用RH850/P1x操控EPS电机的框图，运用到以下模块：
A、18位增强型电机操控定时器TSG3：发生带死区时刻的6路互补PWM信号，用来操控PMSM电机等;
B、12位A/D转换器：用来同步丈量相电流和电压等;
C、TAPA高阻操控：当接纳到外部紧迫关断信号，或许A/D采样值电流或电压超越极限值时，TAPA操控紧迫关断TSG3的PWM输出信号;
D、ENCA编码器：ENCA能够检测增量式编码器信号，取得电机的方位;
E、TPBA定时器形式缓冲器：模仿发生旋变编码器的鼓励信号。
关于电机方位/转速信号的获取，RH850/P1x支撑多种方法：假如运用旋变编码器来检测电机方位，能够运用TPBA发生旋变编码器的鼓励信号，运用A/D采样回来的Sin和Cos信号，经过软件核算取得电机方位信息;假如运用增量式编码器时，能够运用ENCA检测A、B、Z信号，取得电机方位信息;假如运用MR磁阻传感器，能够运用A/D采样Sin和Cos信号，经过核算取得电机方位信息。结合方位信息和时刻长度，即可核算得到电机转速值。EPS其他部分的硬件规划，限于篇幅，不在此赘述。
4 软件完成
因为RH850/P1x内部集成了多个电机操控相关的硬件模块，且模块间能够经过内部PIC模块完成同步和彼此触发的功用，为电机操控的软件完成供给了便当，并大大降低了CPU的负荷。
图3是EPS电机软件操控框图，RH850/P1x供给了操控电机的相关模块，P1x内部高达160
MHz主频的CPU，能够轻松完成PMSM电机的FOC算法。
RH850/P1x内部集成的SENT、CAN等模块，简化了硬件规划，也使软件获取方向盘扭矩、车辆车速等变得很快捷;软件更重视于EPS的电机操控战略和算法，完成自适应操控、阻尼操控、回正操控等，进步稳定性和安全性。
5 总结
本文依据瑞萨电子RH850/P1x开发了一种新式EPS电动助力转向渠道，给出了其体系计划和软硬件规划进程，客户依据该渠道进行产品开发，简化了EPS体系的软硬件规划，降低了产品成本和缩短开发周期，能够运用户将更多的精力会集到EPS算法研讨上，在多个车型上得到了运用。
参考文献
[1]Renesas.RH850/P1x Group User’s Manual: Hardware, Rev.1.40, 2018.
[2]Renesas.RH850/P1x Series User’s Manual: Software, Rev.0.10, 2014.
[3] ISO 26262 International Standard.
[4] SENT, SAE J2716 JAN2010.
[5]汤蕴璆.电机学,机械工业出版社，2014.
[6]袁雷.现代永磁同步电机操控原理及MATLAB仿真,北京航空航天大学出版社，2016.
本文来源于我国科技期刊《电子产品世界》2019年第2期第27页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
