作为向打造环保车辆迈进的一步，人们越来越趋向于使用EPS(电动助力转向系统)。这种系统使用电机代替传统的液压转向辅助机构，可减少车辆重量并提高燃油效率。近年来，随着现代控制技术的发展，以及提高车辆行驶安全性、操纵稳定性和乘坐舒适性的新要求，针对传统EPS系统存在转矩脉动较大及助力转矩响应滞后等问题，采用

　　为了提供EPS应用中所需的精密电机控制，单片机(MCU)需要具有高性能CPU、大容量片上内存、专用定时器模块、高速和高精度ADC以及与其他控制单元通信的接口。此外，随着汽车中使用的电子器件和电机的一直在改进，与转向和制动等工作相关的底盘系统也一定要达到更严格的安全标准，此类系统要符合汽车功能安全标准ISO 26262的最高安全等级ASIL-D。瑞萨电子提供了基于高性能RH850G3M CPU内核等的优化解决方案，以支持更先进的EPS系统。

　　RH850/P1x系列是采用全球领先40 nm工艺设计的汽车32位MCU，具有超低功耗、高性能、高可靠性等特点;集成了电机定时器TSG3/GTM、CAN/CAN-FD、FlexRay、Ethernet、CSIH/SPI、SENT和PSI5等外设模块和通信接口;采用锁步双核系统(Lockstep)，集成错误检查和校正(ECC)功能，具有故障检测功能和内置自检(BIST)功能，错误控制模块(ECM)允许用户根据详细情况管理各功能发出的错误信号输入，进而帮助保持系统安全性和可靠性。达到车载系统功能安全国际标准ISO 26262的最高安全级别ASIL-D;在防止黑客和病毒攻击的车载网络安全方面，实现了相当于EVITA Medium级别的安全要求。RH850/P1x系列具有完整的工具链生态环境，支持基于模型设计和AutoSAR开发。RH850/P1x系列是最适合EPS系统的主控MCU。

　　A、电源管理部分：提供EPS系统所需要的各种电压，并能实现自我诊断和保护，提供对MCU的外部看门狗监控、SPI通信等;

　　C、通信部分：包括CAN、SENT、SPI等，获取方向盘扭矩、车速等信息;

　　A、18位增强型电机控制定时器TSG3：产生带死区时间的6路互补PWM信号，用来控制PMSM电机等;

　　C、TAPA高阻控制：当接收到外部紧急关断信号，或者A/D采样值电流或电压超过极限值时，TAPA控制紧急关断TSG3的PWM输出信号;

　　关于电机位置/转速信号的获取，RH850/P1x支持多种方式：若使用旋变编码器来检测电机位置，能够正常的使用TPBA产生旋变编码器的激励信号，使用A/D采样返回的Sin和Cos信号，通过软件计算获得电机位置信息;若使用增量式编码器时，能够正常的使用ENCA检测A、B、Z信号，获得电机位置信息;若使用MR磁阻传感器，能够正常的使用A/D采样Sin和Cos信号，通过计算获得电机位置信息。结合位置信息和时间长度，即可计算得到电机转速值。EPS别的部分的硬件设计，限于篇幅，不在此赘述。

　　由于RH850/P1x内部集成了多个电机控制相关的硬件模块，且模块间能够最终靠内部PIC模块实现同步和相互触发的功能，为电机控制的软件实现提供了便利，并大幅度的降低了CPU的负荷。

　　图3是EPS电机软件控制框图，RH850/P1x提供了控制电机的相关模块，P1x内部高达160 MHz主频的CPU，可以轻轻松松实现PMSM电机的FOC算法。

　　RH850/P1x内部集成的SENT、CAN等模块，简化了硬件设计，也使软件获取方向盘扭矩、车辆车速等变得很便捷;软件更关注于EPS的电机控制策略和算法，实现自适应控制、阻尼控制、回正控制等，提高稳定性和安全性。

　　本文基于瑞萨电子RH850/P1x开发了一种新型EPS电动助力转向平台，给出了其系统方案和软硬件设计过程，客户基于该平台做产品研究开发，简化了EPS系统的软硬件设计，降低了产品成本和缩短开发周期，可以使用户将更多的精力集中到EPS算法研究上，在多个车型上得到了应用。

　　[6]袁雷.现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真,北京航空航天大学出版社，2016.

　　本文来源于中国科技期刊《电子科技类产品世界》2019年第2期第27页，欢迎您写论文时引用，并标注明确出处