[發(fā)明專利]具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910054150.X
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101934815A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉慶;張磊磊;陳慧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海羅冠電子有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00;B62D119/00;B62D101/00
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其是一種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric?Power?Steering?System，簡稱EPS)。

背景技術(shù)

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器，電子控制單元，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)組成。其中，所述扭矩傳感器安裝于所述機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上以檢測駕駛員操縱力矩并輸出扭矩信號；車速傳感器用于檢測目前車輛的行駛速度并輸出車速信號；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤偏離直線行駛位置并輸出角度信號；電子控制單元計算出需要給轉(zhuǎn)向助力電機(jī)提供的驅(qū)動電流值；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)可安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向軸或轉(zhuǎn)向器上，通過減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩。電子控制單元包括基本助力控制模塊、電機(jī)電流控制模塊和故障診斷模塊。

傳統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可以提高車輛的轉(zhuǎn)向輕便性，但是，在低速行駛時，由于轉(zhuǎn)向裝置摩擦力矩的影響，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤無法回到中間位置的情況，降低了車輛的行駛安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的低速回正性能，提供一種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以有效地確保電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速下的轉(zhuǎn)向回正性能，且不會影響駕駛員的操縱手感。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器，電子控制單元，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)；其中，所述扭矩傳感器安裝于所述機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上以檢測駕駛員操縱力矩并輸出扭矩信號；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤偏離直線行駛位置并輸出角度信號；車速傳感器用于檢測目前車輛的行駛速度并輸出車速信號；電子控制單元計算出需要給轉(zhuǎn)向助力電機(jī)提供的驅(qū)動電流值；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)可安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向軸或轉(zhuǎn)向器上，通過減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩；所述電子控制單元包括力矩控制模塊、電機(jī)電流控制模塊和故障診斷模塊；力矩控制模塊接受扭矩信號、車速信號和角度信號并向電機(jī)電流控制模塊輸出控制信號，該力矩控制模塊包括基本助力控制模塊，主動回正控制模塊，阻尼控制模塊，其特征在于，所述的主動回正控制模塊包括回正判斷模塊和回正力矩計算模塊，回正判斷模塊根據(jù)接受扭矩信號、車速信號和角度信號，判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)，如果處于回正狀態(tài)，則主動回正控制模塊中的回正力矩計算模塊計算出適當(dāng)?shù)幕卣刂屏亟o電機(jī)電流控制模塊，并由電機(jī)電流控制模塊控制轉(zhuǎn)向助力電機(jī)輸出相應(yīng)回正力矩。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：通過利用方向盤轉(zhuǎn)角信號，扭矩信號，以及車速信號進(jìn)行回正控制，該方法適用于各種助力形式的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，改善車輛的回正性能，同時不會影響駕駛員的操縱手感。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力矩控制模塊原理圖。

圖2是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正判斷模塊判斷程序流程圖。

圖3是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制的回正力矩計算方法原理圖。

圖4是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制的回正力矩計算方法的20km/h車速下實車回正實驗曲線。

圖5是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法中用到的理想轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型。

圖6是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法用到的理想轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型輸出的理想的轉(zhuǎn)向盤回正轉(zhuǎn)角-時間歷程。

圖7是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法原理圖。

圖8是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法的實車回正實驗曲線。(無回正控制和有回正控制時的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角-時間歷程對比)

圖9是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正判斷實驗驗證曲線。

圖10是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法的實車回正實驗曲線。(10km/h和20km/h車速時，參考模型輸出和實際轉(zhuǎn)角輸出)

圖11是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤模糊自適應(yīng)控制的框圖。