[發(fā)明專利]一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向助力控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010285666.8
• 申請(qǐng)日: 2010-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN102030034A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許正慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州正強(qiáng)電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B62D6/02
• 分類號(hào): B62D6/02;B62D5/04
• 代理公司: 杭州華鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 韓洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向助力控制方法。

背景技術(shù)

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向由于其節(jié)能，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的精確控制近年得到了廣泛應(yīng)用。但相對(duì)于液壓助力轉(zhuǎn)向，也存在一些先天的不足，如弱阻尼、高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、高摩擦力矩等。其中有些問(wèn)題是由于閉環(huán)控制引起的，有些是由于渦輪蝸桿減速引起的，電流環(huán)、扭矩環(huán)雙環(huán)或者電流環(huán)、扭矩環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)三環(huán)這兩種技術(shù)方案都無(wú)法逃避系統(tǒng)干摩擦的影響，進(jìn)而影響整車回正，轉(zhuǎn)向跟隨性等動(dòng)態(tài)性能。為了改善控制器的動(dòng)態(tài)控制性能，各種各樣的補(bǔ)償控制應(yīng)運(yùn)而生，如回正補(bǔ)償、阻尼補(bǔ)償(也有稱為粘性摩擦補(bǔ)償)、電機(jī)慣性補(bǔ)償、靜摩擦補(bǔ)償?shù)鹊龋@些補(bǔ)償大大改善了控制性能，但由于其補(bǔ)償作用有限，并且大都和基本助力不相關(guān)，所以整車匹配時(shí)很難匹配到最佳狀態(tài)，補(bǔ)償越多匹配難度越大，并且有些補(bǔ)償它們之間本身就是一對(duì)矛盾，很難取得一個(gè)平衡點(diǎn)。

在對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向總成進(jìn)行測(cè)試時(shí)，基本上都能夠得到如圖1所示的輸入扭矩-輸出扭矩的基本助力曲線，這個(gè)曲線明顯的具有磁滯回線的特征，也就是說(shuō)，在這個(gè)曲線的正程(轉(zhuǎn)向)和逆程(回正)，輸入扭矩-輸出扭矩曲線是不重合的，導(dǎo)致曲線不重合的有很多因素，包括阻尼補(bǔ)償，電機(jī)功率限制等，但即使將這些因素都排除后，曲線的正程和逆程還是不可能重合，最主要的因素就是系統(tǒng)的摩擦，尤其是電機(jī)、蝸桿等的摩擦。由于渦輪蝸桿減速的原因，這些摩擦?xí)凑諟u輪蝸桿減速比的倍數(shù)反射到輸入軸或輸出端，而通常減速比都比較大，典型值16-20，導(dǎo)致系統(tǒng)摩擦的很難降低到一個(gè)比較小的值，這也是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)械部分的難點(diǎn)之一。而以上基本助力曲線和比較理想的曲線是完全矛盾的，典型曲線正程助力小，逆程助力大。由于輪胎與地面的摩擦方向不同等原因，典型的轉(zhuǎn)向力在轉(zhuǎn)向時(shí)比較大，在保舵和回正時(shí)比較小，在這種情況下，正程助力小會(huì)導(dǎo)致方向盤手力偏重，逆程助力大會(huì)導(dǎo)致回正不好，尤其是在低速時(shí)。也就是說(shuō)，比較理想的曲線希望得到的是正程助力大，逆程助力小的結(jié)果，這樣就可以在正程方向盤手力和逆程回正之間得到平衡。但是眾所周知，摩擦力總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，很顯然這樣理想的曲線理論上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向助力控制方法，能夠通過(guò)對(duì)扭矩的變化趨勢(shì)進(jìn)行一定的邏輯判斷，按照一定的數(shù)學(xué)模型，使實(shí)際控制器的控制特征偏向于理想的助力曲線形狀，以此降低摩擦的影響，加快回正速度，改善手感。

為解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下方案：一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向助力控制方法，在基本助力曲線的基礎(chǔ)上根據(jù)歷史狀態(tài)和現(xiàn)有狀態(tài)作出扭矩變化趨勢(shì)的運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算選擇助力曲線段，使實(shí)際控制器的控制特征偏向于理想的助力曲線形狀，以此降低摩擦的影響，加快回正速度，改善手感，其中零曲線為扭矩比較小的時(shí)候的助力曲線，一曲線為扭矩變化趨勢(shì)比較小時(shí)的轉(zhuǎn)向和回正底線，二曲線為扭矩變化趨勢(shì)比較小時(shí)的轉(zhuǎn)向和回正峰線，三曲線為扭矩變化趨勢(shì)比較大時(shí)的轉(zhuǎn)向和回正加速線。

作為優(yōu)選，對(duì)扭矩的變化趨勢(shì)的運(yùn)算為扭矩的微分和積分，采用帶通濾波的方式得到扭矩變化趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)帶通濾波后的扭矩信號(hào)，其低頻端具有微分的特征，高頻端具有積分的特征，上下兩個(gè)截止頻率點(diǎn)選在與方向盤操作快慢相對(duì)應(yīng)的頻率附近。對(duì)扭矩進(jìn)行微分操作反映在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)為差分運(yùn)算，但差分運(yùn)算會(huì)迅速降低信噪比，積分操作必須去除直流成分，采用帶通濾波的方式既不會(huì)降低微分操作中的信噪比，又去除了積分操作中的直流成分。

作為優(yōu)選，根據(jù)對(duì)扭矩變化趨勢(shì)的運(yùn)算，基本助力曲線的軌跡不同，產(chǎn)生一個(gè)磁滯區(qū)，不同的車速，基本助力曲線的閾值和磁滯區(qū)大小不同。

作為優(yōu)選，零曲線、一曲線、二曲線、三曲線采用二次曲線，在各曲線連接處得到弧形過(guò)渡，以得到更平滑的手感。

有益效果：

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案提供一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向助力控制方法，能夠通過(guò)對(duì)扭矩的變化趨勢(shì)進(jìn)行一定的邏輯判斷，按照一定的數(shù)學(xué)模型，使實(shí)際控制器的控制特征偏向于理想的助力曲線形狀，以此降低摩擦的影響，加快回正速度，改善手感。

附圖說(shuō)明

圖1為一般控制器基本助力曲線；

圖2為本發(fā)明的基本助力曲線；

圖3為本發(fā)明的控制器狀態(tài)切換表格。

具體實(shí)施方式