[發(fā)明專利]主動(dòng)轉(zhuǎn)向干預(yù)下電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)控制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010558196.8
• 申請(qǐng)日: 2010-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102009686A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏建偉;魏民祥;趙萬忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D5/04
• 分類號(hào): B62D5/04;B62D6/00;H02P29/00;B62D119/00;B62D113/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)控制方法，屬于融合主動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，融合主動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。主動(dòng)轉(zhuǎn)向本質(zhì)上是控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角位移傳遞特性，通過施加附加轉(zhuǎn)角θ_ac改變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角位移傳遞特性，實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比控制和轉(zhuǎn)向主動(dòng)干預(yù)控制，充分發(fā)揮轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在改善整車穩(wěn)定性中的作用。

根據(jù)牛頓第一定律，力并不是維持物體運(yùn)動(dòng)的條件，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。主動(dòng)轉(zhuǎn)向通過施加附加轉(zhuǎn)角改變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角位移傳遞特性的同時(shí)，也改變了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力矩傳遞特性，造成駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上的把持力矩發(fā)生大的突變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱性能的惡化。而電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)可以通過施加輔助力矩來改變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力矩傳遞特性，以獲得良好的轉(zhuǎn)向路感，滿足安全駕駛的需要。因此，在主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下，可以通過修正電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力電機(jī)施加的助力力矩來改善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向路感。

日本東京大學(xué)的Ryo?Minaki提出了主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下，助力電機(jī)的變助力增益的控制方法，該方法是在傳統(tǒng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力增益控制方法的基礎(chǔ)上增加一個(gè)修正項(xiàng)，其目的是通過改變傳統(tǒng)的助力特性，實(shí)現(xiàn)削弱主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下轉(zhuǎn)向盤把持力矩的突變量。其控制思想是將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角θ_sw與主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角θ_ac求和，并將兩者之和與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角θ_sw的比值作為原電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力電機(jī)的助力增益k_a(u)的系數(shù)。則主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下，助力電機(jī)的助力增益K_a(u)滿足K_a(u)＝[(θ_sw+θ_ac)/θ_sw]·k_a(u)的關(guān)系?，F(xiàn)有的微中型轎車上的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中助力電機(jī)的助力增益k_a(u)是有一定的車速上限的，即在一定的車速范圍內(nèi)才施加輔助力矩，這個(gè)助力車速范圍一般在80～100Km/h之間，超出這個(gè)范圍助力電機(jī)就不再施加輔助力矩。而現(xiàn)有轎車的最高時(shí)速可以達(dá)到160Km/h以上，這就意味著超出助力車速范圍時(shí)，助力電機(jī)的助力增益k_a(u)就為零，若此時(shí)主動(dòng)轉(zhuǎn)向施加附加轉(zhuǎn)角，該方法就不能對(duì)轉(zhuǎn)向盤把持力矩的突變進(jìn)行修正控制，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱性能的惡化，無法滿足汽車高速行駛時(shí)的安全駕駛的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提出一種不受限于傳統(tǒng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力車速范圍和助力增益限制的，且能夠在主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下實(shí)現(xiàn)全車速范圍內(nèi)助力修正的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力電機(jī)控制方法。

該方法是在主動(dòng)轉(zhuǎn)向改變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角位移傳遞特性的同時(shí)進(jìn)行如下控制：

將助力控制模塊確定的常規(guī)助力控制電流信號(hào)I_a與前饋助力修正控制模塊確定的前饋助力修正控制電流信號(hào)ΔL_a進(jìn)行線性疊加，得到助力電機(jī)總控制電流信號(hào)控制助力電機(jī)進(jìn)行助力操作，助力電機(jī)通過助力電機(jī)減速機(jī)構(gòu)施加助力力矩T_a，改變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力矩傳遞特性，助力力矩T_a與駕駛員施加的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩T_d共同克服轉(zhuǎn)向阻力矩T_R，通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)前輪完成轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

1、能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)力矩特性與角位移特性發(fā)生的改變進(jìn)行解耦預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)力矩與角位移的解耦控制，達(dá)到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)力矩特性與角位移特性的完美結(jié)合。

2、能夠在全車速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下助力電機(jī)的前饋助力修正控制。無主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)時(shí)，助力電機(jī)按照助力特性進(jìn)行常規(guī)助力控制；而當(dāng)主動(dòng)轉(zhuǎn)向施加附加轉(zhuǎn)角干預(yù)時(shí)，能夠根據(jù)附加轉(zhuǎn)角信號(hào)確定助力電機(jī)的前饋助力修正控制電流信號(hào)，尤其是在傳統(tǒng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力增益為零的車速范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)下助力電機(jī)的前饋助力修正控制，解決汽車高速行駛時(shí)伴隨主動(dòng)轉(zhuǎn)向附加轉(zhuǎn)角干預(yù)同時(shí)發(fā)生的轉(zhuǎn)向盤把持力矩的突變問題，改善汽車高速行駛時(shí)的安全駕駛性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的助力修正前饋控制邏輯示意圖。