[發(fā)明專利]用于汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110190162.2
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102320326A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗長富;王祥;鄭宏宇;邢海濤;胡茹飛
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D113/00;B62D101/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 齊安全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，更具體地說，它涉及一種低速行駛轉(zhuǎn)向輕便、靈敏；高速行駛穩(wěn)定、路感清晰的用于汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于其轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向車輪的傳動(dòng)比變化微小甚至不變，車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)就給駕駛員帶來了“輕”與“靈”的矛盾。而線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于其轉(zhuǎn)向盤到小齒輪的角傳動(dòng)比與力傳動(dòng)比都是可變的，那么上述矛盾便迎刃而解。但是，現(xiàn)有線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略均是根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角控制小齒輪或者車輪的轉(zhuǎn)角，根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車速或者估算的轉(zhuǎn)向齒條阻力來控制力感模擬電機(jī)，向駕駛員模擬轉(zhuǎn)向阻力。這就造成了力感模擬的失真，駕駛員不能及時(shí)甚至無法通過轉(zhuǎn)向盤感知地面作用在轉(zhuǎn)向車輪上的力，而且，車輛在轉(zhuǎn)向后能否自行回正將受到轉(zhuǎn)向盤位置的影響，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正原理截然不同，影響車輛性能，造成車輛駕駛困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種用于汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述的用于汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟：

1.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)初始化，即分別初始化轉(zhuǎn)向盤位置控制器和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器中的A/D轉(zhuǎn)換、I/O端口、PWM、CAN通信模塊的寄存器并賦予各控制參數(shù)及變量初值。

2.檢測轉(zhuǎn)向盤的位置是否與轉(zhuǎn)向車輪的位置相對應(yīng)，如果不是，通過力感模擬電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角至與小齒輪轉(zhuǎn)角對應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)向盤位置。

3.檢測線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否繼續(xù)工作，即駕駛員是否需要汽車?yán)^續(xù)轉(zhuǎn)向操作，否，停止。

4.轉(zhuǎn)向盤位置控制器和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器采集系統(tǒng)傳感器信號并將其發(fā)送到系統(tǒng)通信總線上，同時(shí)，車載網(wǎng)關(guān)將必要的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)送給其他車載系統(tǒng)總線，也將車輛狀態(tài)信號發(fā)送到線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通信總線上。

5.轉(zhuǎn)向盤位置控制器與轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器分別計(jì)算轉(zhuǎn)向盤到小齒輪的角傳動(dòng)比β和轉(zhuǎn)向盤到小齒輪的力傳動(dòng)比α。

6.轉(zhuǎn)向盤位置控制器根據(jù)小齒輪轉(zhuǎn)角θ_p與轉(zhuǎn)向盤到小齒輪的角傳動(dòng)比β計(jì)算相應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤目標(biāo)轉(zhuǎn)角，與此同時(shí)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器則根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器的測量值T_s與轉(zhuǎn)向盤到小齒輪的力傳動(dòng)比α計(jì)算轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的目標(biāo)電流。

7.轉(zhuǎn)向盤位置控制器按照位置控制原理對力感模擬電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)角控制。

8.轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器按照轉(zhuǎn)矩控制原理對轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行控制。至此，返回到步驟3，重復(fù)步驟3至步驟8的控制流程，直到線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)停止工作。

技術(shù)方案中所述的轉(zhuǎn)向盤位置控制器按照位置控制原理對力感模擬電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)角控制是指：

1.為PID控制器的電流控制模塊根據(jù)轉(zhuǎn)速控制模塊計(jì)算的電機(jī)目標(biāo)電流i′_h及電機(jī)實(shí)際電流反饋i_h對力感模擬電機(jī)進(jìn)行控制，電流控制模塊的輸出為電機(jī)PWM控制的占空比u_h。

2.為PI控制器的轉(zhuǎn)速控制模塊根據(jù)位置控制模塊計(jì)算的轉(zhuǎn)向盤目標(biāo)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向盤實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋對力感模擬電機(jī)的電流進(jìn)行控制。

3.位置控制模塊采用比例控制，位置控制模塊根據(jù)轉(zhuǎn)向盤目標(biāo)轉(zhuǎn)角θ′_h及轉(zhuǎn)向盤實(shí)際轉(zhuǎn)角反饋θ_h對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。

技術(shù)方案中所述的轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器按照轉(zhuǎn)矩控制原理對轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行控制是指：

1.為PID控制器的電流控制模塊根據(jù)轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)目標(biāo)電流i′_p及轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)實(shí)際電流反饋i_p對轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行控制，電流控制模塊的輸出為轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)閉環(huán)控制的PWM占空比u_p1。

2.為了加快轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的響應(yīng)速度，引入轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩前饋控制環(huán)節(jié)，k_T為前饋控制系數(shù)，相應(yīng)的PWM控制占空比為u_p2，轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的PWM控制占空比u_p為兩者之和。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明所述的用于汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法當(dāng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)初始化時(shí)，轉(zhuǎn)矩控制位差反饋式雙向伺服控制結(jié)構(gòu)可以避免由于轉(zhuǎn)向盤與小齒輪的位置偏差而造成轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊的大幅轉(zhuǎn)動(dòng)甚至到達(dá)極限位置的現(xiàn)象。該控制策略會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)向車輪的位置，自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)向盤到與之對應(yīng)的角度。