[發明專利]用于控制電致動器的方法

有效

• 申請號: 201580053562.5
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN106794865B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 米歇爾·錫吉洛
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯普利斯坦股份公司
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;G05B11/42;G05B19/19
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

本發明涉及一種用于對電致動器進行控制的方法，其中通過控制器確定伺服電動機的操縱變量T1，以從作為狀態變量的實際位置X開始到達作為目標位置的目標位置Xd，以及其中基于所述操縱變量T1計算所述電致動器的控制值，其中，利用公式(I)和公式(II)通過使用所述目標位置的二階時間導數d²Xd/dt²和實現的控制改變ΔX|_τ?ΔX|₀計算所述伺服電動機的所述操縱變量T1。(I)ΔX|_τ＝目標位置?時間τ處的實際位置的差(II)ΔX|₀＝目標位置?時間t＝t0處的實際位置的差。

技術領域

本發明涉及用于對電致動器進行控制的方法，特別涉及用于機動車輛的機電轉向系統進行控制的方法。

背景技術

針對例如在機動車輛的操作中產生的動態干擾變量和最小控制偏差，利用P控制器、PI控制器或PID控制器的傳統控制方法不能很好地適用于高動態需求。

在具有電動輔助的轉向系統(也稱為電伺服轉向系統)中，例如，使用循環球式機構以將電動機的轉動運動轉換為齒條的軸向運動。除了方向盤和齒條之間的機械連接外，電動機還可以用作電輔助驅動器或用于線控轉向式轉向。在線控轉向式轉向系統中，由駕駛員對方向盤設定的轉向需求并非在直接機械路徑上而是在電路徑或液壓路徑上傳遞到可轉向車輪。根據現有技術，通過轉向轉矩傳感器對駕駛員施加到方向盤的轉向轉矩進行測量。根據源于轉向轉矩傳感器的與轉向轉矩有關的信息，將控制指令傳遞到電動機的致動裝置。在線控轉向式轉向系統的情形中，對駕駛員施加的轉向角度(而非施加的轉向轉矩)進行測量并且由該轉向角度確定用于電動機的控制指令以致動轉向。控制算法計算電動機的所需轉矩以將齒條移動到期望位置中。

優選地，控制算法或控制方法設計為使得在控制電伺服轉向系統的情形中與齒條的位置對應的電驅動器的位置遵循預定目標值，該預定目標值具有盡可能小的時間延遲以及沒有過大的擺動。此外，期望位置控制具有對內部和外部干擾變量不太敏感的穩健的控制響應。

傳統上，利用P、PI或PID控制器建立前文提到的傳統控制系統上的這些控制算法，這些控制算法基于對車輛轉向的線性、時不變的數學描述。控制的質量主要取決于數學模型的準確性和系統的線性度。在用于機動車輛的轉向系統的情形中，這些傳統控制方法一般不適于滿足機動車輛操作的高動態需求。傳統控制系統僅僅能在有限程度內處理系統的線性度偏差或與時間有關的錯誤(例如，由取決于道路和負荷狀態等的車輛動力學中的改變引起的線性度偏差或與時間有關的錯誤)。這些內部和外部干擾變量對轉向系統的穩定性和控制準確性具有顯著影響。

發明內容

因此，本發明的目標是提供具有改善的控制準確性和較小的過大擺動的、用于對電致動器進行控制的控制方法以及相應的控制算法。

因此，提供一種用于控制電致動器的方法，其包括以下步驟：

-通過控制器確定致動電動機的操縱變量T1，

-以從作為狀態變量的位置X開始，

-到達作為目標位置的目標位置Xd，以及其中

-基于所述操縱變量T1計算所述電致動器的控制值，

其中，通過使用所述目標位置的二階時間導數d²Xd/dt²和實現的控制改變ΔX|_τ-ΔX|₀計算所述致動電動機的所述操縱變量T1，其中

ΔX|_τ＝目標位置-時間τ處的實際位置，以及

ΔX|₀＝目標位置-時間t＝t0處的實際位置。

目標位置Xd不應當理解為靜態值而是取決于相應行駛狀態的值。具體地，輸入的轉向角度在行程期間是可變的，因此，可以由時間的函數表示。