[發明專利]一種改善駕駛員快速操縱方向盤手感的EPS控制方法

有效

• 申請號: 201610220178.6
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105763118B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 陳無畏;黃鶴;趙林峰;汪洪波;申雪
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P25/022;B62D5/04
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 程篤慶,黃樂瑜

技術領域

本發明涉及汽車技術領域，尤其涉及一種改善駕駛員快速操縱方向盤手感的EPS控制方法。

背景技術

電動助力轉向系統(electric power steering system,EPS),由于其結構緊湊，節能環保，而且還可以根據不同的車型匹配不同的程序，大大縮短了開發周期，所以目前市場上在乘用車上EPS基本得到了普及。近年來，隨著電力電子技術、新型電機控制理論和稀土永磁材料的快速發展，永磁同步電機(permanent magnet synchronous motor，PMSM)得以迅速的推廣應用。與傳統的電勵磁同步電機相比，永磁同步電機,特別是稀土永磁同步電機具有損耗少、效率高、節電效果明顯的優點。永磁同步電動機以永磁體提供勵磁，使電動機結構較為簡單，降低了加工和裝配費用，且省去了容易出問題的集電環和電刷，提高了電動機運行的可靠性；又因無需勵磁電流，沒有勵磁損耗，提高了電動機的效率和功率密度，因而它是近幾年EPS應用越來越廣泛的一種電動機。

但是永磁同步電機不同于他勵電機可以調節勵磁電流大小進行擴速，這就大大限制了永磁同步電機的調速范圍，這雖然可以滿足EPS系統在普通工況下對電機轉速的要求，但是當在特殊工況下，如緊急避障，駕駛員需要快速操縱方向盤以避開障礙物，這就需要永磁同步電機提供瞬間大轉速，否則將會造成方向盤轉向沉重問題。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種改善駕駛員快速操縱方向盤手感的EPS控制方法。

本發明提供的一種改善駕駛員快速操縱方向盤手感的EPS控制方法，包括以下步驟：

S1、獲取永磁同步電機三相電流，并對采集的三相電流進行Clarke變換以及Park變換，獲得實際勵磁電流指令i_d和實際轉矩電流指令i_q；

S2、實時獲取方向盤轉矩信號、車速信號和方向盤角速度ω；

S3、檢測電機定子電壓u_s，并將電機定子電壓u_s與逆變器所能提供的最大電壓U_max進行比較，電機定子電壓u_s等于直軸電壓U_d和交軸電壓U_q的矢量和

S4、當u_s＜U_max，系統EPS進入轉矩環執行i_d＝0控制，其包括以下步驟：

S41、設置參考勵磁電流指令i_dref＝0；

S42、根據方向盤轉矩信號和車速信號，通過助力曲線得到電機定子電流i_s，參考轉矩電流指令i_qref＝i_s；

S43、將參考勵磁電流指令i_dref、實際勵磁電流指令i_d、參考轉矩電流指令i_qref和實際轉矩電流指令i_q經電流環PI調節器引出直軸電壓U_d和交軸電壓U_q；

S5、當u_s＞U_max，EPS系統進入轉速環，執行超前角弱磁控制，其包括以下步驟：

S51、根據方向盤角速度ω和電機實際轉速n獲得定子電流i_s，由電流環PI調節器引出直軸電壓U_d和交軸電壓U_q,將電機定子電壓u_s與參考電壓U_max作差，并通過PI調節器調節出一個超前角θ；當u_s大于U_max時，θ范圍為-π/2＜θ＜0，此時i_dref＝i_ssinθ＜0，i_qref＝i_scosθ，弱磁控制開始；

S52、將參考勵磁電流指令i_dref、實際勵磁電流指令i_d、參考轉矩電流指令i_qref和實際轉矩電流指令i_q經電流環PI調節器重新引出直軸電壓U_d和交軸電壓U_q；