[發明專利]一種自動駕駛汽車EPS控制系統、方法

在審

• 申請號: 201910257094.3
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109878568A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 胥剛;程泊靜;陳標;陳剛;李治國;秦詠梅
• 申請（專利權）人: 湖南汽車工程職業學院
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚

1.一種自動駕駛汽車EPS控制系統，其特征在于，包括對EPS工作模塊控制的上層控制模塊以及對助力電機控制并對目標助力電流跟蹤的下層控制模塊；

所述上層控制模塊包括直線助力控制子模塊、阻尼控制子模塊以及回正控制子模塊；

所述直線助力控制子模塊通過設計助力特性曲線確定電機電流與轉向盤力矩和車速間的關系，輸出目標助力電流；

阻尼控制子模塊用于抑制汽車高速轉向時的橫向擺動，保證汽車高速直線行駛時的操縱穩定性，防止轉向發散，消除高速行駛時由路面干擾與沖擊導致的擺振。

回正控制子模塊用于抑制高速轉向時的橫向擺動，加強轉向盤在中心位置的穩定性，在開始回正時進行主動回正控制，在方向盤中心點區域進行阻尼控制，抑制回正超調；

所述下層控制模塊包括模糊PID控制子模塊和電機控制子模塊；

所述模糊PID控制子模塊用于控制EPS系統助力電機電流受車輛復雜運行工況的影響而具有很強的不確定性，消除模糊控制系統靜態誤差；

所述電機控制子模塊用于控制驅動輪和采集驅動輪車速信號；

所述上層控制模塊在行車過程中連續接收車速信號、轉向盤力矩信號和轉向盤角速度信號，經直線助力控制子模塊輸出目標助力電流，與實際工作電流的偏差經模糊控制子模塊的模糊PID調節后得到電機的控制電壓，再通過脈寬調制技術對電動機的電流進行控制。

2.一種應用了權利要求1所述自動駕駛汽車EPS控制系統的方法，其特征在于，當轉向盤右轉，大于0，開啟右轉向助力模式；當轉向盤右轉，小于0，且θ_s大于θ_th，開啟右轉主動阻尼模式；當轉向盤右轉，小于0，且θ_s小于θ_th，開啟右轉回正模式；

當轉向盤左轉，大于0，開啟左轉向助力模式；當轉向盤左轉，小于0，且|θ_s|大于|θ_th|，開左轉主動阻尼模式；當轉向盤左轉，小于0，且且|θ_s|小于|θ_th|，開啟左轉回正模式；其中θ_s轉向盤絕對角度，角速度，θ_th轉向回正超調臨界角。

3.根據就權利要求2所述的自動駕駛汽車EPS控制方法，其特征在于，所述直線助力控制子模塊通過電機電流與轉向盤力矩和車速間的函數關系表示，其函數表達式為：

其中，I為助力電機的目標電流；I_max為助力電機最大工作電流；T_d為轉向盤輸入力矩；K_V為助力特性曲線的斜率，T_do為轉向系統開始助力時轉向盤輸入力矩；T_dmax為轉向系統提供最大助力時轉向盤的輸入力矩。

4.根據權利要求3所述的自動駕駛汽車EPS控制方法，其特征在于，T_d0＝1N·m，T_dmax＝6N·m，I_max＝20A。

5.根據權利要求4所述的自動駕駛汽車EPS控制方法，其特征在于，當車速超過預設值而轉矩信號處于[-1,1]N·m范圍內時，所述阻尼控制子模塊實行阻尼控制。

6.根據權利要求2至5所述的自動駕駛汽車EPS控制方法，其特征在于，所述阻尼控制子模塊通過控制助力電機產生反相電流提供發轉力矩，來進行阻尼控制。