[發明專利]一種轉向回正及中間位置控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910872003.7
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110723200B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 耿國慶;李浩;徐惠民;謝軍;符修齊;趙文;楊梁;江浩斌;章國棟;成云峰;朱鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種轉向回正及中間位置控制系統及其控制方法，通過轉向集成控制器的回正判斷模塊判斷車輛是否處于轉向回正或是中間位置控制工況；時變滑?？刂颇K使質心側偏角估計值與期望的質心側偏角的相趨近，從而計算出回正工況時的回正補償力矩；轉向集成控制模塊根據方向盤轉角θ₂和閾值Thres1之間的大小比較后選擇采用EPS回正或者采用差動助力回正。若處于方向盤中間位置控制工況，根據方向盤中間位置轉向角θ₃與閾值Thres2之間的大小比較后，選擇采用EPS回正或者采用差動助力回正，本發明能夠提高分布式驅動汽車差動助力轉向回正時穩定性和精確性以及處于方向盤中間位置的控制精準性。

技術領域

本發明涉及車輛轉向控制技術領域，尤其是基于差動轉向與EPS系統的轉向回正及中間位置控制方法。

背景技術

隨著全球汽車保有量的逐漸增加，化石燃料的消耗也隨之增加，這也意味著能源短缺和環境污染的問題將日趨嚴峻，面對能源與環境的雙重壓力，發展新能源汽車，特別是電動汽車對于緩解能源危機、降低環境污染，具有極其緊迫的現實意義。當前，我國已將新能源汽車列入國家的發展規劃，研究和探索節能、環保和安全的電動汽車成為實現我國新能源汽車戰略需求和可持續發展的重要方向。隨著驅動電機、電控技術的日趨成熟，分布式驅動電動汽車具有四輪獨立可控、響應快，輸出轉矩精確，易于實現驅動、制動、轉向、以及包括行駛舒適性控制及其集成控制等優點，成為探索車輛最優動力學性能的理想載體。

分布式驅動汽車差動助力轉向是根據左右轉向輪的驅動力矩差，產生轉向力矩驅動車輛轉向。差動助力轉向回正是通過控制左右驅動輪產生回正力矩差，從而控制車輛回正。然而增加的輪轂電機增大了轉向時的慣量，使得轉向回正性能區別于傳統汽車，在低速回正工況下，回正力矩不足以克服輪胎與地面的摩擦力使方向盤回歸中間位置；在高速回正工況下，方向盤快速回正，但是由于輪轂電機質量較大，回正時的慣性使得方向盤存在超調和振蕩的現象。

由于轉向輪之間沒有傳統轉向系統機械結構的連接固定，因此差動轉向系統的轉向準確性較大程度的依賴輪轂電機位置、狀態的測量和估計精度，但是由于車輛存在狀態參數的識別誤差以及電機轉矩的響應誤差導致車輛在小范圍轉動時存在較大的轉角誤差，這使得車輛在高速行駛的工況下存在較大的安全隱患。

現有技術中提出的一種分布式驅動電動汽車的差動助力轉向控制系統，利用左右前輪的差動助力提供轉向力矩，但是未考慮車輛的回正控制不足導致的回正不足或者回正超調的現象。

發明內容

考慮到分布式驅動汽車驅動輪質量高轉向慣性大，在其回正工況下容易出現高速時回正超調和抖振以及低速時回正不足的工況，在轉向中心區域存在由于傳感器測量誤差，數值處理誤差等原因導致的中心區域控制精度差等問題，本發明提供了一種基于差動轉向與EPS系統的轉向回正及中間位置控制方法，通過差動助力轉向結合傳統EPS轉向系統，提高分布式驅動汽車耦合轉向系統回正時穩定性和精確性以及處于方向盤中間位置的控制精準性。

一種轉向回正及中間位置控制系統，包括轉向集成控制器，轉向集成控制器包括回正判斷模塊、時變滑?？刂颇K、轉向集成控制模塊，所述回正判斷模塊的輸入端分別連接車速傳感器、轉向盤轉角傳感器、轉向盤轉矩傳感器和側向加速度傳感器；回正判斷模塊的輸出連接時變滑模控制模塊的輸入，時變滑?？刂颇K的輸出連接轉向集成控制模塊的輸入，轉向集成控制模塊的輸出分別連接輪轂電機控制器和EPS控制器的輸入，輪轂電機控制器還分別連接左前輪輪轂電機和右前輪輪轂電機，EPS控制器還連接助力電機；

一種轉向回正及中間位置控制方法，包括以下步驟：

步驟1，判斷車輛是否處于轉向回正或是中間位置控制工況；

步驟2，回正控制的過程為：則計算出質心側偏角的估計值，利用時變滑?？刂颇K使估計值與期望的質心側偏角的相趨近，從而計算出回正工況時的回正補償力矩；