[發(fā)明專利]一種基于轉(zhuǎn)向運動閉環(huán)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110234948.3
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112896299B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管欣;張育寧;盧萍萍;段春光;詹軍;楊得軍
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D137/00
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 于剛

本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于轉(zhuǎn)向運動閉環(huán)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略，所述控制策略包括：設(shè)計轉(zhuǎn)向風格模塊、期望小齒輪轉(zhuǎn)角確定模塊、期望小齒輪處轉(zhuǎn)向阻力矩確定模塊；其中，轉(zhuǎn)向風格模塊通過轉(zhuǎn)向盤力矩確定期望轉(zhuǎn)向運動強度；期望小齒輪轉(zhuǎn)角確定模塊通過實際與期望轉(zhuǎn)向運動強度確定期望小齒輪轉(zhuǎn)角；期望小齒輪處轉(zhuǎn)向阻力矩確定模塊通過實際與期望小齒輪轉(zhuǎn)角確定等效到小齒輪處轉(zhuǎn)向阻力矩；進而確定電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的目標助力矩。有益效果是：統(tǒng)一了EPS的助力控制、阻尼控制和回正控制模式，無需復雜的切換邏輯及門限值，降低了EPS產(chǎn)品開發(fā)后期實車場地試驗的難度與工作量，縮短了EPS開發(fā)周期，提供一致的轉(zhuǎn)向感覺。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于轉(zhuǎn)向運動閉環(huán)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略。

背景技術(shù)

近年來，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)由于其節(jié)能、環(huán)保、安全等優(yōu)點，在汽車上得到廣泛應(yīng)用。良好的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)能兼顧轉(zhuǎn)向輕便型、路感和回正性能等要求，給人良好且一致的轉(zhuǎn)向感覺。EPS控制策略作為EPS系統(tǒng)的核心，對汽車轉(zhuǎn)向性能有重要影響。

目前，公開發(fā)表的EPS文獻和專利中，EPS控制策略均包括多種控制模式，主要包括助力控制、阻尼控制、回正控制，發(fā)明專利CN102717826A公布了一種車輛用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略，包括助力控制和回正控制，該專利基于回正力矩估計修正助力控制的電流，可適用于未配置轉(zhuǎn)角傳感器的EPS，但該控制策略需要進行回正狀態(tài)判斷與切換，且需要調(diào)整車速相關(guān)系數(shù)，對工況適應(yīng)性較差。發(fā)明專利CN105882736A公布了一種車輛電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)阻尼控制方法，當車輛車速達到一定值時，其根據(jù)車速和電機轉(zhuǎn)速觀測結(jié)果確定阻尼電流，進行阻尼控制提高汽車行駛的安全性和穩(wěn)定性，該阻尼控制只在車速大于80km/h起作用，需要進行切換，且阻尼電流的確定基于模糊控制，模糊規(guī)則的設(shè)計較復雜。發(fā)明專利CN105774898A公布了一種包括助力控制、回正控制和阻尼控制的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略，其根據(jù)車速信號、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角、側(cè)向加速度和橫擺角速度等信號進行模式判斷與切換，計算最終助力電流，改善了汽車回正性能，提高了車輛安全性與舒適性。

上述EPS控制策略均存在多種控制模式，需要復雜的切換邏輯及較多門限值，加大了實車場地試驗標定難度，且無法保證轉(zhuǎn)向盤力矩與汽車轉(zhuǎn)向運動強度呈確定的對應(yīng)關(guān)系以提供一致的轉(zhuǎn)向感覺。因此，亟需提出一種能統(tǒng)一助力控制、阻尼控制和回正控制模式的、且能提供一致的轉(zhuǎn)向感覺的EPS控制策略。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于轉(zhuǎn)向運動閉環(huán)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略，以解決上述背景技術(shù)中提出的EPS存在多種控制模式，需要復雜的切換邏輯及較多門限值，加大了實車場地試驗標定難度，且無法保證轉(zhuǎn)向盤力矩與汽車轉(zhuǎn)向運動強度呈確定的對應(yīng)關(guān)系的問題。

本發(fā)明采用與以往EPS控制策略不同的思路，提出一種基于汽車轉(zhuǎn)向運動閉環(huán)的EPS控制策略。在充分研究EPS機理的基礎(chǔ)上，建立起駕駛員轉(zhuǎn)向力矩與其期望的轉(zhuǎn)向運動強度、轉(zhuǎn)向運動強度與小齒輪轉(zhuǎn)角、小齒輪轉(zhuǎn)角與等效到小齒輪處轉(zhuǎn)向阻力矩的聯(lián)系。通過轉(zhuǎn)向盤力矩確定駕駛員期望的轉(zhuǎn)向運動強度，通過實際與期望轉(zhuǎn)向運動強度和車輛底盤動力學穩(wěn)態(tài)逆特性確定期望小齒輪轉(zhuǎn)角，通過實際與期望小齒輪轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)逆特性確定等效到小齒輪處轉(zhuǎn)向阻力矩，等效到小齒輪處轉(zhuǎn)向阻力矩減去轉(zhuǎn)向盤力矩即可決策出EPS系統(tǒng)目標助力，該EPS控制策略統(tǒng)一了EPS各控制模式，并可保證轉(zhuǎn)向盤力矩與汽車轉(zhuǎn)向運動強度呈確定的對應(yīng)關(guān)系，提供一致的轉(zhuǎn)向感覺。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于轉(zhuǎn)向運動閉環(huán)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略，所述控制策略包括：設(shè)計轉(zhuǎn)向風格模塊、期望小齒輪轉(zhuǎn)角確定模塊、期望小齒輪處轉(zhuǎn)向阻力矩確定模塊；

其中，轉(zhuǎn)向風格模塊通過轉(zhuǎn)向盤力矩確定期望轉(zhuǎn)向運動強度；

期望小齒輪轉(zhuǎn)角確定模塊通過實際與期望轉(zhuǎn)向運動強度確定期望小齒輪轉(zhuǎn)角；