[發明專利]一種基于三電機控制的線控汽車轉向控制方法

有效

• 申請號: 202111091314.3
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號: CN113815718B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 常九健;王家鑰
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學智能制造技術研究院
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

1.一種基于三電機控制的線控汽車轉向控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

11)線控汽車數據的獲取：獲取轉向系動態數據和結構數據；獲取三電機線控轉向汽車整車實時參數和整車結構參數；

12)力感電機轉矩的計算：通過建立方向盤及力感電機模塊模型，將力感電機模塊向轉向柱進行簡化，得到力感電機轉矩；

所述力感電機轉矩的計算包括以下步驟：

121)建立方向盤及力感電機模塊模型，方向盤及力感電機模塊模型包括轉向系機械部分，對方向盤及力感電機模塊進行力學分析并對轉向柱進行簡化，根據牛頓第二定律得：

M_s＝J_swθ”+B_swθ'+(M_Z+M_F)/i+M_f，

其中，M_s為方向盤實時轉矩，J_sw為轉向系總成的轉動慣量，θ為方向盤轉角，B_sw為轉向系總成的阻尼系數，M_z為轉向回正力矩，M_F為路面作用于轉向輪的摩擦力矩，i為轉向系總傳動比，M_f為方向盤總成摩擦；

122)將力感電機模塊向轉向柱進行簡化，得到力感電機轉矩：

M_a3＝J_a3δ″_a3+B_a3δ'_a3+(M_Z+M_F)/(i*i_a3)+M_f，

式中，M_a3為力感電機輸出轉矩，J_a3為力感電機結構轉動慣量，δ_a3為力感電機電磁轉角，B_a3為力感電機結構的阻尼系數，i_a3為力感電機減速機構傳動比，M_z為轉向回正力矩，M_F為路面作用于轉向輪的摩擦力矩，i為轉向系總傳動比，M_f為方向盤總成摩擦；

三電機線控轉向系統的總阻力矩表達為：

(M_Z+M_F)/i＝(M_a1*i_a1+M_a2*i_a2)，

式中，M_a1為左轉向執行電機輸出轉矩，M_a2為右轉向執行電機輸出轉矩，i_a1為左轉向執行電機減速機構傳動比，i_a2為右轉向執行電機減速機構傳動比，M_z為轉向回正力矩，M_F為路面作用于轉向輪的摩擦力矩，i為轉向系總傳動比；

則得：

M_a3＝J_a3δ″_a3+B_a3δ'_a3+(M_a1*i_a1+M_a2*i_a2)/i_a3+M_f，

M_f＝C_F*sgnδ'，

式中，M_a3為力感電機輸出轉矩，J_a3為力感電機結構轉動慣量，δ_a3為力感電機電磁轉角，B_a3為力感電機結構的阻尼系數，M_a1為左轉向執行電機輸出轉矩，M_a2為右轉向執行電機輸出轉矩，i_a1為左轉向執行電機減速機構傳動比，i_a2為右轉向執行電機減速機構傳動比，i_a3為力感電機減速機構傳動比，M_f為方向盤總成摩擦，C_F為由系統轉動慣量及軸荷決定的常數；

左右轉向電機和力感電機均采用同一型號的永磁電機，其減速機構減速比相等，則：

i_a1＝i_a2＝i_a3，

得到力感電機轉矩表達式如下：

M_a3＝J_a3δ″_a3+B_a3δ'_a3+(M_a1+M_a2)+C_F*sgnδ'；

13)轉向模塊模型的建立：建立轉向執行電機及兩電機的減速機構組成的轉向模塊模型；

14)建立方向盤轉角與前輪轉角關系方程：建立基于側向加速度增益、橫擺角速度增益不受車速或者方向盤輸入影響的傳動比特性，設定為理想傳動比特性，并建立方向盤轉角與前輪轉角關系方程；

15)三電機線控轉向的智能主動控制：整車控制器獲取方向盤的轉矩和轉角信息，內部控制策略根據當前工況計算得到兩轉向電機轉角和力感電機轉矩，實現轉向并通過力感電機減輕駕駛員手力。