CN105083375A - 基于线控技术的汽车电控转向路感控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线控技术的汽车电控转向路感控制方法，步骤：1.系统初始化，如无故障则通过到步骤2；2.方向盘转角和前轮转角对中，即保证方向盘转角和转向前轮转角均在零点时，触发路感控制功能，并进入步骤3；3.采集和辨识转向系统以及车辆状态和参数的相关信号；4.对步骤3采集的信息进行处理，计算得到理想路感反馈目标转矩值；5.通过步骤4计算得到的目标转矩值，对路感模拟电机进行闭环控制，实现目标转矩值；6.根据路感模拟电机的运行状态，采用补偿控制方法对路感电机转矩值进行补偿控制，重复步骤3到步骤6的工作，直到汽车熄火。

Description

基于线控技术的汽车电控转向路感控制方法

技术领域

本发明属于电控转向技术领域，涉及一种基于线控技术的汽车电控转向系统路感模拟控制方法。

背景技术

近年来，随着汽车节能、环保、安全和舒适等性能的不断提升，汽车越来越向着电动化和智能化领域发展。由于整车载荷和轮胎与地面的摩擦力，单纯依靠驾驶员手力转动方向盘非常吃力，因此在传统机械转向系统基础上，出现了液压助力转向系统。传统汽车是采用液压助力转向系统，但是液压系统存在着可靠性差、污染环境和依赖于发动机才能工作等问题。随后，出现了电动液压助力系统。电动液压助力转向系统的优点是用电机驱动摆脱对发动机的依赖，可以用于节能与新能源汽车，但是由于液压系统仍然存在，还是存在可靠性和污染隐患。电动助力转向系统完全采用电机取代液压系统，解决了传统液压系统的缺点，具有广阔的市场前景。

但是，电动助力转向系统还是依赖于传统机械转向系统改进，由于机械连接的约束，使得转向特性的设计也存在很大隐患，例如方向盘转向路感的反馈。而线控转向在电动助力转向系统的应用，取消了方向盘到车轮的机械连接，其路感可以自由设计。目前，基于线控技术的路感控制主要有三种方法：方法1是参考电动助力转向系统助力控制方法，通过设计助力力矩实现路感反馈；方法2是将车辆运动状态引入到路感模拟控制中；方法3是采用智能控制方法，如模糊控制和神经网络控制等，实现路感模拟控制。但是，上述方法还有一些关键技术需要解决。

方法1是助力控制，是根据驾驶员的手力产生的助力力矩控制。而路感控制是和驾驶员的手力想法，因此二者在力的输出方向上存在不同，因此应用上也存在差别；方法2将车辆运动状态引入，设计路感。存在的技术难点一方面是有些车辆运动状态无法直接测量，另一方面设计的手感也很难让驾驶员适应；方法三采用先进的控制算法，由于复杂和计算量较大等问题，很难直接应用于实车。本发明综合考虑上述问题，结合线控技术取消机械连接的特点，结合四通道双向控制方法，提出一种新型的路感控制方法。

发明内容

本发明的目的是针对线控技术的电控转向系统而提出一种新的路感控制方法。本发明的目的可通过下列技术方案实现，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a)基于线控技术的电控转向系统是取消了方向盘与转向车轮之间的机械连接，方向盘所反馈的路感可以任意设计和控制，是采用线传动技术，方向盘的转向路感信息是通过路感模拟电机输出转矩模拟并反馈给驾驶员；

b)路感控制功能开始时，首先进行电控转向系统初始化，判断系统是否存在故障，如果存在故障，则整个电控转向系统不起作用，包括路感控制功能也不起作用；如果不存在故障，则路感控制正式工作模式，即进入下一步骤c)；

c)路感控制正式工作时，首先通过传感器，检测方向盘转角和前轮转角是否在中间位置，如果不在中间位置，则控制方向盘转角和转向前轮转角回到零点位置；

d)通过传感器采集方向盘转角、前轮转角、方向盘转矩、路感电机实际输出转矩值，采用自回归滑动平均模型，辨识转向系统的刚度、阻尼、惯量、摩擦参数；同时采集车辆状态中的车速、轮速、横摆角速度、纵向和侧向加速度信号；

e)根据上面采集和辨识的状态和参数进行处理，计算得到路感电机目标转矩值，计算方法采用四通道双向控制方法实现，并通过电机闭环控制，实现路感电机目标转矩值；

f)根据路感模拟电机的运行工作状态，对路感模拟电机的输出工作转矩进行补偿控制，根据辨识转向系统的刚度、阻尼、惯量、摩擦参数，通过这四个参数实现对路感模拟电机目标转矩值的补偿控制，路感模拟电机实际转矩值等于路感模拟电机目标转矩值与目光模拟电机补偿控制转矩值之和；

g)至此，返回到步骤c)，重复步骤c)到步骤f)的工作步骤，直至汽车熄火。

附图说明

图1是路感控制工作流程图。

图2是路感电机实际出转矩值计算方法图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的阐述：

基于线控技术的电控转向系统是取消了方向盘与转向车轮之间的机械连接，方向盘所反馈的路感可以任意设计和控制，是采用线传动技术，方向盘的转向路感信息是通过路感模拟电机输出转矩模拟并反馈给驾驶员。

如图1所示，路感控制功能开始时，首先进行电控转向系统初始化，判断系统是否存在故障，如果存在故障，则整个电控转向系统不起作用，包括路感控制功能也不起作用；如果不存在故障，则路感控制正式工作模式。路感控制正式工作时，首先通过传感器，检测方向盘转角和前轮转角是否在中间位置，如果不在中间位置，则控制方向盘转角和转向前轮转角回到零点位置，要使得方向盘和前轮转角的初始位置对中和保证零点。通过传感器采集转向系统和车辆信息，其中采集的方向盘转角、前轮转角、方向盘转矩、路感电机实际输出转矩值，采用自回归滑动平均模型，辨识转向系统的刚度、阻尼、惯量、摩擦参数，再结合采集的车辆状态中的车速、轮速、横摆角速度、纵向和侧向加速度信号，通过四通道双向控制方法，计算得到路感电机目标转矩值，并通过电机闭环控制，实现路感电机目标转矩值。

如图2所示，根据路感模拟电机的运行工作状态，对路感模拟电机的输出工作转矩进行补偿控制，根据辨识转向系统的刚度、阻尼、惯量、摩擦参数，通过这四个参数实现对路感模拟电机目标转矩值的补偿控制，路感模拟电机实际转矩值等于路感模拟电机目标转矩值与目光模拟电机补偿控制转矩值之和。

Claims (4)

1.一种基于线控技术的汽车电控转向路感控制方法，其特征在于，所述的基于线控技术的汽车电控转向系统路感控制方法，包括如下步骤：

1)方向盘与车轮之间取消了机械连接，采用线传动，方向盘的转向路感通过路感模拟电机输出转矩模拟并反馈给驾驶员；

2)系统初始化，判断系统是否存在故障，如存在故障，则路感控制不起作用，如果不存在故障，则进入下一步骤3)；

3)检测方向盘转角和前轮转角是否在中间位置，如果不在中间位置，则控制方向盘转角和转向前轮转角回到零点位置；

4)通过传感器采集和辨识转向系统以及车辆状态和参数；

5)对步骤4)采集的状态和参数进行处理，计算得到路感电机目标转矩值，并通过电机闭环控制，实现目标转矩值；

6)根据路感模拟电机的运行工作状态，对路感模拟电机的工作转矩进行补偿控制；至此，返回到步骤3)，重复步骤3)到步骤6)的工作步骤，直至汽车熄火。

2.按照权利要求1所述的通过传感器采集和辨识转向系统状态和参数，辨识方法选用自回归滑动平均模型，辨识转向系统的刚度、阻尼、惯量、摩擦参数。

3.按照权利要求1所述的计算得到路感电机目标转矩值，通过方向盘转角、方向盘转矩、前轮转角和前轮转矩四个变量进行计算，计算方法采用采用四通道双向控制方法实现。

4.按照权利要求2所述的辨识转向系统的刚度、阻尼、惯量、摩擦参数，通过这四个参数实现对路感模拟电机目标转矩值的补偿控制，路感模拟电机实际转矩值等于路感模拟电机目标转矩值与目光模拟电机补偿控制转矩值之和。