CN107161208B - 汽车电动助力转向系统主动回正控制方法 - Google Patents

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夏洪涛
张宇
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Jiaxing Shishan Automobile Technology Co.,Ltd.
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    • B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
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Abstract

本发明为一种汽车电动助力转向系统主动回正控制方法。它包括：（1）在工业标准建模工具MATLAB/Simulink环境下建立Simulink模型实现汽车电动助力转向系统主动回正控制；（2）扭矩转角传感器获得的转角信号和扭矩信号作为系统输入；（3）当扭矩信号小于扭矩标定阀值时不进行回正操作，当大于等于标定阀值时开始进行回正控制；（4）最终的回正扭矩作为系统的输出；（5）系统的标定变量有：主动回正进入退出条件的标定阀值、查表1、2、比例积分控制的PI参数。本发明采用双PI控制，使主动回正控制精度更高，从而使系统整体的控制效果更好，标定的量相对减少，工作量降低，缩短了项目的开发周期。

Description

汽车电动助力转向系统主动回正控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电子领域，尤其涉及一种在汽车电动助力转向系统(EPS)中，方向盘主动回正控制的方法。
背景技术
汽车电动助力转向(EPS, Electric Power Steering)系统是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。EPS系统是汽车转向系统的发展方向。方向盘主动回正(Active Return)技术作为EPS系统的基本功能，其优劣直接影响EPS的整体性能，进而影响汽车的驾驶体验。传统的EPS主动回正控制是在不同的车速下通过查表得到一扭矩值，此扭矩值即为回正力，然后用此回正力参与最终的扭矩计算。由于此回正力完全是通过查表计算得到的，这就会给后续的标定带来很大的工作量，而且这样也会带来控制误差比较大的问题，从而影响EPS系统的整体性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决在汽车电动助力转向系统中，传统方向盘主动回正力矩过分依赖标定，控制误差比较大的问题。
为了达到上述目的，本发明的一种汽车电动助力转向系统主动回正控制方法，其特征是包括：
（1）在工业标准建模工具MATLAB/Simulink环境下建立Simulink模型实现汽车电动助力转向系统主动回正控制；
（2）扭矩转角传感器获得的转角信号和扭矩信号作为系统输入；
（3）当扭矩信号小于扭矩标定阀值时不进行回正操作，当大于等于标定阀值时开始进行回正控制：
①方向盘角度闭环PI控制，目标值为0°(方向盘中心点)，实际角度θ为扭矩转角传感器获得的转角信号，经PI控制后输出方向盘角速度ω；
②查表1为方向盘实际角度θ与方向盘角速度的可标定二维表；
③利用①②所得到的方向盘角速度，取最小值，进行二级PI控制（PI为比例积分）；
④由电机角速度计算得到的方向盘实际角速度和③得到的角速度进行PI控制，输出为回正扭矩Tq；
⑤查表2为方向盘实际角度θ与方向盘回正扭矩的可以标定的二维表；
⑥ 取④⑤输出的最小者作为最终的回正扭矩；
（4）最终的回正扭矩作为系统的输出；
（5）系统的标定变量有：主动回正进入退出条件的标定阀值、查表1、查表2、比例积分控制的PI参数。
由于本发明采用双PI控制，在EPS系统中采用本发明后，使主动回正控制精度更高，从而使系统整体的控制效果更好，而且采用本发明后，标定的量相对减少，从而使标定工作量在很大程度上降低，所以从项目开发周期的角度来看，也能降低项目的开发周期。
附图说明
图1是汽车电动助力转向系统主动回正控制方法的路径框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的描述。
图1是汽车电动助力转向系统中主动回正控制方法的路径框图。
一种汽车电动助力转向系统中主动回正控制方法，其特征是包括：
（1）在工业标准建模工具MATLAB/Simulink软件环境下建立Simulink模型实现汽车电动助力转向系统主动回正控制；
（2）扭矩转角传感器获得的转角信号和扭矩信号作为系统输入；
（3）当扭矩信号小于扭矩标定阀值时不进行回正操作，当大于等于标定阀值时开始进行回正控制：
①方向盘角度闭环PI控制，目标值为0°(方向盘中心点)，实际角度θ为扭矩转角传感器获得的转角信号，经PI控制后输出方向盘角速度ω；
②查表1为方向盘实际角度θ与方向盘角速度的可标定二维表；
③利用①②所得到的方向盘角速度，取最小值，进行二级PI控制（PI为比例积分）；
④由电机角速度计算得到的方向盘实际角速度和③得到的角速度进行PI控制，输出为回正扭矩Tq；
⑤查表2为方向盘实际角度θ与方向盘回正扭矩的可以标定的二维表；
⑥取④⑤输出的最小者作为最终的回正扭矩；
（4）最终的回正扭矩作为系统的输出；
（5）系统的标定变量有：主动回正进入退出条件的标定阀值、查表1、查表2、比例积分(PI)控制的PI参数。
上述方法中所提到的查表1和查表2分别是工业标准建模工具MATLAB/Simulink软件中Simulink模块库下的查表模块，其中查表1是方向盘实际角度θ与方向盘角速度的可标定二维表，查表2是方向盘实际角度θ与方向盘回正扭矩的可标定的二维表。

Claims (1)

1.一种汽车电动助力转向系统主动回正控制方法，其特征是包括：
（1）在工业标准建模工具MATLAB/Simulink软件环境下建立Simulink模型实现汽车电动助力转向系统主动回正控制；
（2）扭矩转角传感器获得的转角信号和扭矩信号作为系统输入；
（3）当扭矩信号小于扭矩标定阀值时不进行回正操作，当大于等于标定阀值时开始进行回正操作：
①方向盘角度闭环PI控制，目标值为0°，实际角度θ为扭矩转角传感器获得的转角信号，经PI控制后输出方向盘角速度ω；
②查表1为方向盘实际角度θ与方向盘角速度的可标定二维表；
③利用①②所得到的方向盘角速度，取最小值，进行二级PI控制；
④由电机角速度计算得到的方向盘实际角速度和③得到的角速度进行PI控制，输出为回正扭矩Tq；
⑤查表2为方向盘实际角度θ与方向盘回正扭矩的可以标定的二维表；
⑥取④⑤输出的最小者作为最终的回正扭矩；
（4）最终的回正扭矩作为系统的输出；
（5）系统的标定变量有：主动回正进入退出条件的标定阀值、查表1、查表2、比例积分控制的PI参数。
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