CN109466623A - 转向控制方法、系统及计算机可读存储器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转向控制方法、系统及计算机可读存储器，所述转向控制方法包括：检测输出轴连接到转向油泵的油泵电机的转速；采样用于驱动所述油泵电机转动的电机驱动器的输出电流；在所述油泵电机以大于或等于第一转速运行且所述输出电流小于第一设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第二转速，所述第二转速小于所述第一转速。本发明根据油泵电机负载的变化调节油泵电机的转速，自动识别空载工况并降低油泵电机的转速，减少空载能量消耗。

Description

转向控制方法、系统及计算机可读存储器

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，更具体地说，涉及一种转向控制方法、系统及计算机可读存储器。

背景技术

转向系统作为整车的一个重要总成，是影响汽车操纵稳定性、舒适性和行驶安全性的关键系统之一。常用的动力转向系统包括机械式液压助力转向系统、电控液压助力转向系统、电动助力转向系统，其中电控液压助力转向系统以其助力可调、结构简单和降低油耗等优点成为电动大巴和部分乘用车型的首选转向系统。

当前电控液压助力转向系统常用的油泵电机转速控制方式包括：

(1)恒速控制：电机以恒定转速带动转向油泵工作，为驾驶员提供恒定的转向助力，控制简单；

(2)根据整车车速调速：整车车速较低时电机高转速运行，为驾驶员提供较大的转向助力，方向盘手感较轻，转向轻便；整车车速较高时电机低转速运行，为驾驶员提供较小的转向助力，方向盘手感沉重，防止方向盘发飘。

上述控制方式中，恒速控制提供的转向助力固定，无法兼顾整车低速和高速时对转向助力的需求：若转向助力过大，会导致整车高速时方向盘较轻或者发飘，导致转向手感和安全性降低；若转向助力过小，会导致整车低速时方向盘手感较沉重，打方向盘比较费劲。根据整车车速调速方式虽然可以部分解决方向盘手感的问题，但是依然无法解决恒速时转向助力无法调节的问题，使得在转向负载变化(如快速打方向盘)时无法及时提供合适的助力，存在转向助力滞后的问题。

此外，以上两种控制方式在负载较小时(方向盘处于中间位置，无转向需求时)转向电机仍然会以设定的转速运行，通常情况下设定的转速都是偏高的，导致电机存在不必要的“空载”损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述油泵电机存在不必要的空载损耗的问题，提供一种转向控制方法、系统及计算机可读存储器。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种转向控制方法，其特征在于，包括：

检测输出轴连接到转向油泵的油泵电机的转速；

采样用于驱动所述油泵电机转动的电机驱动器的输出电流；

在所述油泵电机以大于或等于第一转速运行且所述输出电流小于第一设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第二转速，所述第二转速小于所述第一转速。

优选地，所述方法包括：在所述油泵电机以小于或等于第二转速运行且所述输出电流大于第二设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第一转速，所述第二设定值大于所述第一设定值。

优选地，所述在所述油泵电机以大于或等于第一转速运行且所述输出电流小于第一设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第二转速，包括：

在所述油泵电机以大于或等于第一转速运行时，若所述输出电流的采样值小于所述第一设定值，启动计时器；

继续采样所述输出电流；

在所述输出电流的采样值大于或等于所述第一设定值时，将所述计时器清零；

在所述计时器计时达到第一时长时，将所述油泵电机的转速切换到第二转速。

优选地，所述第一转速为所述油泵电机额定转速的90％～110％；所述第二转速为使所述油泵电机额定转速的60％～90％。

优选地，所述第一时长大于所述输出电流中出现的毛刺的持续时间。

优选地，所述在所述油泵电机以小于或等于第二转速运行且所述输出电流大于第二设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第一转速，包括：

在所述油泵电机以小于或等于第二转速运行时，若所述输出电流的采样值大于所述第二设定值，启动计时器；

继续采样所述输出电流；

在所述输出电流的采样值小于或等于所述第二设定值时，将所述计时器清零；

在所述计时器计时达到第二时长时，将所述油泵电机的转速切换到第一转速。

优选地，所述第二时长大于所述输出电流中出现的毛刺的持续时间。

优选地，所述方法包括：在所述油泵电机首次启动时，使所述油泵电机以第一转速运行第三时长，所述第三时长根据车辆的起步时间确定。

本发明还提供一种转向控制系统，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。

本发明的转向控制方法、系统及计算机可读存储器，根据油泵电机负载的变化调节油泵电机的转速，自动识别空载工况并降低油泵电机的转速，减少空载能量消耗。本发明还可保证转向助力需求。

附图说明

图1是本发明转向控制方法实施例的流程示意图；

图2是本发明转向控制方法中判断输出电流大小实施例的流程示意图；

图3是本发明转向控制方法另一实施例的流程示意图；

图4是本发明转向控制方法另一实施例中判断输出电流大小的流程示意图；

图5是本发明转向控制系统实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明转向控制方法实施例的示意图，该转向控制方法可应用于汽车电控液压助力转向系统，实现油泵电机控制。本实施例的方法包括以下步骤：

步骤S11：检测油泵电机的转速，上述油泵电机的输出轴连接到转向油泵并可驱动转向油泵运行。具体地，油泵电机的转速可通过编码器等设备检测获得。

步骤S12：判断油泵电机的转速是否大于或等于第一转速，若油泵电机的转速大于或等于第一转速，则执行步骤S13，否则，返回步骤S11继续检测油泵电机的转速。上述第一转速为使转向油泵维持快速转向(如快速打方向盘)所需油压的转速。

具体地，上述第一转速可根据经验提前设定，例如可以设定为油泵电机额定转速，并且该第一转速还可根据现场实际使用情况(打方向盘时的力度、手感等)进行微调，其范围可以为90％～110％的油泵电机额定转速。同样地，上述第二转速也可根据经验提前设定，例如可以设定为油泵电机额定转速的80％，该第二转速同样可根据现场实际使用情况(打方向盘时的力度、手感等)进行微调，其范围可以为60％～90％的油泵电机额定转速。

步骤S13：检测电机驱动器的输出电流，上述油泵电机由该电机驱动器驱动转动。具体地，电机驱动器通过改变输出电流的频率来调整油泵电机的转速。该步骤可通过通用的电流采样电路实现，且电流采样电路以固定的采样频率进行电流采样。

可以理解地，该步骤S13可在整个转向控制过程中始终执行，即在油泵电机转速检测(步骤S11)、油泵电机转速判断(步骤S12)等过程中始终进行电机驱动器的输出电流检测。

步骤S14：在输出电流小于第一设定值(即降频电流点)时，执行步骤S15，否则执行步骤S13，继续采样电机驱动器的输出电流。

上述第一设定值可根据实际车型标定，一般为电机额定电流的25％～35％。具体地，可在油泵电机以额定转速运行时，采集方向盘从中间位置到打死时的电流波形，若上述过程中的最小采样电流值为i1，最大采样电流值为i2，则上述第一设定值可为(i1+i2)×30％。步骤S15：将油泵电机的转速切换到第二转速，上述第二转速小于第一转速。上述第二转速为使转向油泵维持低速转向(如方向盘处于或靠近中间位置，无转向需求)所需油压的转速。

上述转向控制方法根据油泵电机负载的变化调节油泵电机的转速，自动识别空载工况(如无转向需求)并降低油泵电机的转速，减少空载能量消耗。

如图2所示，上述步骤S14具体可通过以下方式实现：

步骤S141：判断电机驱动器的输出电流的采样值(瞬时值)是否小于第一设定值，若上述采样值小于第一设定值，则执行步骤S142，否则返回步骤S13，继续采样电机驱动器的输出电流。

步骤S142，启动计时器，然后执行步骤S143。该计时器可采用延时时间计数器，即设定一个延时时间，待设定的延时时间达到，计时器输出相应的触发信号。

步骤S143：继续采样电机驱动器的输出电流(此时计时器保持计时)，并判断电机驱动器的输出电流的采样值(瞬时值)是否大于或等于第一设定值，若上述采样值大于或等于第一设定值，则执行步骤S144，否则执行步骤S145。

步骤S144：将计时器清零，并返回步骤S13，继续采样电机驱动器的输出电流。

步骤S145：判断计时器的计时是否达到第一时长，若计时达到第一时长，执行步骤S15，否则返回步骤S143。上述第一时长大于输出电流中出现的毛刺的持续时间。

通过设置第一时长，并根据第一时长来控制速度切换，可有效防止由于输出电流中的毛刺或者负载瞬间突变等因素导致油泵电机的转速误切换。上述第一时长可根据经验是提前设定，例如可以为避免因电流毛刺导致误切换的延时时间+300ms。

如图3所示，上述转向控制方法还可包括以下步骤：

步骤S21：检测油泵电机的转速。具体地，油泵电机的转速可通过编码器等设备检测获得。

步骤S22：判断油泵电机的转速是否小于或等于第二转速，若油泵电机的转速小于或等于第二转速，则执行步骤S23，否则，返回步骤S21继续检测油泵电机的转速。上述第二转速为使转向油泵维持低速转向(如方向盘处于或靠近中间位置，无转向需求)所需油压的转速。

步骤S23：检测电机驱动器的输出电流，上述油泵电机由该电机驱动器驱动转动。具体地，电机驱动器通过改变输出电流的频率来调整油泵电机的转速。该步骤可通过通用的电流采样电路实现，且电流采样电路以固定的采样频率进行电流采样。

可以理解地，该步骤S23可在整个转向控制过程中始终执行，即在油泵电机转速检测(步骤S21)、油泵电机转速判断(步骤S22)等过程中始终进行电机驱动器的输出电流检测。

步骤S24：在输出电流大于第二设定值(即升频电流点)时，执行步骤S25，否则返回步骤S23，继续采样电机驱动器的输出电流。

上述第二设定值可根据实际车型标定，一般为电机额定电流的45％～55％。具体地，可在油泵电机以额定转速的80％运行时，采集方向盘从中间位置到打死时的电流波形，若上述过程中的最小采样电流值为i3，最大采样电流值为i4，则上述第二设定值可为(i3+i4)×50％。

步骤S25：将油泵电机的转速切换到第一转速，该第二设定值大于所述第一设定值。上述第一转速为使转向油泵维持快速转向(如快速打方向盘)所需油压的转速。

上述转向控制方法通过在负载(即转向需求)较大时，将油泵电机迅速切换至高速运行状态，可及时提供足够的转向助力。

如图4所示，上述步骤S24具体可通过以下方式实现：

步骤S241：判断电机驱动器的输出电流的采样值(瞬时值)是否大于第二设定值，若上述采样值大于第二设定值，则执行步骤S242，否则返回步骤S23，继续采样电机驱动器的输出电流。

步骤S242，启动计时器，然后执行步骤S243。该计时器可采用延时时间计数器，即设定一个延时时间，待设定的延时时间达到，计时器输出相应的触发信号。

步骤S243：继续采样电机驱动器的输出电流(此时计时器保持计时)，并判断电机驱动器的输出电流的采样值(瞬时值)是否小于或等于第二设定值，若上述采样值小于或等于第一设定值，则执行步骤S244，否则执行步骤S245。

步骤S244：将计时器清零，并返回步骤S23，继续采样电机驱动器的输出电流。

步骤S245：判断计时器的计时是否达到第二时长，若计时达到第二时长，执行步骤S25，否则返回步骤S243，继续采样电机驱动器的输出电流。上述第二时长大于输出电流中出现的毛刺的持续时间，且需满足在负载突增时所需的油压。上述第二时长可根据经验提前设定，具体可以为避免因电流毛刺导致误切换的延时时间+50ms。通过该第二时长，可保证在方向盘负载突增时油泵电机及时升速以提供足够的转向助力。

上述转向控制方法，通过设置第二时长，并根据第二时长来控制速度切换，可有效防止由于输出电流中的毛刺或者负载瞬间突变等因素导致油泵电机的转速误切换，同时又能保证在负载突增时的所需的油压。

此外，上述转向控制方法还可包括：在油泵电机首次启动时，使油泵电机以第一转速运行第三时长，该第三时长具体可根据车辆的起步时间确定，从而可满足车辆起步阶段的转向助力要求。具体地，上述第三时长可根据经验值设定，例如可以为15s，具体可根据现场实际使用情况进行调整。

本发明还提供一种转向控制系统，该转向控制系统可集成到汽车的ECU(ElecmalControl Unit，电子控制单元)并实现助力转向控制。该转向控制系统包括存储器51和处理器52，存储器51中存储有可在处理器52中运行的计算机程序，处理器52运行上述计算机程序实现如上所述的转向控制方法的步骤。本实施例中的转向控制系统与上述转向控制方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。

本发明还提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，且所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述方法的步骤。本发明实施例的存储介质与上述转向控制方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本实施例中均对应适用，这里不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种转向控制方法，其特征在于，包括：

检测输出轴连接到转向油泵的油泵电机的转速；

采样用于驱动所述油泵电机转动的电机驱动器的输出电流；

在所述油泵电机以大于或等于第一转速运行且所述输出电流小于第一设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第二转速，所述第二转速小于所述第一转速。

2.根据权利要求1所述的转向控制方法，其特征在于，所述方法包括：在所述油泵电机以小于或等于第二转速运行且所述输出电流大于第二设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第一转速，所述第二设定值大于所述第一设定值。

3.根据权利要求2所述的转向控制方法，其特征在于，所述在所述油泵电机以大于或等于第一转速运行且所述输出电流小于第一设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第二转速，包括：

在所述油泵电机以大于或等于第一转速运行时，若所述输出电流的采样值小于所述第一设定值，启动计时器；

继续采样所述输出电流；

在所述输出电流的采样值大于或等于所述第一设定值时，将所述计时器清零；

在所述计时器计时达到第一时长时，将所述油泵电机的转速切换到第二转速。

4.根据权利要求1所述的转向控制方法，其特征在于，所述第一转速为所述油泵电机额定转速的90％～110％；所述第二转速为所述油泵电机额定转速的60％～90％。

5.根据权利要求3所述的转向控制方法，其特征在于，所述第一时长大于所述输出电流中出现的毛刺的持续时间。

6.根据权利要求2所述的转向控制方法，其特征在于，所述在所述油泵电机以小于或等于第二转速运行且所述输出电流大于第二设定值时，将所述油泵电机的转速切换到第一转速，包括：

在所述油泵电机以小于或等于第二转速运行时，若所述输出电流的采样值大于所述第二设定值，启动计时器；

继续采样所述输出电流；

在所述输出电流的采样值小于或等于所述第二设定值时，将所述计时器清零；

在所述计时器计时达到第二时长时，将所述油泵电机的转速切换到第一转速。

7.根据权利要求6所述的转向控制方法，其特征在于，所述第二时长大于所述输出电流中出现的毛刺的持续时间。

8.根据权利要求2所述的转向控制方法，其特征在于，所述方法包括：在所述油泵电机首次启动时，使所述油泵电机以第一转速运行第三时长，所述第三时长根据车辆的起步时间确定。

9.一种转向控制系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。