CN110576898B - 机动车辆转向控制系统及转向控制方法 - Google Patents

机动车辆转向控制系统及转向控制方法 Download PDF

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CN110576898B CN201810579396.8A CN201810579396A CN110576898B CN 110576898 B CN110576898 B CN 110576898B CN 201810579396 A CN201810579396 A CN 201810579396A CN 110576898 B CN110576898 B CN 110576898B
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Abstract

一种机动车辆转向控制系统,用以执行一转向控制方法,以对一机动车辆的转向轮进行转向。转向控制方法包含:接收一转向参考角度以及一实际转向角度,依据转向参考角度及实际转向角度计算一控制力矩;依据实际转向角度及转向参考角度于一取样时间内的变化,而得到一实际转向角速度以及一转向参考角速度,并依据实际转向角速度以及转向参考角速度,以得到一摩擦力矩补偿;估测转向后产生的一回正力矩估测;以及依据控制力矩、摩擦力矩补偿以及回正力矩估测计算辅助力矩,输出辅助力矩。

Description

机动车辆转向控制系统及转向控制方法
技术领域
本发明有关于机动车辆转向的电动辅助转向模块,特别是关于一种机动车辆转向控制系统及一种转向控制方法。
背景技术
随着机动车辆的车重以及车速的提升,机动车辆转向所需要的转向力矩,已经超过人力所能提供的控制力矩,因此需要辅助转向系统提供额外的力矩辅助。现有的电动辅助转向系统(Electrical Power Steering,EPS)可以提供较精确的辅助力矩以及转向角度,且容易与行车计算机建立联机以供行车计算机介入以进行机动车辆动态控制,例如辅助进行车道维持。
为了提供精确的辅助力矩,需有正确的干扰评估,以提供足够的辅助力矩,太小的辅助力矩无法适时满足控制力矩的需求,过大的辅助力矩产生的转向角速度过大而影响车身稳定性。然而,辅助力矩的运算需考虑各种干扰,从而消除干扰输入对于控制结果的相关影响,达到有效的消除干扰输入以精确控制车辆的行驶。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提出一种机动车辆转向控制系统以及一转向控制方法,通过估测控制力矩的外部干扰,提供更精确的辅助力矩。
为了达成上述目的,本发明提出一种机动车辆转向控制系统,用于对一机动车辆的转向轮进行转向,包含一电动辅助转向模块、一马达驱动电路、一角度感知器以及一控制器。电动辅助转向模块用于对转向轮输出一辅助力矩。马达驱动电路用以接收一控制命令,并根据控制命令输出对应的一马达驱动电流以驱动电动辅助转向模块输出辅助力矩。角度感知器用于检测的一实际转向角度。控制器用以产生控制命令。其中控制器接收一转向参考角度,依据转向参考角度及实际转向角度计算控制力矩;控制器依据实际转向角度及转向参考角度于一取样时间内的变化,而得到一实际转向角速度以及一转向参考角速度,并依据实际转向角速度以及转向参考角速度,以得到一摩擦力矩补偿;控制器估测转向后的转向轮回正产生的一回正力矩估测;以及控制器依据控制力矩、摩擦力矩补偿以及回正力矩估测计算辅助力矩,而产生控制命令。
本发明还提出一种转向控制方法,用于对一机动车辆的转向轮进行转向,包含:接收一转向参考角度以及一实际转向角度,依据转向参考角度及实际转向角度计算一控制力矩;依据实际转向角度及转向参考角度于一取样时间内的变化,而得到一实际转向角速度以及一转向参考角速度,并依据实际转向角速度以及转向参考角速度,以得到一摩擦力矩补偿;估测转向后产生的一回正力矩估测;以及依据控制力矩、摩擦力矩补偿以及回正力矩估测计算一辅助力矩,输出辅助力矩。
本发明以感知器直接检测电动辅助转向模块的变化,取得各项必要参数以计算辅助力矩,使得计算出来的结果有较佳的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的系统方块图。
图2为本发明实施例中,信息流程的示意图。
图3为本发明实施例的方法流程图。
图4为图3中,步骤Step 120的细部流程图。
图5为图3中,干扰估测以估测回正力矩的示意图。
图6为本发明实施例的回授控制架构图。
图7、图8、图9为本发明不同具体应用例的示意图。
其中附图标记为:
100 电动辅助转向模块(EPS模块)
200 控制器 300 马达驱动电路
400 角度感知器 500 扭矩感知器
600 电流感知器 V,V’ 机动车辆
B 障碍物
θref 转向参考角度 θm 实际转向角度
Ta 回正力矩
Figure BDA0001687975220000021
回正力矩估测值
Tm 辅助力矩 Tc 控制力矩
C 转移函数
Figure BDA0001687975220000031
摩擦力矩补偿
Figure BDA0001687975220000032
估测的库伦摩擦力矩 Δθm 实际转向角速度
Δθref 转向参考角速度 Lp 估测增益矩阵
ε1 第一门槛值 ε2 第二门槛值
具体实施方式
请参阅图1所示,为本发明实施例所揭露的一种机动车辆转向控制系统,用以执行一转向控制方法,以对一机动车辆V的转向轮进行转向。机动车辆转向控制系统包含有一电动辅助转向模块100
(Electric Power Steering Module,EPS)、一控制器200、一马达驱动电路300、一角度感知器400、一扭矩感知器500以及一电流感知器600。
如图1所示,EPS模块100包含方向机柱以及辅助马达。方向机柱系连接方向盘、机动车辆V转向轮以及辅助马达,用于在驾驶人对方向机柱施加的驾驶力矩之外提供一辅助力矩Tm,以使方向机柱对机动车辆V转向轮提供足够的转向力矩。EPS模块100已经是机动车辆工程领域中发展成熟的技术,其基本组成与运作原理为具有通常知识得依据先前技术据以实施,因此以下不再详细描述其技术细节。马达驱动电路300连接于EPS模块100,用以依据控制器200的控制命令,输出对应的马达驱动电流以驱动EPS模块100输出对应辅助力矩Tm
方向机柱的旋转动态可用旋转动态方程式表示如下:
Figure BDA0001687975220000033
其中,
I是方向机柱的转动惯量;
Figure BDA0001687975220000034
为转向机柱角加速度;
Td是驾驶力矩(驾驶人提供的转向力矩);
Tm是辅助马达对方向机柱施加的辅助力矩;
Tf是方向机柱内部的摩擦力矩;
Ta是转向后的转向轮回正产生的回正力矩。
上述的摩擦力矩Tf,主要与角速度ω相关,可表示为角速度ω的方程式Tf(ω)。Tf(ω)可以采取LuGre静态摩擦模型仿真之,可区分为库伦摩擦、黏滞摩擦以及Stribeck效应以及动摩擦等四种主要的摩擦力效应,而角速度ω为零时,摩擦力矩为零,因此Tf(ω)可以表示为:
Figure BDA0001687975220000041
其中,
α0为库伦摩擦力矩系数;
α1为静摩擦力矩系数;
α2为黏滞摩擦系数;
ωs为Striebeck速度。
上述的α0、α2可以通过系统量测别得到,例如已知文献提供的最小平方法(L.Ljung,“System Identification,”Signal analysis and prediction.
Figure BDA0001687975220000043
Boston,pp.163-173,1998.);α1、ωs可参考已知文献提供的数值(例如S.S.Ge,T.H.Lee,andS.X.Ren,“Adaptive friction compensation of servo mechanisms,”Int.J.Syst.Sci.,vol.32,no.4,pp.523–532,Jan.2001.)。
上述方程式(2)的LuGre静态摩擦模型载系统有作动时进一步简化,忽略静摩擦力,以利系统判别:
Tf(ω)=Tf,c+Tf,b=α0sgn(ω)+α2ω (3)
其中,
Tf,c为库伦摩擦力矩;
Tf,b为黏滞摩擦力矩。
将简化后的LuGre静态摩擦模型方程式(3)带入旋转动态方程式(1)后,则可在简化旋转动态方程式(1)为方程式(4)。
Figure BDA0001687975220000042
上述
Figure BDA0001687975220000051
即为使转向轮产生预定方向转向所需要的转向力矩;Tm以及Td分别为EPS模块100提供的辅助力矩以及驾驶人转动方向盘产生的驾驶力矩;其余部分则为摩擦力矩以及回正力矩Ta等干扰,需要调整辅助力矩Tm的输出以进行补偿。
方程式(4)依据方程式(3)可以简化表示如下:
Figure BDA0001687975220000052
Tf,c为EPS模块100内部的库伦摩擦力矩,也是需要估算的摩擦力矩补偿;α2为黏滞摩擦系数,亦为EPS模块100内部的旋转阻尼系数;
Figure BDA0001687975220000053
为转向机柱角速度(即ω)。
其中,摩擦力矩补偿Tf,c与单位时间内的转向角度Δθm差(
Figure BDA0001687975220000057
即角速度ω),摩擦力矩补偿Tf,c可通过库伦摩擦力矩α0乘以角速度ω取得。
上述方程式(5)以空间矩阵可以表示为:
Figure BDA0001687975220000054
其中,
Figure BDA0001687975220000055
包含了方向盘转向角度θ、方向盘角速度ω以及回正力矩Ta。在主动转向的情况下,驾驶力矩Td为零,系统输入u=Tm-Tf,c为马达力矩扣除估测出的库伦摩擦力矩;w为系统的干扰噪声;α2是转向系统的旋转阻尼系数;I是转向系统的转动惯量,而转向系统的状态矩阵、控制输入矩阵、干扰输入矩阵,其各矩阵详细内容如方程式(7)所示。
Figure BDA0001687975220000056
方程式(6)、(7)转换为离散时间的状态系统为:
x(k+1)=Φx(k)+Гu(k)+Г1w(k)
y(k)=Hx(k)-υ(k) (8)
其中y(k)为x(k)为经过离散时间转移函数H运算后的输出,w(k)为系统的干扰噪声,v(k)为感知器量测误差,这两个皆为零平均值的随机序列,表示如方程式(9)所示:
ε{w(k)}=ε{v(k)}=0 (9)
前述方程式通过卡尔曼滤波器(Kalman Filter),进行状态项的预估,如方程式(10)所示。并配合感知器量测值y(k)与估测增益矩阵Lp进行估测值的更新,如方程式(11),以得到最佳的估测值
Figure BDA0001687975220000061
Figure BDA0001687975220000062
Figure BDA0001687975220000063
其中
Figure BDA0001687975220000064
为估测的系统状态,
Figure BDA0001687975220000065
为估测的转向方向,
Figure BDA0001687975220000066
为估测的方向盘角速度,
Figure BDA0001687975220000067
为回正力矩的估测值。在方程式(10)中,从
Figure BDA0001687975220000068
Figure BDA0001687975220000069
的过程,可称为时间更新,其过程中将会进行协方差矩阵P(k)的预估,如方程式(12)所示。并在方程式(11)中,
Figure BDA00016879752200000610
Figure BDA00016879752200000611
的过程则称为量测更新,其估测增益矩阵Lp则会根据预估估测协方差矩阵P进行更新,如方程式(13)所示。M则为由P量测更新后的协方差矩阵,如方程式(14)。而在方程式(12)、(13)、(14)中,Rv为系统传感器权重,Rw则为实际干扰权重。
P(k)=M(k)-M(k)HT(HM(k)HT+Rv)-1HM(k) (12)
LP(k)=P(k)TRV -1 (13)
Figure BDA00016879752200000612
参阅图1及图2所示,首先,依据驾驶的操作、行车动态的监控,行车计算机的动态稳定系统或其他辅助操作机制,将会产生一转向参考角度θref,作为一角度需求输入至控制器200。
控制器200依据转向参考角度θref计算对转向轮施加的控制力矩Tc。此转向参考角度θref为EPS模块100需要输出的转向角度,系根据转弯、侧向移动以变化车道或侧向移动以稳定车身维持于车道等不同需求计算得出。
角度感知器400连接于EPS模块100,用于持续量测EPS模块100目前的实际转向角度θm,传送至控制器200。
如图1、图2及图3所示,控制器200可计算转向参考角度θref以及实际转向角度θm的差值,得到一转向角度差(Δθ=θrefm),也就是EPS模块100还需要对转向轮进行多少角度的转向。控制器200同时利用转向角度差(Δθ=θrefm)计算EPS模块100需要提供给转向轮的控制力矩Tc,如步骤Step 110所示。控制力矩Tc的大小,可以通过一个转移函数C来取得,控制器200并以转向角度差乘以转移函数C得到控制力矩TC,转移函数C取得的方式说明如下。
首先,以IMC控制器(Internal Model Control)设计控制器200,使得图6所示的控制力矩预估可形成实际模型G与近似模型
Figure BDA0001687975220000077
并联,在回授连接至IMC控制器Gimc的架构,如文献B.A.Francis and W.M.Wonham,“The internal model principle of controltheory,”Automatica,vol.12,no.5,pp.457–465,1976.所提出的设计原则。依据前述架构及设计原则,可得到转移函数C为:
Figure BDA0001687975220000071
依据方程式(15),即可依据转向角度差(Δθ=θrefm)计算控制力矩TC
Tc=(θrefm)×C (16)
如图1及图2所示,扭矩感知器500连接于EPS模块100,用以检测驾驶人通过方向盘输入的驾驶力矩Td,传送至控制器200,以供控制器200判断驾驶人的转向意图。
参阅图1、图2及图3所示,控制器200计算摩擦力矩补偿
Figure BDA0001687975220000078
如步骤Step 120所示。
摩擦力矩补偿
Figure BDA0001687975220000072
的详细运算流程如图4所示,首先,控制器200依据持续接收的实际转向角度θm,计算实际转向角度θm于一取样时间内的变化Δθm,而此取样时间内的实际转向角度变化Δθm可视为实际转向角速度
Figure BDA0001687975220000073
控制器200比较实际转向角速度Δθm的绝对值是否大于一第一门槛值ε1,如步骤Step 121所示。
如步骤Step122所示,若实际取样时间内的变化Δθm的绝对值大于第一门槛值ε1,代表角度感知器400所得到的实际转向角度变化Δθm并非噪声,使得摩擦力矩补偿Tf,c与实际转向角速度Δθm有较高的相关度。此时,控制器200以实际转向角速度Δθm计算摩擦力矩补偿的估测值
Figure BDA0001687975220000074
并以实际转向角速度Δθm的正负值决定摩擦力矩补偿的估测值
Figure BDA0001687975220000075
的方向:
Figure BDA0001687975220000076
上述方程式,函数符号sgn系用以表示
Figure BDA0001687975220000081
的方向性与实际转向角速度Δθm的关联,
Figure BDA0001687975220000082
为估测的库伦摩擦力矩,简化前的完整方程式请参阅方程式(2)。
如步骤Step123所示,若,实际转向角速度Δθm的绝对值小于或等于,亦即实际转向角速度Δθm的绝对值不大于第一门槛值ε1,则控制器200将实际转向角速度Δθm视为噪声,亦即无实际转向角速度。此时需判断转向参考角度θref的变化量Δθref。控制器200计算取样时间内的转向参考角度θref的变化量Δθref以作为转向参考角速度,而进一步比较转向参考角速度Δθref的绝对值是否大于一第二门槛值ε2
如步骤Step 124所示,若转向参考角速度Δθref的绝对值大于一第二门槛值ε2,代表EPS模块100将介入方向机柱转向,而使得摩擦力矩补偿的估测值
Figure BDA0001687975220000083
与转向参考角速度Δθref有较高的相关度。此时,控制器200以转向参考角速度Δθref计算摩擦力矩补偿估测值
Figure BDA0001687975220000084
并以转向参考角速度Δθref的正负值决定摩擦力矩补偿估测值
Figure BDA0001687975220000085
的方向。
Figure BDA0001687975220000086
上述方程式,函数符号sgn系用以表示
Figure BDA0001687975220000087
的方向性与实际转向角速度Δθref的关联,
Figure BDA0001687975220000088
为估测的库伦摩擦力矩,简化前的完整方程式请参阅方程式(2)。
如步骤Step 125所示,若转向参考角速度Δθref的绝对值也不大于第二门槛值ε2,则不进行摩擦力矩补偿,则代表机动车辆V本身并无转向改变需求,亦即EPS模块100不驱动方向机柱转动,而不产生旋转摩擦,因此控制器200将摩擦力矩补偿估测值
Figure BDA0001687975220000089
设定为零。
实际上,第一门槛值ε1与第二门槛值ε2都是用于筛选噪声的门槛值,其数值大小可由角度感知器400的灵敏度决定。例如,角度感知器400可以检测的角度变化率(即角速度)的灵敏度是0.1度/秒时,可以设定单位时间内角度变化量小于0.2度的状况视为噪声,亦即EPS模块100中的方向机柱没有角度变化,而不需摩擦力矩补偿,控制器200设定摩擦力矩补偿估测值
Figure BDA00016879752200000810
为零。
如图1、图2以及图3所示,接着,控制器200估测回正力矩Ta,如步骤Step 130所示。
参阅图5,如前所述,方向机柱的旋转动态可用旋转动态方程式表示为:
Figure BDA0001687975220000091
上述旋转动态方程式以方程式(6)以空间矩阵化之后,通过卡尔曼滤波器(KalmanFilter)配合估测增益矩阵Lp,让Lp随时间变化,通过变动的Lp来进行干扰估测,以实际转向角速度
Figure BDA0001687975220000092
(即为ω)、上一个时间点估算的辅助力矩Tm以及目前的摩擦力矩补偿Tf,c,以估测增益矩阵Lp迭代,让Lp随时间变化,通过变动的Lp来进行干扰估测,而得到不同时间的回正力矩估测值
Figure BDA0001687975220000093
参阅图1、图2以及图3所示,最后,控制器200即可计算目前的辅助力矩
Figure BDA0001687975220000094
如步骤Step 140所示。
最后,控制器200发出控制命令,控制马达驱动电路300输出对应的马达驱动电流,以驱动EPS模块100中的辅助马达,使得EPS模块100输出辅助力矩Tm,从而通过方向机柱驱动控制转向轮的转向角度。
如图1以及图2所示,电流感知器600连接于马达驱动电路300,用以检测马达驱动电流大小,回授给控制器200,以供控制器200判断并调整EPS模块100输出的辅助力矩Tm
前述的辅助力矩Tm,系假设驾驶无转向意图而没有提供驾驶力矩。实际上扭矩感知器500检测的驾驶力矩,也持续回授至控制器200,以调整实际需要输出的辅助力矩Tm
参阅图1及6所示,实际上的回授架构,系在转向参考角度θref,作为一角度需求输入至控制器200之后,控制器200持续接收实际转向角度θm,并根据实际转向角度θm计算控制力矩估测值
Figure BDA0001687975220000095
摩擦力矩补偿估测值
Figure BDA0001687975220000096
以及干扰估测(估测回正力矩
Figure BDA0001687975220000097
),而重新迭代控制力矩估测值
Figure BDA0001687975220000098
摩擦力矩补偿Tf,c以及估测回正力矩
Figure BDA0001687975220000099
其中更以实际的回正力矩Ta判断估测误差。
如图1及7所示,为本发明的一种具体应用例,通过影像辨识道路标线或其他辨识手段,机动车辆V的行车计算机可识别机动车辆V是否偏离车道。行车计算机根据车道维持系统的辨识分析输出车道行驶所需的转向参考角度θref,以修正机动车辆V的行车方向。此时,依据转向参考角度θref,控制器200便开始由角度感知器400、扭矩感知器500以及电流感知器600接收各项参数,而持续计算控制力矩估测值
Figure BDA0001687975220000101
摩擦力矩补偿估测值
Figure BDA0001687975220000102
估测回正力矩
Figure BDA0001687975220000103
而得到辅助力矩Tm,而以驱动马达电路输出对应电流以驱动EPS模块100输出辅助力矩Tm。控制器200同时持续接收各项参数的回授,持续修正辅助力矩Tm转向角控制,而维持机动车辆V于车道上。
如图1及8所示,为本发明另一种具体应用例,通过影像辨识道路标线或其他辨识手段,机动车辆V的行车计算机可识别机动车辆V前方有其他相对速度较低的机动车辆V’,而决策变换车道进行超车后回到原车道。此时行车计算机先预估变化行车轨迹,而持续输出转向参考角度θref,使机动车辆V依据轨迹移动。此时,依据转向参考角度θref,控制器200便开始接收各项参数,而持续计算控制力矩估测值
Figure BDA0001687975220000104
摩擦力矩补偿估测值
Figure BDA0001687975220000105
估测回正力矩
Figure BDA0001687975220000106
而得到辅助力矩Tm,而以驱动马达电路输出对应电流以驱动EPS模块100输出辅助力矩Tm。控制器200同时持续接收各项参数的回授,而持续修正辅助力矩Tm及转向角控制,而使机动车辆V依据轨迹移动。此时,若有检测到驾驶力矩,则依据驾驶力矩修正辅助力矩Tm,例如降低辅助力矩Tm的输出。或,驾驶力矩产生的当前转向过度或不足,则辅助修正实际转向角度θm使其符合转向参考角度θref
如图1及9所示,为本发明又一种具体应用例,通过影像辨识道路标线或其他辨识手段,机动车辆V的行车计算机可识别机动车辆V前方有障碍物B,如行人,而决策变换车道闪避;或,行车计算机由控制器200的回报,得到突然快速增加实际转向角度θm,而判断驾驶要进行变换车道闪避。此时行车计算机先预估变化行车轨迹,而持续输出转向参考角度θref,使机动车辆V依据轨迹移动。此时,依据转向参考角度θref,控制器200便开始由角度感知器400、扭矩感知器500以及电流感知器600接收各项参数,而得到辅助力矩Tm,而以驱动马达电路输出对应电流以驱动EPS模块100输出辅助力矩Tm,并持续修正辅助力矩Tm及转向角控制。此时,若有检测到驾驶力矩Td,判断是否转向不足或转向过度,而以辅助力矩Tm介入辅助修正实际转向角度θm及实际转向角速度Δθm(取样时间内的角度变化),使其符合转向参考角度θref以及转向参考角速度Δθref,以避免驾驶的操作无法回避障碍物或是过度转向造成翻车。
本发明以感知器直接检测EPS模块100的变化,取得各项必要参数以计算辅助力矩Tm,降低获得参数的不确定性,使得计算出来的结果有效佳的可靠性。
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,该控制器比较该转向参考角速度的绝对值是否大于一第二门槛值;且若该转向参考角速度的绝对值大于该第二门槛值,该控制器以该转向参考角速度计算该摩擦力矩补偿;以及
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,且该转向参考角速度的绝对值不大于该第二门槛值,该控制器设定该摩擦力矩补偿为零。
6.如权利要求1所述的机动车辆转向控制系统,其特征在于,该控制器通过一卡尔曼滤波器配合一估测增益矩阵,而得到该回正力矩估测。
7.一种转向控制方法,用于对一机动车辆的转向轮进行转向,其特征在于,包含:
接收一转向参考角度以及一实际转向角度,依据该转向参考角度及该实际转向角度计算一控制力矩;
依据该实际转向角度及该转向参考角度于一取样时间内的变化,而得到一实际转向角速度以及一转向参考角速度,并依据该实际转向角速度以及该转向参考角速度,以得到一摩擦力矩补偿;
估测转向后产生的一回正力矩估测;以及
依据该控制力矩、该摩擦力矩补偿以及该回正力矩估测计算一辅助力矩,输出该辅助力矩。
8.如权利要求7所述的转向控制方法,其特征在于,更包含:
检测一驾驶人输入的驾驶力矩,以供该控制器判断该驾驶人的转向意图。
9.如权利要求7所述的转向控制方法,其特征在于,计算该控制力矩的步骤包含:
依据该转向参考角度以及该实际转向角度计算一转向角度差,以该转向角度差乘以一转移函数得到该控制力矩。
10.如权利要求7所述的转向控制方法,其特征在于,计算该摩擦力矩补偿的步骤包含:
比较该实际转向角速度的绝对值是否大于一第一门槛值,若该实际转向角速度的绝对值大于该第一门槛值,以该实际转向角速度计算该摩擦力矩补偿;
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,比较该转向参考角速度的绝对值是否大于一第二门槛值;且若该转向参考角速度的绝对值大于该第二门槛值,以该转向参考角速度计算该摩擦力矩补偿;以及
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,且该转向参考角速度的绝对值不大于该第二门槛值,设定该摩擦力矩补偿为零。

Claims (8)

1.一种机动车辆转向控制系统,用于对一机动车辆的转向轮进行转向,其特征在于,包含:
一电动辅助转向模块,用于对该转向轮输出一辅助力矩;
一马达驱动电路,用以接收一控制命令,并根据该控制命令输出一马达驱动电流以驱动该电动辅助转向模块输出该辅助力矩;
一角度感知器,用于检测一实际转向角度;以及
一控制器,用以产生该控制命令,其中
该控制器接收一转向参考角度,依据该转向参考角度及该实际转向角度计算一控制力矩;
该控制器依据该实际转向角度及该转向参考角度于一取样时间内的变化,而得到一实际转向角速度以及一转向参考角速度,并依据该实际转向角速度以及该转向参考角速度,以得到一摩擦力矩补偿;其中,
该控制器比较该实际转向角速度的绝对值是否大于一第一门槛值,若该实际转向角速度的绝对值大于该第一门槛值,该控制器以该实际转向角速度计算该摩擦力矩补偿;
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,该控制器比较该转向参考角速度的绝对值是否大于一第二门槛值;且若该转向参考角速度的绝对值大于该第二门槛值,该控制器以该转向参考角速度计算该摩擦力矩补偿;以及
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,且该转向参考角速度的绝对值不大于该第二门槛值,该控制器设定该摩擦力矩补偿为零;该控制器估测转向后的该转向轮回正产生的一回正力矩估测;以及
该控制器依据该控制力矩、该摩擦力矩补偿以及该回正力矩估测计算该辅助力矩,而产生该控制命令。
2.如权利要求1所述的机动车辆转向控制系统,其特征在于,更包含:
一扭矩感知器,连接于该电动辅助转向模块,用以检测一驾驶人输入的驾驶力矩,以供该控制器判断该驾驶人的转向意图。
3.如权利要求1或2所述的机动车辆转向控制系统,其特征在于,更包含:
一电流感知器,连接于该马达驱动电路,用以检测该马达驱动电流并回授给该控制器。
4.如权利要求1所述的机动车辆转向控制系统,其特征在于,
该控制器依据该转向参考角度以及该实际转向角度计算一转向角度差,该控制器以该转向角度差乘以一转移函数得到该控制力矩。
5.如权利要求1所述的机动车辆转向控制系统,其特征在于,该控制器通过一卡尔曼滤波器配合一估测增益矩阵,而得到该回正力矩估测。
6.一种转向控制方法,用于对一机动车辆的转向轮进行转向,其特征在于,包含:
接收一转向参考角度以及一实际转向角度,依据该转向参考角度及该实际转向角度计算一控制力矩;
依据该实际转向角度及该转向参考角度于一取样时间内的变化,而得到一实际转向角速度以及一转向参考角速度,并依据该实际转向角速度以及该转向参考角速度,以得到一摩擦力矩补偿;其中,
比较该实际转向角速度的绝对值是否大于一第一门槛值,若该实际转向角速度的绝对值大于该第一门槛值,以该实际转向角速度计算该摩擦力矩补偿;
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,比较该转向参考角速度的绝对值是否大于一第二门槛值;且若该转向参考角速度的绝对值大于该第二门槛值,以该转向参考角速度计算该摩擦力矩补偿;以及
若该实际转向角速度的绝对值不大于该第一门槛值,且该转向参考角速度的绝对值不大于该第二门槛值,设定该摩擦力矩补偿为零;
估测转向后产生的一回正力矩估测;以及
依据该控制力矩、该摩擦力矩补偿以及该回正力矩估测计算一辅助力矩,输出该辅助力矩。
7.如权利要求6所述的转向控制方法,其特征在于,更包含:
检测一驾驶人输入的驾驶力矩,以供该控制器判断该驾驶人的转向意图。
8.如权利要求6所述的转向控制方法,其特征在于,计算该控制力矩的步骤包含:
依据该转向参考角度以及该实际转向角度计算一转向角度差,以该转向角度差乘以一转移函数得到该控制力矩。
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