CN117985102A - 一种末端平衡点稳定与调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向系统技术领域，具体的说是一种末端平衡点稳定与调节的方法。一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括EPS末端保护控制系统，EPS末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，其特征在于：在EPS末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：S1，信号获取及处理；S2，稳定器模块进行稳定力的输出；S3，调节器模块进行调节力的输出。同现有技术相比，提供一种末端平衡点稳定与调节的方法，用于解决取消了末端保护位置标定环节的产线中用户在车辆下线后自学习新的末端保护距离位置时引发的末端震荡问题。

Description

一种末端平衡点稳定与调节的方法

技术领域

本发明涉及转向系统技术领域，具体的说是一种末端平衡点稳定与调节的方法。

背景技术

电动助力转向系统在工作过程中，为了防止驾驶员方向盘打到末端齿条撞击机械止点从而造成齿条损坏，在软件功能中会设计末端保护功能，末端保护功能会在距离齿条末端一定距离内调节电机助力，保护齿条不会撞到机械止点。末端保护功能中的齿条末端保护距离决定了转向系统在末端的手感。

在现有的末端保护算法中，齿条末端保护距离由实车标定工程师在实车上标定得到；在电动助力转向系统产线上，齿条末端保护距离由标定工程师在产线上标定好，下线后该末端保护距离不变。而在当下一些新的产线中，为了提高产线效率，节省产线布置资源，取消了在产线上进行左右末端保护起点位置的标定步骤，设定了用户在车辆下线后可自学习新的末端保护距离位置。在这种新的产线中，通常会在产线上设定一个初始的末端保护起点位置，用户在车辆下线后重新学习末端保护起点位置只能往靠近末端的方向学习。这种设定初始末端保护起点位置的方法很难保证初始值是适合当前车辆的，因此，现有的末端保护算法也很难保证末端的手感，在末端冲击时会发生末端震荡，造成不好的用户体验。因此有必要设计一种末端平衡点稳定与调节的方法，在预设定初始末端保护起点位置的情况下，保证末端的手感，避免末端震荡现象的发生。

如图1所示，用户自学习末端的产线中设置的末端保护起点到齿条末端的长度L1占齿条从中心位置到末端位置长度L2(即齿条半行程长度)的10％。例如齿条单边行程为550deg，则设定的初始末端保护起点位置为495deg。

标定工程师在车辆下线前的软件研发阶段对于末端手感调试是基于末端固定的位置做的。助力曲线特性如图2所示。对图2种名词解释如下，后文提到相同概念会以此名称简称：

1、软件模拟止点：软件层面定义的一个虚拟止点，在齿条从末端保护起点到达该止点之前，助力特性符合弹簧阻尼系统特性；在到达该止点及之后，助力保持最小(不变)；

2、机械止点：齿条末端位置；

3、末端保护起点：软件模拟止点向末端方向长度占齿条半行程长度5％的位置点；

4、末端保护范围：从同一侧末端保护起点到同一侧机械止点之间的范围。

基于图2电机助力特性，在末端保护范围内，电机助力力矩的减小量与齿条到末端保护起点的距离成正比，并且要求方向盘在受力平衡时最终能趋于稳定，因此要具有一定的阻尼特性。所以具有末端保护功能的电机助力特性符合标准的弹簧阻尼系统特性。

图2所示的助力特性是标定工程师基于一套符合最优手感要求手力并且在固定末端位置下标定出来的电机助力特性。换言之，在该套标定手法的结果之下，齿条稳定在不同受力平衡位置时，在电机助力特性及EPS阻力特性确定的情况下，实际上手力的特性也被框定在一定范围内了。这种情况下，当使用新的产线，即允许用户在车辆下线后学习新的末端保护距离时，电机助力特性发生改变，从而力的平衡位置就改变了。原因为：在车辆下线之前，在产线上确定了一个初始的末端保护起点位置，该初始位置到齿条末端的长度L1大概占齿条从中心位置到末端位置L2的10％，而标定工程师所基于的固定位置通常为到齿条末端长度L3大概占齿条从中心位置到末端位置L2的3％-5％，如图4所示，以左侧末端为例。因此初始的末端起作用位置是提前的。但是末端保护起点位置提前，意味着弹簧阻尼系统的弹簧原长变长了，如图5所示，以左侧末端为例，其中，FAssist表示不具有齿条末端保护功能的电机助力，Ftlc表示具有末端保护功能的电机助力，FSpring表示弹簧阻尼系统的弹簧力(如图5中的FSpring_1、FSpring_2)，FDamp表示弹簧阻尼系统的阻尼力(如图5中的FDamp_1、FDamp_2)，Ftlc＝FAssist-FSpring-FDamp，没有末端保护功能的情况下Ftlc＝FAssist。弹簧原长变长时，齿条同样是移动到A位置时，弹簧形变量就不同了。在距离齿条末端位置占从中心位置到末端位置的3-5％和10％两种情况下，弹簧的原长变长了。当齿条在两种情况下都运动到A位置，第一种情况的弹簧压缩量是小于第二种情况的弹簧压缩量的。在第一种情况下(距离齿条末端位置占从中心位置到末端位置的3-5％)，齿条稳定在A位置时，有：Ftbt_1+Ftlc_1＝F1_1。

在第二种情况下(末端保护起点位置提前，即距离齿条末端位置占从中心位置到末端位置的10％)，齿条稳定在A位置时，有：Ftbt_2+Ftlc_2＝F1_1。

显然，第二种情况弹簧形变量更长，弹簧力有FSpring_2>FSpring_1，两种情况同样运动到A位置时，不具有齿条末端保护功能的电动助力FAssist不变，FDamp两种情况均为0，因此有Ftlc_2<Ftlc_1，又因为同样移动到A位置反力F1_1不变，所以Ftbt_2>Ftbt_1。

如图6所示，以左侧末端为例进一步的解释说明。通过图6可直观看出，当稳定在A位置时，第二种情况下的Ftlc_2比第一种情况下的Ftlc_1更小，而两种情况下EPS反力相同，因此第二种情况下的手力Ftbt_2比第一种情况下的手力Ftbt_1更大。

由于标定工程师是基于第一种情况，即距离齿条末端占从中心位置到末端位置的3-5％的情况下标定的手感特性，那么在第二种情况下，即距离齿条末端占从中心位置到末端位置的10％的情况下想要达到靠近A的位置，就需要更大的手力。

如果缓慢打，由于动能较低，在反力与手力加电机助力之和平衡的时候，方向盘静止，打不到A位置且手力在驾驶员可承受范围内不会回弹。但是当高速打方向盘时，一瞬间齿条冲击到A位置，达到反力大于助力与正常驾驶手力之和时，反向加速度最大，从而下一瞬间方向盘弹回，造成末端震荡。如图7所示，这是末端保护起点位置提前时末端震荡的末端位置图及末端力图。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种末端平衡点稳定与调节的方法，用于解决取消了末端保护位置标定环节的产线中用户在车辆下线后自学习新的末端保护距离位置时引发的末端震荡问题。

为实现上述目的，设计一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括EPS末端保护控制系统，EPS末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，其特征在于：在EPS末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：

S1，信号获取及处理：根据转向系统中的扭矩角度传感器获取转向角度与方向盘扭矩；根据转向系统中的转向角度确定经减速机构及齿轮齿条啮合机构转换下的等效齿条位移、齿条速度、齿条加速度；根据转向系统中的方向盘角度确定等效的齿条末端位置；根据转向系统中的通用EPS控制策略获取电机等效在齿条的驱动力、通用的末端保护起作用位置、软件模拟的末端位置；

S2，稳定器模块：依据方向盘角度、方向盘转速、方向盘扭矩、电机助力、转向机构相关机械参数，通过齿条运动趋势估算、超调量估算以及稳定器输出运算子模块进行稳定力的输出；

S3，调节器模块：依据机械止点、软件模拟止点、驾驶员手力、电机助力、稳定器模块输出的齿条位置、齿条速度、稳定力、齿条合力，通过平衡点设定、调节器触发判断、调节器输出运算以及平衡点修正模块进行调节力的输出。

所述的稳定器模块的具体工作流程如下：

S21，齿条当前时刻位置计算：根据方向盘当前角度A_k，机械传动比σ1，结合运动学模型算出当前齿条位置P₀；

S22，齿条当前时刻速度计算：根据方向盘转速V_s，机械传动比σ2，结合运动学模型算出当前速度V_a；根据电机转速R₀，机械传动比σ3，结合运动学模型算出齿条速度V_b，根据传感器误差对电机计算得到的齿条速度和方向盘计算得到的齿条速度进行校验与修正，得到校验后的齿条速度V₀；

S23，齿条合力计算：根据手力、电机助力、齿条位置以及齿条速度，结合齿条力观测器方法，估算出当前齿条合力F_k；运动趋势计算公式为其中，V_k为齿条速度，F_k为齿条合力，M为齿条质量；

S24，根据当前时刻的齿条位置、齿条速度、齿条合力以及固有质量计算出下一时刻的运动位置P₁；计算公式为

S25，根据当前时刻齿条速度、齿条合力以及固有质量计算下一时刻的速度V₁；

S26，超调量估算：依据估算的下一时刻位置P₁以及设定的平衡点位置，估算出当前时刻超调量α；

S27，计算稳定力输出：根据超调量α以及估算的下一时刻速度V₁，结合调试方法确定的基于超调量以及估算的速度增益曲线K1、K2，结合当前齿条速度V₀，算出稳定力F_稳。

所述的调节器模块的具体工作流程如下：

S31，平衡点设定：依据软件模拟止点Pf及机械止点Pe，根据调试经验值设定初始平衡点Pt，该初始平衡点Pt设定在软件模拟止点Pf的1mm范围内；

S32，调节器触发判断：依据齿条位置P₀、齿条速度V_k、稳定器的输出力F_稳，当齿条位置P₀超过设定的初始平衡点Pt，即|P₀|-|Pt|>0；过平衡点时的齿条速度V_k超过设定的阈值V_lim，即V_k>V_lim；稳定器输出力F_稳处于下降趋势，在一定时间T_debounce内小于设定阈值F_lim，即在T_debounce的累计时间内持续有F_稳(t)<F_稳(t-1)，且F_稳(t)<F_lim；当上述三个条件满足时，调节器触发标志f_T置为有效；

S33，计算调节力输出：依据驾驶员手力Ttbt、通过稳定器算出的齿条合力F_k、当前电机助力Ftlc，结合齿条受力平衡方程，计算出在f_T有效后该位置的调节器初始调节力F_调(0)；调节器在初始输出一定时间T_deb1后，若齿条位置依旧超过设定的初始平衡点，即|P₀|-|Pt|>0时，调节器输出将按照设定的梯度P_lim调整，使齿条向设定的初始平衡点缓慢移动；

S24，平衡点修正：根据调节器的初始输出，估计平衡点位置Pu，依据设定的初始平衡点Pt，计算平衡点向末端增加的增量ΔA，该增量在齿条下一次进入末端时，对平衡点进行修正。

所述的动力学模型的方程为：其中，Ftbt为驾驶员输入扭矩转换至齿条的驱动力，Ftlc为电机助力转换至齿条的驱动力，F1表示车辆前轴载荷、轮胎手力及摩擦下的转向阻力，M为齿条质量，x为齿条位移，Br为齿条移动阻尼系数。

所述的机械传动比σ1和机械传动比σ2为同一个数据，表示方向盘运动转换到齿条运动的机械传动比；所述的机械传动比σ3与机械传动比σ1、机械传动比σ2为不同数据，机械传动比σ3表示助力电机运动转换到齿条运动的机械传动比。

当齿条受力平衡并达到稳定时，有：Ftbt+Ftlc＝F1；其中，F1在没有撞到齿条末端之前，其转向助力变化特性不变；撞到末端时，F1会骤然变大。

本发明同现有技术相比，提供一种末端平衡点稳定与调节的方法，用于解决取消了末端保护位置标定环节的产线中用户在车辆下线后自学习新的末端保护距离位置时引发的末端震荡问题。

本发明通过分析可自学习末端保护作用范围的EPS系统末端震荡原因，设计了末端稳定器与调节器，可有效避免末端震荡问题，提升了末端手感；同时也能够保证取消末端保护位置标定环节的产线中产品性能的稳定性，降低产线中设定初始末端保护起点位置的难度，减少产线和售后的成本。

附图说明

图1为用户在车辆下线后重新学习末端保护起点位置的示意图。

图2为助力曲线特性示意图。

图3为车辆EPS阻力特性示意图。

图4为初始末端起点占比及标定工程师基于固定末端起点占比示意图。

图5为左侧末端起作用位置提前后的弹簧特性对比示意图。

图6为左侧末端起作用位置提前后电机助力特性变化对比示意图。

图7为末端保护起作用位置提前后末端震荡的末端位置示意及末端力示意图。

图8为现有的EPS末端保护控制系统示意图。

图9为本发明的稳定器与调节器的EPS末端保护控制系统示意图。

图10为本发明稳定器与调节器的整体结构框图。

图11为本发明中稳定器的工作流程图。

图12为本发明中调节器的工作流程图。

图13为本发明基于超调量以及估算的速度增益曲线K1、K2。

具体实施方式

下面根据附图对本发明做进一步的说明。

如图9所示，本发明的EPS末端保护控制系统示意图。与图8所示现有的EPS末端保护控制系统相比加入了调节器与稳定器模块。对于用户可自学习末端保护作用范围的EPS系统而言，软件模拟止点与机械止点的距离较远，新的末端起作用位置对应的弹簧力特性相较于传统固定末端保护位置的弹簧力特性而不同，EPS很容易在距离机械止点较远的软件模拟止点附近振动。本申请引入的稳定器与调节器可以有效抑制振动问题，改善手感。

如图10所示，本发明一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括EPS末端保护控制系统，EPS末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，在EPS末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：

S1，信号获取及处理：根据转向系统中的扭矩角度传感器获取转向角度与方向盘扭矩；根据转向系统中的转向角度确定经减速机构及齿轮齿条啮合机构转换下的等效齿条位移、齿条速度、齿条加速度；根据转向系统中的方向盘角度确定等效的齿条末端位置；根据转向系统中的通用EPS控制策略获取电机等效在齿条的驱动力、通用的末端保护起作用位置、软件模拟的末端位置；

S2，稳定器模块：依据方向盘角度、方向盘转速、方向盘扭矩、电机助力、转向机构相关机械参数，通过齿条运动趋势估算、超调量估算以及稳定器输出运算子模块进行稳定力的输出；

S3，调节器模块：依据机械止点、软件模拟止点、驾驶员手力、电机助力、稳定器模块输出的齿条位置、齿条速度、稳定力、齿条合力，通过平衡点设定、调节器触发判断、调节器输出运算以及平衡点修正模块进行调节力的输出。

即信号获取及处理，获取的信号包括方向盘角度、方向盘转速、方向盘扭矩、转向机构相关机械参数。通过方向盘角度、方向盘转速结合转向系统对应的固有机械参数计算得到齿条位置、齿条速度(方向盘与齿条之间具有固定的线角传动比，通过线角传动比计算)；通过现有的EPS控制策略确定电机助力、通用的末端保护起作用位置、软件模拟的末端位置(通过现有的EPS控制策略可得知这些信息)；通过方向盘扭矩、电机助力、齿条位置和齿条速度，结合齿条的动力学模型建立齿条运动的状态空间方程，使用观测器算法计算得到齿条合力。

如图11，图13所示，稳定器模块的具体工作流程如下：

S21，齿条当前时刻位置计算：根据方向盘当前角度A_k，机械传动比σ1，结合运动学模型算出当前齿条位置P₀；

S22，齿条当前时刻速度计算：根据方向盘转速V_s，机械传动比σ2，结合运动学模型算出当前速度V_a；根据电机转速R₀，机械传动比σ3，结合运动学模型算出齿条速度V_b，根据传感器误差对电机计算得到的齿条速度和方向盘计算得到的齿条速度进行校验与修正，得到校验后的齿条速度V₀；机械传动比σ1和机械传动比σ2为同一个数据，表示方向盘运动转换到齿条运动的机械传动比；所述的机械传动比σ3与机械传动比σ1、机械传动比σ2为不同数据，机械传动比σ3表示助力电机运动转换到齿条运动的机械传动比；

S23，齿条合力计算：根据手力、电机助力、齿条位置以及齿条速度，结合齿条力观测器方法，估算出当前齿条合力F_k；运动趋势计算公式为其中，V_k为齿条速度，F_k为齿条合力，M为齿条质量；

S24，根据当前时刻的齿条位置、齿条速度、齿条合力以及固有质量计算出下一时刻的运动位置P₁；计算公式为

S25，根据当前时刻齿条速度、齿条合力以及固有质量计算下一时刻的速度V₁；

S26，超调量估算：依据估算的下一时刻位置P₁以及设定的平衡点位置，估算出当前时刻超调量α；

S27，计算稳定力输出：根据超调量α以及估算的下一时刻速度V₁，结合调试方法确定的基于超调量以及估算的速度增益曲线K1、K2，结合当前齿条速度V₀，算出稳定力F_稳。

稳定器模块属于一种前馈控制，提前估算齿条超调量，做出前馈输出；当齿条到达设定的平衡点位置继续向齿条末端冲击时，可快速且大幅度卸下齿条冲击末端的动能；设定距离机械止点可调距离为齿条绝对不可打过的位置，齿条一旦超过这个位置，输出可调整电机反力；在齿条越过平衡点后起稳定齿条作用。

稳定器模块依据估算的超调量和齿条下一时刻的运动速度分别通过查表计算稳定器输出的增益系数1和增益系数2，稳定器的基本输出根据当前齿条速度计算得到，最终稳定器的输出＝增益系数1×增益系数2×稳定器基本输出。

如图12所示，所述的调节器模块的具体工作流程如下：

S31，平衡点设定：依据软件模拟止点Pf及机械止点Pe，根据调试经验值设定初始平衡点Pt，该初始平衡点Pt设定在软件模拟止点Pf的1mm范围内；

S32，调节器触发判断：依据齿条位置P₀、齿条速度V_k、稳定器的输出力F_稳，当齿条位置P₀超过设定的初始平衡点Pt，即|P₀|-|Pt|>0；过平衡点时的齿条速度V_k超过设定的阈值V_lim，即V_k>V_lim；稳定器输出力F_稳处于下降趋势，在一定时间T_debounce内小于设定阈值F_lim，即在T_debounce的累计时间内持续有F_稳(t)<F_稳(t-1)，且F_稳(t)<F_lim；当上述三个条件满足时，调节器触发标志f_T置为有效；

S33，计算调节力输出：依据驾驶员手力Ttbt、通过稳定器算出的齿条合力F_k、当前电机助力Ftlc，结合齿条受力平衡方程，计算出在f_T有效后该位置的调节器初始调节力F_调(0)；调节器在初始输出一定时间T_deb1后，若齿条位置依旧超过设定的初始平衡点，即|P₀|-|Pt|>0时，调节器输出将按照设定的梯度R_lim调整，使齿条向设定的初始平衡点缓慢移动；

S24，平衡点修正：根据调节器的初始输出，估计平衡点位置Pu，依据设定的初始平衡点Pt，计算平衡点向末端增加的增量ΔA，该增量在齿条下一次进入末端时，对平衡点进行修正。

调节器模块会在稳定器即将退出时介入；当齿条越过平衡点受力失衡时，会及时补偿受力失衡时的平衡力；动态调整平衡点位置，拟合齿条受力平衡状态。

调节器模块依据驾驶员手力、齿条合力、当前电机助力结合齿条受力平衡方程估算初始调节力，调节器触发后，调节器输出初始调节力，并开始计时，当调节器输出超过一定时间且齿条位置仍超过平衡点时，按照一定梯度调整调节器输出，使齿条从当前位置向平衡点方向缓慢移动。调节器输出的调节力需要进行幅值及梯度限制。

所述的动力学模型的方程为：其中，Ftbt为驾驶员输入扭矩转换至齿条的驱动力，Ftlc为电机助力转换至齿条的驱动力，F1表示车辆前轴载荷、轮胎手力及摩擦下的转向阻力，M为齿条质量，x为齿条位移，Br为齿条移动阻尼系数。

当齿条受力平衡并达到稳定时，有：Ftbt+Ftlc＝F1；其中，F1在没有撞到齿条末端之前，其转向助力变化特性不变；撞到末端时，F1会骤然变大。

实施例1：以720°/s的转速向末端打方向盘，结合相关机械参数计算出齿条的运动速度为110mm/s，进入末端后驾驶员手力与电机助力小于转向阻力，齿条受力与齿条运动方向相反，齿条开始减速，根据驾驶员手力、估算下一时刻齿条的位置、速度等信息并发送给超调量估算子模块，超调量估算子模块根据平衡点的位置和齿条的运动状态和运动趋势计算齿条可能超过平衡点的距离(设定超过平衡点距离为正，未超过平衡点距离为负)，根据齿条的位置、速度与齿条受力情况计算出齿条速度减为0时的位置超过设定平衡点的距离Δx，Δx作为超调量发送给稳定器输出计算子模块，稳定器输出计算模块首先判定齿条位置与平衡的位置，在齿条位置超过平衡点时进行输出，稳定器的输出为阻力，稳定器输出阻力的计算会计算超调量与机械止点的距离，保证输出的阻力可以使齿条不会撞击到机械止点，阻力输出值根据超调量和齿条运动速度调整，超调量和运动速度越大输出反力越大，当齿条运动速度趋于0时，输出反力也趋于0。

实施例2：初始平衡点位置根据软件模拟止点和机械止点设定为距离软件模拟止点2mm的位置，调节器模块会首先进行调节器的触发判断，此例中设定过平衡点的速度阈值为V1mm/s，稳定器输出阈值为T_lim Nm，齿条以V2mm/s的速度进入末端，经过齿条运动趋势估算子模块的计算，齿条在过平衡点时速度为Vx mm/s，当Vx>V1，在稳定器输出降低到T_lim Nm以下时调节器触发，调节器触发后，调节器会根据稳定器计算的齿条合力、当前手力以及电机助力，计算调节器的输出，调节器的输出保证齿条在当前手力下齿条受力平衡，避免由于末端齿条所受反力过大造成的方向盘回弹引发末端震荡，在齿条受力平衡后，调节器的输出开始按照设定的梯度如0.25Nm/ms逐渐减小，使齿条逐渐从当前超过平衡点的位置向平衡点方向缓慢移动，并会根据齿条的稳定位置、手力、电机助力以及调节器的输出等信息对初始设定的平衡点进行一定范围的修正并保存为新的平衡点，提升末端手感。

实施例3：调节器与稳定器为在EPS原有末端保护控制的基础上进行叠加，调节器与稳定器计算需要的信号量通过传感器采集或由其他功能模块计算得到，齿条在末端保护起点到平衡点的范围内时，末端的助力曲线特性输出仍按照原有策略进行计算和输出，调节器和稳定器仅对齿条的运动状态等进行计算，输出为0。在末端起作用位置提前并且高转速打向末端的情况下，当齿条位置超过平衡点后，稳定器首先输出，使齿条向末端的运动速度降为0，保证齿条不会撞击到机械止点，当齿条运动速度趋于0时，稳定器输出也趋于0，由于此时齿条已经越过平衡点，反力大于手力，如果不进行电机助力的调节会造成驾驶员无法保持当前位置出现方向盘回弹进而引发末端震荡的情况，因此调节器需要分析在当前位置的齿条受力情况并及时补偿助力扭矩使齿条受力平衡，避免发生末端震荡，在齿条稳定后调节器会按照一定的梯度逐渐降低，使齿条缓慢向平衡点移动，避免齿条长时间保持在平衡点之外。调节器在触发过程中在满足自学习条件后会对平衡点进行新的设定，实现更好的末端手感。

Claims (6)

1.一种末端平衡点稳定与调节的方法，包括EPS末端保护控制系统，EPS末端保护控制系统内设有信号获取及处理模块，其特征在于：在EPS末端保护控制系统中增加调节器模块、稳定器模块，具体方法如下：

S1，信号获取及处理：根据转向系统中的扭矩角度传感器获取转向角度与方向盘扭矩；根据转向系统中的转向角度确定经减速机构及齿轮齿条啮合机构转换下的等效齿条位移、齿条速度、齿条加速度；根据转向系统中的方向盘角度确定等效的齿条末端位置；根据转向系统中的通用EPS控制策略获取电机等效在齿条的驱动力、通用的末端保护起作用位置、软件模拟的末端位置；

S2，稳定器模块：依据方向盘角度、方向盘转速、方向盘扭矩、电机助力、转向机构相关机械参数，通过齿条运动趋势估算、超调量估算以及稳定器输出运算子模块进行稳定力的输出；

S3，调节器模块：依据机械止点、软件模拟止点、驾驶员手力、电机助力、稳定器模块输出的齿条位置、齿条速度、稳定力、齿条合力，通过平衡点设定、调节器触发判断、调节器输出运算以及平衡点修正模块进行调节力的输出。

2.根据权利要求1所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的稳定器模块的具体工作流程如下：

S21，齿条当前时刻位置计算：根据方向盘当前角度A_k，机械传动比σ1，结合运动学模型算出当前齿条位置P₀；

S22，齿条当前时刻速度计算：根据方向盘转速V_s，机械传动比σ2，结合运动学模型算出当前速度V_a；根据电机转速R₀，机械传动比σ3，结合运动学模型算出齿条速度V_b，根据传感器误差对电机计算得到的齿条速度和方向盘计算得到的齿条速度进行校验与修正，得到校验后的齿条速度V₀；

S23，齿条合力计算：根据手力、电机助力、齿条位置以及齿条速度，结合齿条力观测器方法，估算出当前齿条合力F_k；运动趋势计算公式为 其中，V_k为齿条速度，F_k为齿条合力，M为齿条质量；

S24，根据当前时刻的齿条位置、齿条速度、齿条合力以及固有质量计算出下一时刻的运动位置P₁；计算公式为

S25，根据当前时刻齿条速度、齿条合力以及固有质量计算下一时刻的速度V₁；

S26，超调量估算：依据估算的下一时刻位置P₁以及设定的平衡点位置，估算出当前时刻超调量α；

S27，计算稳定力输出：根据超调量α以及估算的下一时刻速度V₁，结合调试方法确定的基于超调量以及估算的速度增益曲线K1、K2，结合当前齿条速度V₀，算出稳定力F_稳。

3.根据权利要求1所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的调节器模块的具体工作流程如下：

S31，平衡点设定：依据软件模拟止点Pf及机械止点Pe，根据调试经验值设定初始平衡点Pt，该初始平衡点Pt设定在软件模拟止点Pf的1mm范围内；

S32，调节器触发判断：依据齿条位置P₀、齿条速度V_k、稳定器的输出力F_稳，当齿条位置P₀超过设定的初始平衡点Pt，即|P₀|-|Pt|>0；过平衡点时的齿条速度V_k超过设定的阈值V_lim，即V_k>V_lim；稳定器输出力F_稳处于下降趋势，在一定时间T_debounce内小于设定阈值F_lim，即在T_debounce的累计时间内持续有F_稳(t)<F_稳(t-1)，且F_稳(t)<F_lim；当上述三个条件满足时，调节器触发标志f_T置为有效；

S33，计算调节力输出：依据驾驶员手力Ttbt、通过稳定器算出的齿条合力F_k、当前电机助力Ftlc，结合齿条受力平衡方程，计算出在f_T有效后该位置的调节器初始调节力F_调(0)；调节器在初始输出一定时间T_deb1后，若齿条位置依旧超过设定的初始平衡点，即|P₀|-|Pt|>0时，调节器输出将按照设定的梯度R_lim调整，使齿条向设定的初始平衡点缓慢移动；

S24，平衡点修正：根据调节器的初始输出，估计平衡点位置Pu，依据设定的初始平衡点Pt，计算平衡点向末端增加的增量ΔA，该增量在齿条下一次进入末端时，对平衡点进行修正。

4.根据权利要求2所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的动力学模型的方程为：其中，Ftbt为驾驶员输入扭矩转换至齿条的驱动力，Ftlc为电机助力转换至齿条的驱动力，F1表示车辆前轴载荷、轮胎手力及摩擦下的转向阻力，M为齿条质量，x为齿条位移，Br为齿条移动阻尼系数。

5.根据权利要求2所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：所述的机械传动比σ1和机械传动比σ2为同一个数据，表示方向盘运动转换到齿条运动的机械传动比；所述的机械传动比σ3与机械传动比σ1、机械传动比σ2为不同数据，机械传动比σ3表示助力电机运动转换到齿条运动的机械传动比。

6.根据权利要求3所述的一种末端平衡点稳定与调节的方法，其特征在于：当齿条受力平衡并达到稳定时，有：Ftbt+Ftlc＝F1；其中，F1在没有撞到齿条末端之前，其转向助力变化特性不变；撞到末端时，F1会骤然变大。