[发明专利]主动转向干预下电动助力转向系统的助力电机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主动转向附加转角干预下电动助力转向系统的助力电机控制方法，属于融合主动转向功能的电动助力转向系统的助力电机控制领域。

背景技术

目前，融合主动转向功能的电动助力转向系统成为电动助力转向系统的未来发展方向。主动转向本质上是控制转向系统的角位移传递特性，通过施加附加转角θ_ac改变转向系统的角位移传递特性，实现变传动比控制和转向主动干预控制，充分发挥转向系统在改善整车稳定性中的作用。

根据牛顿第一定律，力并不是维持物体运动的条件，而是改变物体运动状态的原因。主动转向通过施加附加转角改变转向系统的角位移传递特性的同时，也改变了转向系统的力矩传递特性，造成驾驶员施加在转向盘上的把持力矩发生大的突变，导致转向系统操纵性能的恶化。而电动助力转向系统的助力电机可以通过施加辅助力矩来改变转向系统的力矩传递特性，以获得良好的转向路感，满足安全驾驶的需要。因此，在主动转向附加转角干预下，可以通过修正电动助力转向系统助力电机施加的助力力矩来改善转向系统的转向路感。

日本东京大学的Ryo Minaki提出了主动转向附加转角干预下，助力电机的变助力增益的控制方法，该方法是在传统的电动助力转向系统的助力增益控制方法的基础上增加一个修正项，其目的是通过改变传统的助力特性，实现削弱主动转向附加转角干预下转向盘把持力矩的突变量。其控制思想是将转向盘转角θ_sw与主动转向附加转角θ_ac求和，并将两者之和与转向盘转角θ_sw的比值作为原电动助力转向系统助力电机的助力增益k_a(u)的系数。则主动转向附加转角干预下，助力电机的助力增益K_a(u)满足K_a(u)＝[(θ_sw+θ_ac)/θ_sw]·k_a(u)的关系。现有的微中型轿车上的电动助力转向系统中助力电机的助力增益k_a(u)是有一定的车速上限的，即在一定的车速范围内才施加辅助力矩，这个助力车速范围一般在80～100Km/h之间，超出这个范围助力电机就不再施加辅助力矩。而现有轿车的最高时速可以达到160Km/h以上，这就意味着超出助力车速范围时，助力电机的助力增益k_a(u)就为零，若此时主动转向施加附加转角，该方法就不能对转向盘把持力矩的突变进行修正控制，导致转向系统操纵性能的恶化，无法满足汽车高速行驶时的安全驾驶的需要。

发明内容

本发明的目的是：提出一种不受限于传统电动助力转向系统助力车速范围和助力增益限制的，且能够在主动转向附加转角干预下实现全车速范围内助力修正的电动助力转向系统的助力电机控制方法。

该方法是在主动转向改变转向系统角位移传递特性的同时进行如下控制：

将助力控制模块确定的常规助力控制电流信号I_a与前馈助力修正控制模块确定的前馈助力修正控制电流信号ΔL_a进行线性叠加，得到助力电机总控制电流信号控制助力电机进行助力操作，助力电机通过助力电机减速机构施加助力力矩T_a，改变转向系统的力矩传递特性，助力力矩T_a与驾驶员施加的转向盘转矩T_d共同克服转向阻力矩T_R，通过转向传动机构驱动前轮完成转向。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、能够实现对转向系统力矩特性与角位移特性发生的改变进行解耦预测，实现转向系统力矩与角位移的解耦控制，达到转向系统力矩特性与角位移特性的完美结合。

2、能够在全车速范围内实现主动转向附加转角干预下助力电机的前馈助力修正控制。无主动转向附加转角干预时，助力电机按照助力特性进行常规助力控制；而当主动转向施加附加转角干预时，能够根据附加转角信号确定助力电机的前馈助力修正控制电流信号，尤其是在传统电动助力转向系统助力增益为零的车速范围内，实现主动转向附加转角干预下助力电机的前馈助力修正控制，解决汽车高速行驶时伴随主动转向附加转角干预同时发生的转向盘把持力矩的突变问题，改善汽车高速行驶时的安全驾驶性能。

附图说明

图1为本发明的助力修正前馈控制逻辑示意图。