[实用新型]一种基于可抑制发散的卡尔曼滤波器的线控转向系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是汽车线控转向系统的领域，具体描述的是一种基于可抑制发散的卡尔曼滤波器的线控转向系统，属于汽车转向系统的控制领域。

背景技术

现如今，取消了转向系统中的机械间连接的线控转向系统有着较好的发展前景，它具有实现主动转向以及可变转向盘力矩反馈的功能，它的设计灵活，简化结构等特点受到大众的追捧。对线控转向系统，特别强调汽车转向系统必要的的“路感”，因此决定了线控转向系统的运行强烈地依赖于传感器信号的属性，这也导致其可靠性较传统转向系统大大降低了。为了解决这一问题，提出运用卡尔曼滤波估计的方法减少传感器的数量，以提高精度。但同时，也引出了另外一个问题——滤波发散。系统的数学模型或者噪声的统计特性不准确，不能反映系统真实的物理过程，这些因素会使得卡尔曼滤波发散。

另外，在各种变化的工况下，对传感器存在一定的噪声干扰，而且汽车也会受到横风以及路面激励的影响，这些都会影响汽车的转向系统的可靠性，转向系统的稳定性能对汽车的行车安全性有着极大的影响。

因此，对线控转向系统配备一个可抑制发散的卡尔曼滤波器和一个具有良好抗干扰性能和稳定性能的转向控制器是完全有必要的。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种可抑制发散的卡尔曼滤波器与μ综合鲁棒控制器协同工作的基于可抑制发散的卡尔曼滤波器的线控转向系统及控制方法，本实用新型所公开的系统能够在保证转向稳定的前提下，通过控制转向系统中的转向电机的驱动电流，得到适应不同工况下的转向角度，使得系统具有良好的干扰抑制性能，从而能够获得良好的汽车操纵稳定性。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于可抑制发散的卡尔曼滤波器的线控转向系统，包括方向盘(1)及其连接机构Y、方向盘转角传感器(2)、方向盘转矩传感器(3)、路感电机A、路感电机电流传感器(6)、转向电机B、转向电机电流传感器(7)、齿轮齿条转向器(4)、位置传感器(5)、前轮转角传感器(8)、车速传感器(9)、转向电子控制单元ECU、滤波估计模块L、安全判断模块P 以及控制信号叠加模块C，其中。

所述方向盘(1)通过连接机构Y的转向管柱与路感电机A连接，方向盘转角传感器(2) 与方向盘转矩传感器(3)均安装在转向管柱上，所述方向盘转角传感器(2)采集方向盘(1) 的转角信号，方向盘转矩传感器(3)采集方向盘(1)上施加的力矩信号，所测得的转角信号和力矩信号输入到滤波估计模块L的输入端和转向电子控制单元ECU。

所述路感电机电流传感器(6)与路感电机A安装在一起，所述路感电机电流传感器(6) 用于检测输入路感电机A的电流信号，并将检测到的输入路感电机A的电流信号输入到转向电子控制单元ECU。

所述转向电机B与齿轮齿条转向器(4)相连，转向电机电流传感器(7)与转向电机B 安装在一起，所述转向电机电流传感器(7)检测输入转向电机B的电流信号，并将检测到的输入转向电机B的电流信号输入到转向电子控制单元ECU。

所述齿轮齿条转向器(4)上安装位置传感器(5)，所述位置传感器(5)用于采集齿轮齿条转向器中齿条的位移信号，并将检测到的位移信号输入到滤波估计模块L的输入端和转向电子控制单元ECU。齿轮齿条转向器(4)与前轮相连接。

所述前轮转角传感器(8)以及车速传感器(9)安装在前轮上，所述前轮转角传感器(8) 用于检测前轮的转向角的信号，所述车速传感器(9)用于检测汽车的实时的车速信号。测得的转向角的信号和车速输入到滤波估计模块L的输入端。

所述滤波估计模块L的输入端接收方向盘转角传感器(2)、方向盘转矩传感器(3)、位置传感器(5)、前轮转角传感器(8)以及车速传感器(9)的信号，滤波估计模块L的输出端与安全判断模块P连接。

所述控制信号叠加模块C输入端与安全判断模块P输出端连接，而控制信号叠加模块C 输出端与转向电子控制单元ECU连接。

所述转向电子控制单元ECU输入端分别与方向盘转角传感器(2)、方向盘转矩传感器(3)、位置传感器(5)、路感电机电流传感器(6)、转向电机电流传感器(7)、安全判断模块P、控制信号叠加模块C连接，而转向电子控制单元ECU的输出端均与路感电机A和转向电机 B连接。