[发明专利]基于SOC的汽车电动助力转向系统的助力特性曲线设计方法

说明书

本发明公开了基于SOC的汽车电动助力转向系统的助力特性曲线设计方法，对电池SOC的估计、根据电池SOC的值进行分类平滑处理、利用手力矩计算目标电流过程对比例关系ζ进行变化处理、对全车速下的曲线进行处理。其中，电池SOC的估计综合利用电流积分法、开路电压法、电池内阻法等方法，有效保证SOC的估计的精度；根据电池SOC的值进行分类平滑处理，分别考虑SOC40％以及SOC40％的情况，对原曲线型助力特性曲线分别进行平滑处理。本发明在设计助力曲线的过程中一方面是在曲线型助力曲线的基础上进行的平滑处理，效果更为良好；另一方面，本专利使在考虑电池电量的基础上进行的设计，能够保证电池电流的持续供给。

技术领域

本发明涉及EPS的助力特性曲线，确切地说是基于SOC的汽车电动助力转向系统的助力特性曲线设计方法。

背景技术

EPS的助力特性曲线是指电动机的助力电流与方向盘输入扭矩、车辆行驶速度、前轮气压、前轴轴重等参数之间的关系，一般情况下考虑方向盘输入扭矩、车辆行驶速度这两个主要参数即可满足控制要求。

EPS的助力特性曲线是EPS软件系统的关键技术。助力特性曲线决定了控制器(ECU)按照什么样的目标去控制助力电流的大小，去满足不同行驶工况下对助力扭矩的要求。基本的助力特性曲线大致分为：直线型、折线型、曲线型。

基本的助力特性曲线能够基本满足设计需求，但助力的实际效果较差，于是，出现对助力特性曲线的改进设计，其中，具有参数可调式的曲线型助力特性曲线设计，通过设定的参数对曲线型助力特性曲线进行形状的变化，能够使曲线随时可变。具有双斜率平滑助力曲线，可以根据小助力区和大助力区的不同手感要求对曲线参数进行独立标定，具有助力平顺、参数功能独立、易于调试的优点，能更好地满足驾驶员在转向手感方面的期望。

以上设计仅仅从曲线本身出发，没有考虑电池电量对于车辆助力产生的影响，在手力矩变化较大以及手力矩较大时，电池很有可能无法提供满足要求的EPS电流，EPS系统会突然断电，转向助力系统会瞬间不起作用，严重影响驾驶安全。

申请号为200810202069.7的中国专利，公开了“具有参数独立可调式曲线型助力特性的电动助力转向系统”；其存在参数调整使曲线设计周期长，同时，无法联系车辆的实际情况，从而根据车辆的实际情况进行曲线调整。

申请号为201010600546.2的中国专利，公开了“具有双斜率平滑助力曲线的电动助力转向系统，”其存在折线分段进行双斜率平滑处理的过程中无法保证助力曲线的实际应用效果，即是否能保证电池电量的持续供给等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于SOC的汽车电动助力转向系统的助力特性曲线设计方法，该方法考虑电池电量对于车辆助力产生的影响，能够在手力矩变化较大以及手力矩较大时，电池能提供满足要求的EPS电流，EPS系统不会突然断电，从而保证转向助力系统正常发挥作用，保证驾驶安全。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种基于SOC的汽车电动助力转向系统的助力特性曲线设计方法，所述的助力特性曲线的设计考虑电池SOC的情况，在曲线设计过程中在原曲线型助力特性曲线的基础上进行平滑处理，同时给EPS系统所需电流进行约束来保证电池即使在低电量的情况下也能够有稳定持续的电流输出，保证EPS整个助力过程的实现，曲线设计包括以下步骤：

步骤1)对电池的SOC进行估计；

步骤2)对SOC40％的情况，对应于曲线形助力特性曲线进行加权移动平均法平滑处理，改善曲线型助力曲线的变化率，从而稳定电池的电流输出；

步骤3)对SOC40％的情况，对曲线型助力特性曲线进行简单移动平均法平滑处理；

步骤4)对利用手力矩计算目标电流过程中：