[发明专利]力矩补偿方法、助力转向系统及汽车

说明书

本发明公开了一种力矩补偿方法，助力转向系统及汽车；力矩补偿方法：车辆进入直线加速行驶跑偏状态时进入前馈补偿阶段计算获得前馈补偿力矩；满足反馈补偿条件后在最终前馈补偿力矩的基础上进行补偿获得反馈补偿力矩，并将最终前馈补偿力矩叠加反馈补偿力矩后生成补偿力矩；将补偿力矩与助力转向系统的力矩环计算的助力力矩叠加，获得最终助力力矩，并控制助力转向系统的电机输出最终助力力矩。前馈补偿阶段响应快，只要车辆处于直线加速跑偏状态，前馈补偿阶段能立即输出前馈补偿力矩，降低跑偏量；反馈补偿阶段可以将手力降至目标力矩，减小跑偏过程中保持的手力，降低驾驶疲劳。前馈补偿力矩和反馈补偿力矩可以达到最佳纠正跑偏的效果。

技术领域

本发明涉及电动转向系统的力矩控制技术领域，特别涉及一种力矩补偿方法、助力转向系统及汽车。

背景技术

车辆由于前舱布置空间有限，会导致车辆左右车轮载荷差异、左右驱动轴长短及水平夹角不一致、左右前悬架零部件无法做到完全对称(前置前驱型车辆尤为明显)、轮胎磨损等因素，总是存在的跑偏现象。在车辆急加速情况下，跑偏现象更加明显，特别的是向右跑偏。目前，为了解决跑偏问题，一般通过控制车辆左右两侧悬架零部件的一致性，缩小左右驱动轴长短和角度差异，缩小左右前轮载荷差异，使左右前轮运动状态及受力情况尽可能对称。但是，车辆在急加速时由于左右驱动半轴与水平夹角依然会出现差异，且驱动力会因为左右半轴长度不同而稍有不同，导致路面对左右车轮作用于转向主销的力矩不同，从而产生扭力转向。例如，在急加速过程中手脱离方向盘时，车辆向右跑偏，方向盘出现小角度向右偏转；在急加速过程中握住方向盘时，需要维持较大手力才能让车辆沿直线行驶，严重影响整车安全及驾驶感受。

公开号为CN 108394409 A的中国专利申请公开了以下方法：获取车辆的左前轮轮速和右前轮轮速，并计算左右前轮轮速的轮速差，根据轮速差判断车辆的转向；获取车辆的转向盘的扭矩信号，根据扭矩信号判断扭矩方向；当加速度大于预设加速度且扭矩方向与车辆的转向不一致时，根据标定纠正扭矩和扭矩方向对车辆的转向进行纠正，该方法能在某些工况纠正跑偏，但也存在弊端，当手松开方向盘时检测的扭杆力为0，则无法对跑偏纠正。

公开号为CN 106740869 A的中国专利申请公开了以下方法：利用道路信号判断车辆是否处于直行状态，然后根据获取的车辆前轮信号和方向盘转角信号计算车辆偏转角度，大于设定的阈值时纠正跑偏，该方法获取道路信息需要额外传感器，增加成本，且无法对加速引起的跑偏对车辆纠正。

公开号为CN 102795263 A的中国专利申请针对的是道路存在坡度时而发生的跑偏提出了车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，无法对加速引起的跑偏对车辆纠正。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中车辆防跑偏系统的补偿扭矩控制方法，无法对直线加速引起的跑偏对车辆纠正的问题。本发明提供了一种力矩补偿方法、助力转向系统及汽车。

为解决上述技术问题，本发明实施方式公开了一种力矩补偿方法，包括以下步骤：

S1、获取车辆行驶信息，并根据第一判断规则基于车辆行驶信息判断车辆是否进入直线加速行驶跑偏状态；

若车辆行驶信息满足第一判断规则，则判断车辆进入直线加速行驶跑偏状态，进入前馈补偿阶段；

若车辆行驶信息不满足第一判断规则，则判断车辆未进入直线加速行驶跑偏状态，输出的补偿力矩为0，并继续判断车辆是否进入直线加速行驶跑偏状态；其中，

车辆行驶信息包括：车速、纵向加速度、方向盘转角、方向盘转速、横向加速度、横摆角速度和手力力矩；

S2、前馈补偿阶段：根据纵向加速度、车速、方向盘转角以及横向加速度按照第一计算规则计算获得前馈补偿力矩；

若车辆当前状态满足自学习条件，则对前馈补偿力矩进行限幅得到最终前馈补偿力矩；若车辆当前状态不满足自学习条件，前馈补偿力矩为最终前馈补偿力矩；