專利名稱：一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，尤其適用于包含 特殊轉(zhuǎn)向工況的情形。
技術(shù)背景當(dāng)前，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展及人們對(duì)車輛電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)等操縱穩(wěn)定性和安全、環(huán)保、 節(jié)能要求的日益提高，汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(簡(jiǎn)稱EPS)系統(tǒng)已成為世界汽車零部件行業(yè)開 發(fā)研制的重點(diǎn)，是現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。汽車EPS系統(tǒng)主要由助力特性模塊、電 動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流控制模塊和電動(dòng)機(jī)組成，根據(jù)作用在方向盤上的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車速信號(hào)，確定 助力電機(jī)目標(biāo)電流和助力方向，通過(guò)電子控制裝置使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的輔助力， 協(xié)助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，并獲得最佳轉(zhuǎn)向特性的伺服系統(tǒng)。其中，汽車EPS系統(tǒng)電動(dòng)機(jī) 的驅(qū)動(dòng)與控制是其開發(fā)和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能的好壞不僅影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及整車 性能的好壞，而且影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)甚至整車行使的安全。目前，電動(dòng)機(jī)的控制方法主要集中在采用直線型助力特性曲線或常規(guī)助力控制、回正 控制、阻尼控制的組合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制目標(biāo)，但在實(shí)際中，上述方式存在兩個(gè)缺陷 第一，無(wú)法在轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間達(dá)到一個(gè)較理想的平衡點(diǎn)；第二，由于影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 工作效能的因素是多種多樣的，有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自身的因素，如電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)等，有外界干擾 因素，如路面不平等，也有主觀因素，如駕駛員操作不當(dāng)?shù)鹊?，因此，提出一種滿足以上 兩點(diǎn)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制方法，提高汽車行駛的操縱性能和安全性能已成為國(guó)內(nèi)業(yè)界開發(fā) 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的瓶頸之一。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)以及該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制方法，可以在轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間達(dá)到一個(gè)理想的平衡點(diǎn)，提 高汽車行駛的操縱性能和安全性能。本發(fā)明包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是由EPS系統(tǒng)依次連 接基本助力特性模塊、目標(biāo)電流控制模塊以及電動(dòng)機(jī)，特殊工況補(bǔ)償模塊并接在基本助力 特性模塊和目標(biāo)電流控制模塊之間，特殊工況補(bǔ)償模塊由滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償、緊急避讓 補(bǔ)償和回正補(bǔ)償組成。本發(fā)明包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法釆用的技術(shù)方案是包括如下步驟A、 特殊工況補(bǔ)償模塊產(chǎn)生特殊工況補(bǔ)償電流，由滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償、緊急避讓補(bǔ) 償和回正補(bǔ)償這三者補(bǔ)償電流的代數(shù)和得到特殊工況補(bǔ)償電流；B、 由基本助力特性模塊產(chǎn)生基本助力電流；C、 將特殊工況補(bǔ)償電流和基本助力電流進(jìn)行代數(shù)和運(yùn)算后產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流；D、 電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流經(jīng)過(guò)電流檢測(cè)、限幅和PID控制)后，由PWM控制控制電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輸出轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明中電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流為基本助力電流和特殊工況補(bǔ)償電流的代數(shù)和，其中，基 本助力電流采用曲線型助力特性形式，通過(guò)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向盤力矩函數(shù)和車速感應(yīng)函數(shù)，可以在 轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間達(dá)到一個(gè)理想的平衡點(diǎn)。特殊工況補(bǔ)償電流為回正補(bǔ)償電流、緊急 避讓補(bǔ)償電流和滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償電流的代數(shù)和，可以兼顧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自身的因素、外界 干擾因素和主觀因素等對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作效能的影響，并且對(duì)電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、 限幅，保證電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù)能力，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性， 因此，該系統(tǒng)可以有效提高汽車行駛的操縱性能和安全性能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 圖l為系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流的控制方法示意圖； 圖2為圖1中基本助力特性模塊2的曲線型助力特性二維圖； 圖3為圖1中基本助力特性模塊2的曲線型助力特性三維圖； 圖4為圖1中電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流的控制流程圖。圖中l(wèi).特殊工況補(bǔ)償模塊；2.基本助力特性模塊；3.電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流控制模塊；4.滿 載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償；5.緊急避讓補(bǔ)償；6.回正補(bǔ)償；7.電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)、限幅；8.PID控制； 9.PWM控制；v.車速；？;.駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩；^.轉(zhuǎn)向盤輸入軸的旋轉(zhuǎn)角；乙.轉(zhuǎn)向 盤扭桿的反作用轉(zhuǎn)矩；？;.轉(zhuǎn)向盤的助力轉(zhuǎn)矩；？；.電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩；& .路面的隨機(jī)作用力。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，主要包括基本助力電流的產(chǎn)生、特殊轉(zhuǎn)向工況補(bǔ)償電流的產(chǎn)生和電動(dòng)機(jī) 目標(biāo)電流的控制三部分。由EPS系統(tǒng)依次連接基本助力特性模塊2、目標(biāo)電流控制模塊3 以及電動(dòng)機(jī)。特殊工況補(bǔ)償模塊1并接在基本助力特性模塊2和目標(biāo)電流控制模塊3之間，特殊工況補(bǔ)償模塊l由滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償4、緊急避讓補(bǔ)償5和回正補(bǔ)償6組成。其中 目標(biāo)電流控制模塊3是由PID控制8、連接PID控制8的PWM控制9以及并接在PID控 制8和PWM控制9兩端的電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)、限幅7組成?；局μ匦阅K2產(chǎn)生基本助力電流，特殊工況補(bǔ)償模塊1產(chǎn)生特殊工況補(bǔ)償電流， 將基本助力電流和特殊工況補(bǔ)償電流兩者進(jìn)行代數(shù)和運(yùn)算后產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流，該目 標(biāo)電流由控制器PID控制后經(jīng)脈寬調(diào)制限幅，由汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的脈寬調(diào)制 PWM功能控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輸出轉(zhuǎn)矩。 '如圖2、 3，本發(fā)明的基本助力特性模塊2用曲線型助力特性曲線，該曲線的設(shè)計(jì)包括 轉(zhuǎn)向盤力矩函數(shù)的確定和車速感應(yīng)函數(shù)的確定兩部分，可使之在轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間達(dá) 到一個(gè)理想的平衡點(diǎn)。采用的曲線型助力特性曲線的二維圖如圖2所示，其三維圖如圖3所示。其中，0< ;<7;。為無(wú)助力區(qū)，7;。< ;<7;_為助力變化區(qū)，r,27;^為助力不變區(qū)。 其表達(dá)式如下<formula>formula see original document page 5</formula>式中/_為電動(dòng)機(jī)的最大工作電流；r,為轉(zhuǎn)向盤輸入力矩；^00為曲線梯度，隨車 速增大而減??；？;。為EPS開始助力時(shí)的轉(zhuǎn)向盤輸入力矩；r,^為EPS提供最大助力時(shí)的轉(zhuǎn) 向盤輸入力矩；/(rj為轉(zhuǎn)向盤力矩函數(shù)；K(v)為車速感應(yīng)函數(shù)。在L ~L范圍內(nèi)該曲線具有以下特點(diǎn)1. 單調(diào)遞增，恒大于零，即/(O0，/(O0;2. 電流對(duì)轉(zhuǎn)矩的梯度函數(shù)單調(diào)遞增，恒大于零，即/"( ;ho 。因此，曲線型助力特性曲線的確定包括兩個(gè)方面， 一是轉(zhuǎn)向盤力矩函數(shù)的確定，二是 車速感應(yīng)函數(shù)的確定。 確定轉(zhuǎn)向盤的力矩函數(shù)為其中，《、 6、 c分別為待定系數(shù)，可根據(jù)不同的取值來(lái)調(diào)整各個(gè)扭矩區(qū)間的助力增益的 大小。根據(jù)獲得的用戶對(duì)路感的要求確定車速的感應(yīng)函數(shù)。設(shè)^的表達(dá)式如下p。，A,…,A為&的多項(xiàng)式系數(shù)；v為車速。本發(fā)明的滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償4引入一個(gè)補(bǔ)償電流，防止控制器辨別工況時(shí)與緊急避 讓發(fā)生沖突，其判斷條件為方向盤轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩均大于設(shè)定的特定值，且僅在車速低于 v^40Jto/h;緊急避讓補(bǔ)償5引入一種補(bǔ)償電流，起到摩擦阻力的作用，防止轉(zhuǎn)向過(guò)度，其判斷條件為車速超過(guò)T^z40h/A且轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的變化率超過(guò)々^^90。/"回正補(bǔ)償6考慮 兩種情況 一是回正力矩過(guò)小，轉(zhuǎn)向盤不能回到中間位置現(xiàn)象，此時(shí)引入一個(gè)回正補(bǔ)償電 流，使方向盤轉(zhuǎn)向后回到直行位置，其判斷條件為低速回正過(guò)程v^v,20teM且方向盤轉(zhuǎn)矩及方向盤轉(zhuǎn)角絕對(duì)值急劇下降；二是回正力矩過(guò)大，引起轉(zhuǎn)向盤位置超調(diào)現(xiàn)象，此時(shí)增 加一個(gè)補(bǔ)償電流，防止出現(xiàn)方向盤超調(diào)現(xiàn)象，以提高安全性，其判斷條件為高速回正過(guò)程 v > v, = 20)bn //j且轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角絕對(duì)值急劇下降。本發(fā)明的特殊工況補(bǔ)償電流為回正補(bǔ)償電流、緊急避讓補(bǔ)償電流和滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ) 償電流的代數(shù)和，主要是進(jìn)行特殊轉(zhuǎn)向工況的判斷和進(jìn)行補(bǔ)償電流的產(chǎn)生，具體如下1、回正過(guò)程補(bǔ)償在轉(zhuǎn)向盤回正過(guò)程中，考慮兩種轉(zhuǎn)向情況 一是回正力矩過(guò)小，轉(zhuǎn)向盤不能回到中間 位置的現(xiàn)象；二是回正力矩過(guò)大，引起轉(zhuǎn)向盤位置超調(diào)的現(xiàn)象。汽車在低速轉(zhuǎn)向過(guò)程中，由于路面阻力矩較大，所以優(yōu)先考慮的是轉(zhuǎn)向輕便性。同時(shí) 由于輪胎回正力矩較小及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有摩擦阻力的作用，方向盤不能及時(shí)回到中間位置， 存在殘余角度。因此，在低速轉(zhuǎn)向后的回正過(guò)程中有必要施加一個(gè)回正補(bǔ)償電流，通過(guò)補(bǔ) 償使方向盤轉(zhuǎn)向后回到直行位置。其補(bǔ)償公式為式中v為車速；"為車速，^,=20^/72;、為與回正補(bǔ)償有關(guān)的系數(shù)；《為轉(zhuǎn)向盤輸 入軸的旋轉(zhuǎn)角。=+/^5 +"4 +av3 +p5v+a判斷條件為低速回正過(guò)程(V《Vl=20yb M)，判斷方式為方向盤轉(zhuǎn)矩及方向盤轉(zhuǎn)角絕對(duì) 值急劇下降，艮卩式中7;為駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩；《為轉(zhuǎn)向盤輸入軸的旋轉(zhuǎn)角；C" C-,為與回正補(bǔ)償有關(guān)的常數(shù)。隨著車速的提高，路面阻力減小，而回正力矩隨著車速的提高而增加，導(dǎo)致在中高速 情況下，方向盤在回正力矩的作用下有可能出現(xiàn)回正過(guò)度現(xiàn)象，對(duì)行駛安全極為不利。因 此需要增加一個(gè)補(bǔ)償電流，防止出現(xiàn)方向盤超調(diào)現(xiàn)象，以提高安全性。其補(bǔ)償公式為式中v為車速；v,為車速，v,20^/Zz; t2為與回正補(bǔ)償有關(guān)的系數(shù)；《為轉(zhuǎn)向盤輸 入軸的旋轉(zhuǎn)角。判斷條件為高速回正過(guò)程(v>Vl=20^/A)，判斷方式為方向盤轉(zhuǎn)矩及方向盤轉(zhuǎn)角絕對(duì) 值急劇下降，艮口式中？;為駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩；^為轉(zhuǎn)向盤輸入軸的旋轉(zhuǎn)角；C, 、 C《 為與回正補(bǔ)償有關(guān)的常數(shù)。由于/,2起到的是一個(gè)阻尼效果，因此待定系數(shù)^為負(fù)值。 2、緊急避讓過(guò)程補(bǔ)償在汽車高速行駛過(guò)程中，當(dāng)前方突然出現(xiàn)障礙物，駕駛員的第一反應(yīng)是踩剎車和急打 方向盤。在這種情況下極易發(fā)生操縱力過(guò)大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向過(guò)度。同時(shí)，由于所設(shè)計(jì)的助力增 益是隨著車速的減小而增大的，由于車輛減速，因此助力扭矩增大，進(jìn)一步加大了轉(zhuǎn)向力 矩。最終的結(jié)果就有可能是車輛轉(zhuǎn)向過(guò)度導(dǎo)致車輛失控甚至甩尾及翻車。為了避免這種情況的發(fā)生，提高車輛的安全性，引入一種補(bǔ)償電流，起到摩擦阻力的 作用，防止轉(zhuǎn)向過(guò)度。其工作原理是，控制器根據(jù)輸入的車速信號(hào)、轉(zhuǎn)矩信號(hào)、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)，實(shí)時(shí)估計(jì)車輛的行駛工況，當(dāng)車速超過(guò)一定值(^=40/^//^)，且方向盤轉(zhuǎn)角的變 化率超過(guò)一定值(4^-90。/J時(shí)，觸發(fā)控制器，產(chǎn)生主動(dòng)摩擦補(bǔ)償電流/。,。其補(bǔ)償公式為來(lái)l、r豐l;=-4/00.4 《《 式中《"v)為主動(dòng)摩擦系數(shù)系數(shù)；《為轉(zhuǎn)向盤輸入軸的旋轉(zhuǎn)角；4_為與緊急避讓補(bǔ) 償電流有關(guān)的常數(shù)。在EPS正常工作狀態(tài)，即離合器接觸良好時(shí)，&=G^， ^/力為主動(dòng)摩擦系數(shù)，它的 取值不能太小，太小不能充分起到主動(dòng)摩擦阻力的作用，也不能太大，太大會(huì)導(dǎo)致駕駛員操縱吃力，無(wú)法及時(shí)避開障礙物，根據(jù)車輛行駛阻力隨著車速提高而減小的特點(diǎn)，將ig(力設(shè)定為隨著車速的提高而增大，即阻力效能隨車速提高而增大，艮P:式中、為常數(shù)；v為車速；v,為車速，v2=20fon//i。 3、滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償在設(shè)計(jì)助力特性時(shí)，假設(shè)車輛自重均為空載。但在實(shí)際中，車輛的負(fù)載情況是對(duì)轉(zhuǎn)向 阻力影響最大的因素之一。因此，在滿載時(shí)容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重。當(dāng)汽車在滿載調(diào)頭轉(zhuǎn)彎時(shí)， 轉(zhuǎn)向角度及轉(zhuǎn)向角速度很大，此時(shí)路面反饋到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的阻力就會(huì)變得很大。為此，引入 一個(gè)補(bǔ)償電流，為了防止控制器辨別工況時(shí)與緊急避讓發(fā)生沖突，其判斷條件為方向盤轉(zhuǎn) 角及轉(zhuǎn)矩均大于某一特定值，且僅在車速低于、-4(^m/A時(shí)才觸發(fā)。其補(bǔ)償公式為<formula>formula see original document page 8</formula>式中/^為滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償電流；《^00為轉(zhuǎn)向盤力矩峰值調(diào)節(jié)系數(shù)；T^為開 始進(jìn)行峰值調(diào)節(jié)時(shí)的轉(zhuǎn)向盤力矩。同時(shí)為了兼顧路感，不破壞汽車行駛的安全性，將^^" 也設(shè)置為隨車速的提高而遞減，其表達(dá)式為-K如f , 式中、6為常數(shù)；v為車速；^為車速，v2=20Am//z。根據(jù)以上得到的基本助力電流和特殊補(bǔ)償電流，計(jì)算其代數(shù)和，通過(guò)設(shè)置的霍爾電流 傳感器采集電動(dòng)機(jī)電樞電流并監(jiān)控其大小，如果超過(guò)電動(dòng)機(jī)電樞電流的極限值，控制器發(fā) 出指令，EPS停止助力，對(duì)電動(dòng)機(jī)及其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，艮口最大電流由下式?jīng)Q定<formula>formula see original document page 8</formula>式中/ ^為電動(dòng)機(jī)最大電流，rmp為電動(dòng)機(jī)溫度，二者之間是一種非線性的關(guān)系，且電機(jī)溫度越高，允許通過(guò)的最大電流隨之減小。反之，則通過(guò)控制器的脈寬調(diào)制，即PWM控制來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輸出轉(zhuǎn)矩， 其控制流程如圖4所示。汽車EPS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)初始化后，進(jìn)入故障診斷子程序，如果存在故 障，則進(jìn)行故障的識(shí)別和故障代碼的顯示，否則進(jìn)行車速信號(hào)的采集，如果車速大于EPS 停止助力的臨界條件，則EPS系統(tǒng)不工作，否則采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)并根據(jù)設(shè)定的曲線型 助力特性計(jì)算基本助力電流，同時(shí)，繼續(xù)采集或計(jì)算轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速信號(hào)和 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，根據(jù)以上信號(hào)判定特殊轉(zhuǎn)向工況的情況并施加合適的特殊工況補(bǔ)償電流， 最后將基本助力電流和特殊工況補(bǔ)償電流進(jìn)行代數(shù)相加，得到電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流，通過(guò)限 幅監(jiān)控和PID控制后，通過(guò)控制器的脈寬調(diào)制功能控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輸出轉(zhuǎn)矩。綜上所述，本發(fā)明提出了一種用于提高汽車操縱性能和安全性能的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制 方法，采用曲線型助力特性產(chǎn)生基本助力電流，在轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間達(dá)到一個(gè)較理想 的平衡點(diǎn)；采用包括回正過(guò)程補(bǔ)償、緊急避讓過(guò)程補(bǔ)償、滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償?shù)奶厥廪D(zhuǎn)向 工況補(bǔ)償電流，兼顧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自身的因素、外界干擾因素和主觀因素等對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作效 能的影響；采用電動(dòng)機(jī)電樞電流監(jiān)控限幅，保證電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù) 能力，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。
權(quán)利要求
1、一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由EPS系統(tǒng)依次連接基本助力特性模塊(2)、目標(biāo)電流控制模塊(3)以及電動(dòng)機(jī)，其特征在于特殊工況補(bǔ)償模塊(1)并接在基本助力特性模塊(2)和目標(biāo)電流控制模塊(3)之間，特殊工況補(bǔ)償模塊(1)由滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償(4)、緊急避讓補(bǔ)償(5)和回正補(bǔ)償(6)組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所 述的目標(biāo)電流控制模塊(3)是由PID控制(8)、連接PID控制(8)的PWM控制(9) 以及并接在PID控制(8)和PWM控制(9)兩端的電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)、限幅(7)組成。
3、 一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括如下步驟A、 特殊工況補(bǔ)償模塊(1)產(chǎn)生特殊工況補(bǔ)償電流，由滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償(4)、緊 急避讓補(bǔ)償(5)和回正補(bǔ)償(6)這三者補(bǔ)償電流的代數(shù)和得到特殊工況補(bǔ)償電流；B、 由基本助力特性模塊(2)產(chǎn)生基本助力電流；C、 將特殊工況補(bǔ)償電流和基本助力電流進(jìn)行代數(shù)和運(yùn)算后產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流；D、 電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流經(jīng)過(guò)電流檢測(cè)、限幅(7)和PID控制(8)后，由PWM控制 (9)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輸出轉(zhuǎn)矩。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于步驟B中基本助力特性模塊(2)采用曲線型助力特性曲線，該曲線的設(shè)計(jì)包括 轉(zhuǎn)向盤力矩函數(shù)的確定和車速感應(yīng)函數(shù)的確定兩部分。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，步驟A中滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償(4)的補(bǔ)償電流判斷條件為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩均 大于設(shè)定的特定值且車速低于40km/h。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于步驟A中緊急避讓補(bǔ)償(5)的補(bǔ)償電流判斷條件為車速超過(guò)40km/h且轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn) 角的變化率超過(guò)90。 /s。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于步驟A中回正補(bǔ)償(6)的補(bǔ)償電流判斷條件為車速不大于20km/h回正過(guò)程且轉(zhuǎn) 向盤轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角絕對(duì)值下降；或判斷條件為車速大于20km/h回正過(guò)程且轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn) 矩及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角絕對(duì)值下降。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包含特殊工況的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，由EPS系統(tǒng)依次連接基本助力特性模塊、目標(biāo)電流控制模塊以及電動(dòng)機(jī)，特殊工況補(bǔ)償模塊并接在基本助力特性模塊和目標(biāo)電流控制模塊之間，特殊工況補(bǔ)償模塊由滿載大角度轉(zhuǎn)彎補(bǔ)償、緊急避讓補(bǔ)償和回正補(bǔ)償組成，由特殊工況補(bǔ)償電流和基本助力電流兩者進(jìn)行代數(shù)和運(yùn)算后產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流，經(jīng)電流檢測(cè)、限幅和PID控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輸出轉(zhuǎn)矩，本發(fā)明可在轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間達(dá)到理想的平衡，兼顧各種因素對(duì)系統(tǒng)工作效能的影響，可對(duì)電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、限幅，保證系統(tǒng)的過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù)能力，有效提高汽車行駛的操縱和安全性能。
文檔編號(hào)B62D6/00GK101332833SQ20081002270
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者劉海妹, 江浩斌, 趙景波, 龍 陳 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)