本發(fā)明涉及一種控制技術，特別是一種汽車電動助力轉向系統的阻尼控制器。

背景技術：

汽車電動轉向系統控制中，為抑制回正超調、提高汽車的操穩(wěn)性，現有技術是在電機電流控制環(huán)上增加一控制環(huán)。一般的機械產品確定后，系統結構的摩擦系數就無法更改了，電動助力轉向系統需要對該摩擦系數進行軟件匹配，可實現靜態(tài)的阻尼控制。因為實際上汽車在各個車速下，所需的阻尼并非一成不變，根據駕駛習慣的統計，隨著車速的增加，阻尼電流需要提升；而實際上，傳統的阻尼控制往往只注重隨車速變化的趨勢，而忽略了另外一個重要因素，而導致阻尼控制不合理。本文考慮了另外一個重要因素，即助力轉矩對阻尼電流的影響，通常是把它作為閾值處理，當大于某一設定閾值，則關閉阻尼電流。而傳統的阻尼控制偏向硬著陸，所以存在以下問題：

1、穩(wěn)定性問題和安全問題；低速手力過沉或高速手力偏輕，所以會帶來一定的安全隱患；

2、任何非必要的阻尼可能導致：慣性或粘滯的轉向感覺，回位時會超調或回位過慢。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種在不同車速下轉向手力穩(wěn)定和轉向回位準確的一種汽車電動助力轉向系統的阻尼控制器。

實現本發(fā)明目的的技術方案是，包括助力扭矩閾值模塊、粘滯阻尼模塊、車速阻尼限幅模塊和乘法器一的串聯電路，其特征在于：低通濾波器D6與助力扭矩變化率窗函數串聯電路的輸入、輸出端分別與助力扭矩信號和乘法器二連接，助力扭矩窗函數的輸入端和輸出端分別與助力扭矩信號和所述乘法器二連接，所述乘法器二的輸出端與解藕濾波器的輸入端連接，所述解藕濾波器的輸出端與所述乘法器一的另一端連接，該乘法器一的輸出端與電機連接。

本發(fā)明與現有技術比較具有不同車速下轉向手力穩(wěn)定和轉向復位準確的顯著優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方框原理圖；圖2是本發(fā)明阻尼控制模塊圖；圖3是助力扭矩窗函數輸入輸出特性示意圖；圖4是助力扭矩變化率窗函數輸入輸出特性示意圖；圖5是不同車速條件下阻尼電流曲線示意圖。

具體實施方式

為了克服現有技存在的上述缺陷，本發(fā)明采用下述技術方案，如圖2-5所示，本發(fā)明電動助力轉向系統的阻尼控制技術方案由兩部分組成：阻尼控制方框結構和助力扭矩變化率窗函數原理結構。

阻尼控制方框結構8為現有控制技術，它由助力扭矩閾值模塊11、粘滯阻尼模塊12和車速阻尼限幅模塊13組成。汽車在不同車速下所需要的阻尼并非一成不變，根據駕駛實際統計，隨著車速的提高，阻尼電流需要提升，然而現有技術對阻尼的控制只注重車速變化的因素，而未考慮助力轉矩對阻尼電流的影響，雖然對此有所考慮，但通常是對其作為閾值處理，當大于設定的某一閾值時，才關閉阻尼電流，這種粗放式的阻尼控制導致背景技術中轉向穩(wěn)定性不好和回位超調或回位過慢的缺限。為解決此問題，在現有技術阻尼控制框圖結構基礎上增加如下控制結構，如圖2所示，低通濾波器D6與助力扭矩變化率窗函數模塊10連接，助力扭矩窗函數模塊9與上述低通濾波器和助力扭矩變化率窗函數模塊串聯電路相并聯，助力扭矩信號分別與上述串聯電路和并聯電路的輸入端連接，該串聯電路和并聯電路的輸出端分別與乘法器二連接，該乘法器二的另一端與解藕濾波器的輸入端連接，乘法器一的兩個輸入端分別與所述車速阻尼限幅模塊的輸出端和所述解藕濾波器的輸出端連接，該乘法器一的輸出端輸出阻尼電流。

本發(fā)明控制電路中的下路電路8的阻尼電流值為：

本發(fā)明控制電路中的上路電路分支的計算如下：9為助力扭矩窗函數，如圖3為助力扭矩輸入后，對其大小進行處理，得到阻尼扭矩因子1，其計算公式如下：

10為助力扭矩變化率窗函數，其輸入輸出特性如圖4，即上路分支管柱轉速變化率的處理，因為駕駛員在駕駛過程中使用的手力存在變化。其計算公式如下：

低通濾波器(其截止頻率為D6)和解耦濾波器(其截止頻率為D5)，其表達式均為：

當前時刻為濾波后的阻尼扭矩因子；前一時刻為濾波后的阻尼扭矩因子的前一個值再進行下一次計算時，前一時刻會存儲當前時刻計算的值；濾波器可調參數是指D5,D6；FS為濾波器迭代該函數的迭代率。

實施例

對涉及的輸入變量設計如下：

助力扭矩：3Nm

管柱轉速：10Revs/s

車速：8km/h

下路電路分支計算：

1.5×(10-0)²+1.5×(10-0)＝150+15＝165

因為計算結果165大于D2＝0.8，所以改進前的阻尼電流最終結果為0.8A的阻尼電流

上路電路分支計算：

對助力扭矩先濾波的目的是使得輸入沒有其他參雜的抖動，為了排除毛刺信號，考慮到輸入是3Nm，計算的信息并不是足夠的，需要考慮到扭矩在單位時間的變化量，在這里在給個設定：助力扭矩變化率為40Nm/s

所以最后進入到濾波器的阻尼扭矩因子

阻尼扭矩因子＝0.5×0.24＝0.12

如果是快打方向盤(頻率在20Hz以上)，則上路分支被完全抑制，則最后的阻尼因子＝0，

而如果是慢打方向盤(頻率在20Hz以內)，則上路分支的最后阻尼因子為0.12,所以改進后的阻尼電流應為0.8×0.12＝0.096A。

本發(fā)明的優(yōu)點是，從上面實例可以對比出——改進前后的阻尼電流差異，如果是傳統的，則會對正常的助力產生明顯的阻礙，對低速轉向的輕便不利，而改進后，明顯弱化了阻尼電流，起到了隨車速隨助力扭矩變化，實現更加合理的阻尼控制。