【技术实现步骤摘要】
一种电动助力转向器控制方法
本专利技术涉及汽车助力
，具体涉及一种电动助力转向器控制方法。
技术介绍
在汽车行驶中，转向运动是最基本的运动。我们通过方向盘来操纵和控制汽车的行驶方向，从而实现自己的行驶意图。电动助力转向系统的英文缩写叫“EPS”，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行转向。现有技术中，转向器中通过转轴齿轮的转动带动齿条横向运动，齿条与横拉杆连接，从而带动横拉杆横向运动，最终通过横拉杆拉动转向节，使转向节带动车轮转向。随着现代汽车技术的迅猛发展，人们对汽车转向操纵性能的要求日益提高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种电动助力转向器控制方法，能够高效为汽车转向进行助力，安全稳定。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种电动助力转向器控制方法，包括以下步骤：S1：计算方向盘扭矩；S2：计算方向盘角度；S3：计算方向盘转速，MCU根据方向盘角度和时间计算得出；S4：采集车速信号；S4-1：MCU通过CAN总线获取车速信号，并将车速信号通过SPI通讯发送至安全MCU；S4-2：限制车速变化，若单位时间内的车速变化量大于最大车速变化值，则以初始速度加上最大车速变化值作为当前车速输出到MCU；S5：计算基本助力扭矩；S6：计算阻尼扭矩；S7：计算齿条末端保护扭矩大小；S8：计算扭矩阻尼扭矩命令；S9：计算回正扭矩大小；S10：计算...
【技术保护点】
1.一种电动助力转向器控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：计算方向盘扭矩；/nS2：计算方向盘角度；/nS3：计算方向盘转速，MCU根据方向盘角度和时间计算得出；/nS4：采集车速信号；/nS4-1：MCU通过CAN总线获取车速信号，并将车速信号通过SPI通讯发送至安全MCU；/nS4-2：限制车速变化，若单位时间内的车速变化量大于最大车速变化值，则以初始速度加上最大车速变化值作为当前车速输出到MCU；/nS5：计算基本助力扭矩；/nS6：计算阻尼扭矩；/nS7：计算齿条末端保护扭矩大小；/nS8：计算扭矩阻尼扭矩命令；/nS9：计算回正扭矩大小；/nS10：计算总助力扭矩大小，MCU将基本助力扭矩、补偿扭矩、齿条末端保护扭矩、阻尼扭矩、扭矩阻尼扭矩与回正扭矩求和，所得值为总助力扭矩大小；/nS11：控制电机。/n
【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向器控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：计算方向盘扭矩；
S2：计算方向盘角度；
S3：计算方向盘转速，MCU根据方向盘角度和时间计算得出；
S4：采集车速信号；
S4-1：MCU通过CAN总线获取车速信号，并将车速信号通过SPI通讯发送至安全MCU；
S4-2：限制车速变化，若单位时间内的车速变化量大于最大车速变化值，则以初始速度加上最大车速变化值作为当前车速输出到MCU；
S5：计算基本助力扭矩；
S6：计算阻尼扭矩；
S7：计算齿条末端保护扭矩大小；
S8：计算扭矩阻尼扭矩命令；
S9：计算回正扭矩大小；
S10：计算总助力扭矩大小，MCU将基本助力扭矩、补偿扭矩、齿条末端保护扭矩、阻尼扭矩、扭矩阻尼扭矩与回正扭矩求和，所得值为总助力扭矩大小；
S11：控制电机。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤S1还包括：
S1-1：计算第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比，MCU从CC2单元采集第一扭矩传感器脉冲信号，通过MCU计算第一扭矩传感器脉冲信号的占空比；
S1-2：检验第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比；
S1-2-1：MCU将第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比通过SPI通讯发送给安全MCU，通过MCU和安全MCU分别同时检验第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比是否在正常范围内；
S1-2-2：若MCU和安全MCU任意一个检测到第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比不在正常范围内，则MCU或安全MCU向预驱动发出“第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比信号不正确”故障信号，并执行S1-7；
S1-3：计算第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比，MCU从CC2单元采集第一扭矩传感器脉冲信号，通过MCU计算第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比；
S1-4：检验第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比；
S1-4-1：MCU将第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比通过SPI通讯发送给安全MCU，通过MCU和安全MCU分别同时检验第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比是否在正常范围内；
S1-4-2：若MCU和安全MCU任意一个检测到第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比不在正常范围内，则MCU或安全MCU向预驱动发出“第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比信号不正确”故障信号，并执行S1-7；
S1-5：通过MCU计算第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比和第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比的和；
S1-6：检验第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比和第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比的和；
S1-6-1：MCU将第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比和第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比的和通过SPI通讯发送给安全MCU，通过MCU和安全MCU分别同时检验第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比和第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比的和是否在正常范围内；
S1-6-2：若第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比和第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比的和不在正常范围内，则MCU或安全MCU向预驱动发出本故障信号，并执行S1-7；若第一扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比和第二扭矩传感器脉冲信号的PWM占空比的和在正常范围内，执行S1-8；
S1-7：MCU或安全MCU向预驱动发出“汽车进入安全状态”指令，同时MCU或安全MCU停止电机转动，停止为汽车转向进行电动助力，在下一次点火器点火后再解除“汽车进入安全状态”指令，执行S2；
S1-8：MCU根据第一扭矩传感器脉冲信号占空比和第二扭矩传感器脉冲信号占空比信号，并结合扭杆刚度、第一扭矩传感器和第二扭矩传感器特性等，综合计算得到方向盘的扭矩信号；
步骤S2还包括：
S2-1：计算第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比，MCU从比较捕获端口采集第一角度传感器脉冲信号，通过MCU计算第一角度传感器脉冲信号的占空比；
S2-2：检验第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比；
S2-2-1：MCU将第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比通过SPI通讯发送给安全MCU，通过MCU和安全MCU分别同时检验第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比是否在正常范围内；
S2-2-2：若MCU和安全MCU任意一个检测到第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比不在正常范围内，则MCU或安全MCU向预驱动发出“第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比信号不正确”故障信号，并执行S2-7；
S2-3：计算第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比，MCU从比较捕获端口单元采集第一角度传感器脉冲信号，通过MCU计算第二角度传感器脉冲信号的占空比；
S2-4：检验第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比；
S2-4-1：MCU将第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比通过SPI通讯发送给安全MCU，通过MCU和安全MCU分别同时检验第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比是否在正常范围内；
S2-4-2：若MCU和安全MCU任意一个检测到第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比不在正常范围内，则MCU或安全MCU向预驱动发出“第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比信号不正确”故障信号，并执行S2-7；
S2-5：通过MCU计算第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比和第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比的和；
S2-6：检验第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比和第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比的和；
S2-6-1：MCU将第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比和第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比的和通过SPI通讯发送给安全MCU，通过MCU和安全MCU分别同时检验第一角度传感器脉冲信号的PWM占空比和第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比的和是否在正常范围内；
S2-6-2：若第一角度信号的PWM占空比和第一角度信号的PWM占空比的和不在正常范围内，则MCU或安全MCU向预驱动发出本故障信号，并执行S2-7；若第一角度传感器脉冲信号的的PWM占空比和第二角度传感器脉冲信号的PWM占空比的和在正常范围内，执行S2-8；
S2-7：MCU或安全MCU向预驱动发出“汽车进入安全状态”指令，同时MCU或安全MCU停止电机转动，停止为汽车转向进行电动助力，在下一次点火器点火后再解除“汽车进入安全状态”指令，执行S2；
S2-8：MCU根据第一角度传感器和第二角度传感器的特性，使用游标算法，根据第一角度传感器检测信号和第二角度传感器检测信号的角度数据，得到一个大概的角度范围，再加上一个精确的角度，综合计算得到方向盘的角度信号。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤S6还包括以下步骤：
S5-1：MCU将S1-8计算得到的扭矩信号进行低通滤波处理；
S5-1-1：MCU根据函数计算扭矩信号的低频扭矩；
S5-2：计算高频扭矩；
S5-2-1：MCU根据S1-8计算得到的扭矩信号减去低频扭矩，所得差值为高频扭矩；
S5-3：插值查表；
S5-3-1：MCU向数据库发起调取基本助力查表命令，数据库向MCU发送基本助力表；
S5-3-2：MCU根据S4-2所得车速大小作为关检词，查询标定参数，得到当前的增益；
S5-4：将高频扭矩与低频扭矩分别与所得增益相乘，得到高频增益和低频增益最后再将高频增益和低频增益加起来，经过稳定性函数计算基本助力扭矩。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤S6还包括以下步骤：
S6-1：MCU根据S1-8计算得到的扭矩信号进行插值查表，获取阻尼扭矩第一相关参数；
S6-1-1：MCU向数据库发起调取阻尼扭矩查表命令，数据库向MCU发送阻尼扭矩数据表；
S6-1-2：MCU根据S1-8计算得到的扭矩信号作为关检词，获取阻尼扭矩第一相关参数；
S6-2：MCU根据S4-2所得车速大小与S3所得方向盘转速大小进行差值查表，获取阻尼扭矩第二相关参数；
S6-2-1：MCU从由电机位置信号Encode接受到方向盘转速信号后，对方向盘转速信号进行滤波处理和限值处理；
S6-2-2：MCU向数据库发起调取阻尼扭矩查表命令，数据库向MCU发送阻尼扭矩数据表；
S6-2-3：MCU根据S4-2所得车速大小与S3所得方向盘转速大小作为关检词，获取阻尼扭矩第二相关参数；
S6-3：MCU将阻尼扭矩第二相关参数与阻尼扭矩第二相关参数相乘，所得乘积为阻尼扭矩大小；
步骤S7还包括以下步骤：
S7-1：MCU通过S4-2获取车速信号，MCU根据HALL传感器和ENCODER输入的信号计算绝对位置；
S7-2：MCU通过SPI通讯将绝对位置发送至安全MCU，通过安全MCU检测绝对位置是否有效；
S7-2-1：安全MCU通过Hella传感器和位置信号相互校验绝对位置是否有效，并通过安全MCU检测角度中位是否已经标定；若均有效，执行S7-3；
S7-3：MCU根据S4-2获取的车速信号和S7-1所得绝对位置信号进行插值查表，计算齿条末端保护扭矩大小；
S7-3-1：MCU向数据库发出调取齿条末端保护扭矩数据表的指令，再将车速信号和绝对位置信号作为关键词，查找对应的数据，所得数据为齿条末端保护扭矩大小。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤S8还包括以下步骤：
S8-1：MCU根据S4-2获取的车速信号进行插值查表，获取第一扭矩阻尼相关参数；
S8-1-1：MCU向数据库发出调取扭矩阻尼扭矩数据表的指令，再将车速信号作为关键词，查找扭矩阻尼扭矩第一相关参数；
S8-2：MCU根据S1-8计算得到的扭矩信号进行插值查表，获取第二扭矩阻尼相关参数；
S8-2-1：MCU向数据库发出调取扭矩阻尼扭矩数据表的指令，再将S1-8计算得到的扭矩信号作为关键词，查找扭矩阻尼扭矩第二相关参数；
S8-3：MCU将S1-8计算得到的扭矩信号求得单位时间内扭矩信号的变化量；
S8-4：将变化量进行低通滤波，再用原始的变化量信号减去经过低通滤波后的变化量信号，得到经过高通滤波处理的变化量信号；
S8-5：MCU向数据库发出调取扭矩阻尼扭矩数据表的指令，再将经过高通滤波处理的变化量信号进行插值查表，获得第三扭矩阻尼相关参数；
S8-6：将第一扭矩阻尼相关参数、第二扭矩阻尼相关参数和第三扭矩阻尼相关参数相乘，所得的积为扭矩阻尼扭矩大小；
步骤S9还包括以下步骤：
S9-1：MCU通过S4-2获取车速信号，MCU根据HALL传感器和ENCODER输入的信号计算绝对位置；
S9-2：MCU通过SPI通讯将绝对位置发送至安全MCU，通过安全MCU检测绝对位置是否有效；若有效，执行S9-3；
S9-3：MCU根据S4-2获取的车速信号和S7-1所得绝...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪，何德龙，张建，余方宽，
申请(专利权)人：重庆鹤姿汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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