一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法，与现有技术相比解决了转向结构难以实现智能化主动控制的缺陷。本发明专利技术包括以下步骤：线控汽车数据的获取；力感电机转矩的计算；转向模块模型的建立；建立转向盘转角与前轮转角关系方程；三电机线控转向的智能主动控制。本发明专利技术通过对转向系统、力感电机、转向执行电机的建模与模型简化，得到驾驶员操作方向盘时前轮对应实时转角，从而给转向执行电机下达正确的转向指令，实现车辆转向。实现车辆转向。实现车辆转向。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法


[0001]本专利技术涉及线控转向
，具体来说是一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法。

技术介绍

[0002]在传统的机械式转向系统中，驾驶员通过操纵转向器以及其他转向系传动部件将目标转向角传递到转向车轮，其角、力传递特性固定，在不同的车速、侧向加速度和横摆角速度条件下，汽车会呈现非线性的转向特性，这要求驾驶员需集中注意力在操纵转向器上，并时刻做出调整，大大增加了驾驶员在体力和精神上的消耗，会影响驾驶员的操纵稳定性，给行驶安全带来隐患。并且，在极端工况中(如侧滑、转向失稳等)，驾驶员失去对汽车行驶稳定性控制的可能也大大增加，亦或是在紧急工况下发生操作失误，最终导致交通事故的发生。
[0003]随着汽车技术的进步，在上世纪四十年代，设计人员就已经开发出了液压助力转向系统(HPS)，通过汽车发动机油泵所产生的液体压力来帮助驾驶员实现车辆转向，缓解驾驶员的负担。在液压助力转向技术的逐渐成熟、系统安全性日趋可靠时，各大汽车公司中广泛应用了液压助力转向。随着技术发展，汽车设计人员开发出了电控液压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：11)线控汽车数据的获取：获取转向系动态数据和结构数据；获取三电机线控转向汽车整车实时参数和整车结构参数；12)力感电机转矩的计算：通过建立方向盘及力感电机模块模型，将力感电机模块向转向柱进行简化，得到力感电机转矩；13)转向模块模型的建立：建立转向执行电机及两电机的减速机构组成的转向模块模型；14)建立转向盘转角与前轮转角关系方程：建立基于侧向加速度增益、横摆角速度增益不受车速或者转向盘输入影响的传动比特性，设定为理想传动比特性，并建立方向盘转角与前轮转角关系方程；15)三电机线控转向的智能主动控制：整车控制器获取方向盘的转矩和转角信息，内部控制策略根据当前工况计算得到两转向电机转角和力感电机转矩，实现转向并通过力感电机减轻驾驶员手力。2.根据权利要求1所述的一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法，其特征在于，所述线控汽车数据的获取包括以下步骤：21)转向系动态数据和结构数据的获取：通过传感器获得转向过程中方向盘实时转矩M
s
、方向盘转角θ，获得转向过程中实时转矩数据、转向回正力矩M
z
、路面作用于转向轮的摩擦力矩M
F
，获得线控汽车转向系结构参数，其中包括转向系总成的转动惯量J
sw
、转向系总成的阻尼系数B
sw
、转向盘总成摩擦M
f
、转向系总传动比i；22)三电机线控转向汽车整车实时参数和整车结构参数的获取：获取三电机线控转向汽车行驶中实时前轮平均转角δ
f
、纵向车速v、侧向加速度a
y
；获取三电机线控转向汽车整车结构参数：轴距l、汽车质心到前轴距离l
f
、汽车质心到后轴距离l
r
、前轮侧偏刚度C
f
、后轮侧偏刚度C
r
。3.根据权利要求1所述的一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法，其特征在于，所述力感电机转矩的计算包括以下步骤：31)建立方向盘及力感电机模块模型，方向盘及力感电机模块模型包括转向系机械部分，对方向盘及力感电机模块进行力学分析并对转向柱进行简化，根据牛顿第二定律得：M
s
＝J
sw
θ”+B
sw
θ'+(M
Z
+M
F
)/i+M
f
，其中，M
s
为方向盘实时转矩，J
sw
为转向系总成的转动惯量，θ为方向盘转角，B
sw
为转向系总成的阻尼系数，M
z
为转向回正力矩，M
F
为路面作用于转向轮的摩擦力矩，i为转向系纵传动比，M
f
为转向盘总成摩擦；32)将力感电机模块向转向柱进行简化，得到力感电机转矩：M
a3
＝J
a3
δ
″
a3
+B
a3
δ'
a3
+(M
Z
+M
F
)/(i*i
a3
)+M
f
，式中，M
a3
为力感电机输出转矩，J
a3
为力感电机结构转动惯量，δ
a3
为力感电机电磁转角，B
a3
为力感电机输出转矩，i
a3
为力感电机减速机构传动比，M
z
为转向回正力矩，M
F
为路面作用于转向轮的摩擦力矩，i为转向系纵传动比，M
f
为转向盘总成摩擦；三电机线控转向系统的总阻力矩表达为：(M
Z
+M
F
)/i＝(M
a1
*i
a1
+M
a2
*i
a2
)，式中，M
a1
为左转向执行电机输出转矩，M
a2
为右转向执行电机输出转矩，i
a1
为左转向执
行电机减速机构传动比，i
a2
为左转向执行电机减速机构传动比，M
z
为转向回正力矩，M
F
为路面作用于转向轮的摩擦力矩，i为转向系纵传动比；则得：M
a3
＝J
a3
δ
″
a3
+B
a3
δ'
a3
+(M
a1
*i
a1
+M
a2
*i
a2
)/i
a3
+M
f
，M
f
＝C
F
*sgnδ'，式中，M
a3
为力感电机输出转矩，J
a3
为力感电机结构转动惯量，δ
a3
为力感电机电磁转角，B
a3
为力感电机输出转矩，M
a1
为左转向执行电机输出转矩，M
a2
为右转向执行电机输出转矩，i
a1
为左转向执行电机减速机构传动比，i
a2
为左转向执行电机减速机构传动比，i
a3
为力感电机减速机构传动比，M
f
为转向盘总成摩擦，C
F
为由系统转动惯量及轴荷决定的常数；左右转向电机和力感电机均采用同一型号的永磁电机，其减速...

【专利技术属性】
技术研发人员：常九健，王家钥，
申请(专利权)人：合肥工业大学智能制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：