一种可变传动比的线控转向控制方法技术

本发明专利技术公开了一种可变传动比的线控转向控制方法，包括：线控转向系统，所述线控转向系统包括转向操作模块、转向执行模块、中央控制模块，所述转向操作模块主要将驾驶员输入的方向盘转角通过传感器转换成数字信号传递给控制器，并通过路感电机将路面情况传递给驾驶者。本发明专利技术提出基于线控变传动比的四轮转向汽车最优控制策略，通过反馈四轮转向最优控制器控制变量给变传动比控制器，形成闭环控制，控制车辆不会处于失稳状态，变传动比控制器还根据车速变化来控制车辆状态，使汽车处于理想转向状态。四轮转向最优控制器不仅控制汽车横摆角速度的大小，而且控制汽车质心侧偏角基本为零，保证行驶车身姿态。保证行驶车身姿态。保证行驶车身姿态。

【技术实现步骤摘要】
一种可变传动比的线控转向控制方法


[0001]本专利技术涉及线控转向控制方法
，更具体为一种可变传动比的线控转向控制方法。

技术介绍

[0002]线控机电行业特定短语。指机电控制里边的一种物理控制方式，主要是指信号发生器与信号接收器之间的连接方式是通过线缆或其他动作传到物体进行连接的。如用线拉动铃使其发声，部分汽车油路通断及流量的控制等。
[0003]线控转向系统因无机械传动部件，方向盘至车轮间的力和角度均可以按照驾驶人员的驾驶习惯和满意度进行合理设计，结合主动安全控制，提升车辆的转向稳定性和安全性。定传动比汽车的转向特性随汽车速度变化而变化，这将增加驾驶员操作难度；理想的汽车转向传动比应满足低速时大传动比以便于驾驶员操作，高速时小传动比以保证行驶安全性的要求。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可变传动比的线控转向控制方法，解决了定传动比汽车的转向特性随汽车速度变化而变化，这将增加驾驶员操作难度的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可变传动比的线控转向控制方法，包括：线控转向系统，所述线控转向系统包括转向操作模块、转向执行模块、中央控制模块，所述转向操作模块主要将驾驶员输入的方向盘转角通过传感器转换成数字信号传递给控制器，并通过路感电机将路面情况传递给驾驶者，所述转向执行模块主要根据控制器得出的控制信号控制转向电机带动前轮转向，所述中央控制模块主要根据传感器信号判断车辆运动状态，控制路感电机和执行电机，使汽车正常转向和提供给驾驶员好的路感。
[0005]作为本专利技术的一种优选实施方式，线控转向控制方法包括如下步骤：
[0006]步骤1：转向操作机构建模:转向操作模块包括：转向盘(sw)、转角传感器、转矩传感器、路感电机以及路感电机(m)减速机构；
[0007]步骤2：将转向盘与转向柱看作一个整体；且令Jsw为转向盘转动惯量，θsw为转向盘转角，βsw为转向管柱阻尼因数，Tsw为转向盘转矩，Ksw为转向柱扭转刚度，θm为路感电机转角，γm为路感电机减速器减速比，Tm为路感电机电磁转矩，Jm为路感电机转动惯量，βm为路感电机阻尼因数，Um为路感电机两端电压，Rm为路感电机电枢电阻，im为路感电机电流，Lm为路感电机电感，Km为路感电机反电动势系数，Cm为路感电机电磁转矩系数；
[0008]步骤3：转向执行机构建模:将线控转向执行系统的结构进行合理简化，分别对转向执行电机、齿轮齿条和转向前轮进行受力分析，建立转向执行系统的数学模型；
[0009]步骤4：采用基于横摆角速度反馈的状态跟踪校正控制策略，由变传动比控制得到车辆的期望前轮转角，在此转角下，车辆与线性二自由度模型产生不同的横摆角速度值，主动转向控制器计算二者的差值得到附加转角，与期望前轮转角叠加，让车辆实际横摆角速
度实时跟踪线性二自由度模型的理想横摆角速度，使汽车行驶更加稳定。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，全轮线控转向系统总体控制方法包括如下步骤：
[0011]步骤1：首先，以传感器采集的车速和方向盘转角为模糊控制器输入信号，基于设定的模糊规则和输入输出信号的隶属度函数，获得车辆的可变转向传动比:；
[0012]步骤2：再经方向盘转角和转向传动比之间的比值，计算出全轮线控转向车辆的前轮转角；
[0013]步骤3：然后，通过陀螺仪采集车辆横摆角速度，并选取横摆角速度偏差e r与偏差微分e
·
r为特征量，划分可拓集合，计算关联度函数，将车辆状态划分为经典域、可拓域和非域；
[0014]步骤4：经典域中以跟踪理想横摆角速度为控制目标，采用传统鲁棒H∞控制策略对车辆稳定性进行控制。可拓域和非域中采用可拓控制理论对H∞控制器输出信号进行动态调节。
[0015]步骤5：最后，基于不同区域中的控制算法输出合适的车辆后轮转角，提高全轮线控转向车辆的操纵稳定性。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0017]本专利技术结合线控转向和四轮转向的优点，提出基于线控变传动比的四轮转向汽车最优控制策略，通过反馈四轮转向最优控制器控制变量给变传动比控制器，形成闭环控制，控制车辆不会处于失稳状态，变传动比控制器还根据车速变化来控制车辆状态，使汽车处于理想转向状态。四轮转向最优控制器不仅控制汽车横摆角速度的大小，而且控制汽车质心侧偏角基本为零，保证行驶车身姿态。
附图说明
[0018]图1为本专利技术线控转向系统示意图；
[0019]图2为本专利技术线控转向系统总体控制逻辑示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]请参阅图1
‑
图2，本专利技术提供一种技术方案：一种可变传动比的线控转向控制方法，包括：线控转向系统，所述线控转向系统包括转向操作模块、转向执行模块、中央控制模块，所述转向操作模块主要将驾驶员输入的方向盘转角通过传感器转换成数字信号传递给控制器，并通过路感电机将路面情况传递给驾驶者，所述转向执行模块主要根据控制器得出的控制信号控制转向电机带动前轮转向，所述中央控制模块主要根据传感器信号判断车辆运动状态，控制路感电机和执行电机，使汽车正常转向和提供给驾驶员好的路感。
[0022]进一步改进的，如图1所示：线控转向控制方法包括如下步骤：
[0023]步骤1：转向操作机构建模:转向操作模块包括：转向盘(sw)、转角传感器、转矩传
感器、路感电机以及路感电机(m)减速机构；
[0024]步骤2：将转向盘与转向柱看作一个整体；且令Jsw为转向盘转动惯量，θsw为转向盘转角，βsw为转向管柱阻尼因数，Tsw为转向盘转矩，Ksw为转向柱扭转刚度，θm为路感电机转角，γm为路感电机减速器减速比，Tm为路感电机电磁转矩，Jm为路感电机转动惯量，βm为路感电机阻尼因数，Um为路感电机两端电压，Rm为路感电机电枢电阻，im为路感电机电流，Lm为路感电机电感，Km为路感电机反电动势系数，Cm为路感电机电磁转矩系数，则可得到转向盘总成的动力学方程为：
[0025][0026]路感模拟电机模型动力学方程为：
[0027][0028]电机均使用永磁直流电机，路感电机简化后电机模型为；
[0029][0030]电机转矩与电流的关系为：
[0031]T
m
＝C
m
i
m
.(4)；
[0032]步骤3：转向执行机构建模:将线控转向执行系统的结构进行合理简化，分别对转向执行电机、齿轮齿条和转向前轮进行受力分析，建立转向执行系统的数学模型；
[0033]齿轮齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变传动比的线控转向控制方法，其特征在于：包括：线控转向系统，所述线控转向系统包括转向操作模块、转向执行模块、中央控制模块，所述转向操作模块主要将驾驶员输入的方向盘转角通过传感器转换成数字信号传递给控制器，并通过路感电机将路面情况传递给驾驶者，所述转向执行模块主要根据控制器得出的控制信号控制转向电机带动前轮转向，所述中央控制模块主要根据传感器信号判断车辆运动状态，控制路感电机和执行电机，使汽车正常转向和提供给驾驶员好的路感。2.根据权利要求1所述的一种可变传动比的线控转向控制方法，其特征在于：线控转向控制方法包括如下步骤：步骤1：转向操作机构建模:转向操作模块包括：转向盘(sw)、转角传感器、转矩传感器、路感电机以及路感电机(m)减速机构；步骤2：将转向盘与转向柱看作一个整体；且令Jsw为转向盘转动惯量，θsw为转向盘转角，βsw为转向管柱阻尼因数，Tsw为转向盘转矩，Ksw为转向柱扭转刚度，θm为路感电机转角，γm为路感电机减速器减速比，Tm为路感电机电磁转矩，Jm为路感电机转动惯量，βm为路感电机阻尼因数，Um为路感电机两端电压，Rm为路感电机电枢电阻，im为路感电机电流，Lm为路感电机电感，Km为路感电机反电动势系数，Cm为路感电机电磁转矩系数；步骤3：转向执行机构建模:将线控转向执行系统的结构进行合理简化，分别对转向执...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玮，张庆杰，于水胜，王啸威，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：