一种适用于不平路面的线控转向系统路感补偿方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于不平路面的线控转向系统路感补偿方法，包括信息获取模块、稳态力矩计算模块、动态力矩补偿模块和路感反馈力矩计算模块。信息获取模块获取路面附着系数和不平路面信息并发送给动态力矩补偿模块，稳态力矩计算模块计算稳态力矩，动态力矩补偿模块计算动态力矩，路感反馈力矩计算模块计算最终的路感反馈力矩。本发明专利技术将路感反馈力矩设计成稳态力矩和动态力矩叠加的形式，使用稳态力矩为驾驶员提供车辆状态信息和路面附着情况，通过动态力矩为驾驶员提供不平路面信息，从而为驾驶员提供全面的路感信息，有助于提高在不平路段行驶时的安全性。平路段行驶时的安全性。平路段行驶时的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于不平路面的线控转向系统路感补偿方法

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[0001]本专利技术涉及汽车线控转向领域，具体地说涉及一种适用于不平路面的线控转向系统路感补偿方法。

技术介绍
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[0002]随着汽车向智能化、电动化的方向发展，线控转向因为有较高控制自由度和容易与其他智能控制系统集成，被视为转向方式的未来方向。在一般转向系统中，可通过转向盘反作用力将整车及轮胎的运动、受力情况反馈给驾驶者，这种反馈被称为驾驶员感受到的路感。汽车行驶过程中，路感是驾驶员感知路面附着情况和车辆运动状态的重要信息来源，良好的路感是优良的操纵稳定性中不可缺少的部分。而在线控转向系统中，由于转向车轮与方向盘之间没有机械连接，方向盘上的路感反馈力矩需要通过与之连接的路感电机提供，借助路感反馈力矩为驾驶员提供合适的路感信息。方向盘路感反馈力矩包含轮胎与路面的接触信息和车辆运动状态信息，是驾驶员做出正确操作的重要根据，而如何为驾驶员提供合适的路感反馈力矩也成为线控系统的关键问题。
[0003]在车辆行驶过程中，复杂工况行驶对驾驶员状态影响极大，不平路面属于复杂工况的一种，驾驶员行驶在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于不平路面的线控转向系统路感补偿方法，其特征在于，包括信息获取模块、稳态力矩计算模块、动态力矩补偿模块和路感反馈力矩计算模块；所述路感反馈力矩计算模块分别与稳态力矩计算模块、动态力矩补偿模块相连，所述动态力矩补偿模块还与信息获取模块相连；所述信息获取模块通过双目摄像头获取路面附着系数与不平路面形状的时间频率F
fre
、空间频率n1和幅值A
m
，并且根据不平路面形状的幅值A
m
将不平路面类型划分为微观尺度类型和宏观尺度类型两大类，若幅值A
m
小于0.5厘米时，将不平路面类型划分为微观尺度类型，否则划分为宏观尺度类型；所述不平路面形状的幅值A
m
定义为路面相对于基准平面的高度或深度绝对值中的最大值；在微观尺度类型中，根据空间频率n1进一步划分为A、B、C、D四个等级的路面，若0.01≤n1＜2.0，则将路面定义为A等级路面；若2.0≤n1＜20，则将路面定义为B等级路面；若20≤n1＜200，则将路面定义为C等级路面；若200≤n1＜2000，则将路面定义为D等级路面，n1的单位为m
‑1；在宏观尺度类型中，按照不平路面形状波形进一步划分为三角波型、正弦波型、方波型、梯形波型、锯齿波型；所述信息获取模块将路面附着系数与不平路面形状的时间频率F
fre
、空间频率n1和幅值A
m
发送给动态力矩补偿模块；所述稳态力矩计算模块通过传感器获取线控转向系统转向电机的输出转矩，并计算反映车辆运动状态和路面状况的稳态力矩，最后将稳态力矩发送到路感反馈力矩计算模块；所述稳态力矩的计算公式如下：式中，T
main
是线控转向系统转向电机的输出转矩经过低通滤波处理得到的主反馈力矩，所述低通滤波的截止频率可在5至10赫兹范围内选取；T
adj
是调节力矩，由方向盘阻尼力和方向盘摩擦力构成；V
x
、θ
sw
和分别是车辆纵向车速、方向盘转角和方向盘角速度，可分别通过车速传感器、方向盘转角传感器和方向盘角速度传感器获取；K
v
和K
a
分别是车速增益因子、方向盘的转角增益因子；是关于方向盘角速度的符号函数，具体取值如下：所述调节力矩的计算公式如下：T
adj
＝T
damp
+T
f
式中，T
damp
和T
f
分别表示方向盘阻尼力矩、方向盘摩擦力矩，计算公式为以下表达式：式中，K
damp
为阻尼调节系数，用于调节方向盘阻尼力矩的大小；K
f
为摩擦系数，c
f
是摩擦力矩调节系数，是关于方向盘角速度的双曲正切函数；所述动态力矩补偿模块用于计算反映路面类型信息的动态力矩，包含四种补偿模式：第一补偿模式、第二补偿模式、第三补偿模式和第四补偿模式，并将动态力矩发送到路感反馈力矩计算模块；
所述动态力矩在不同补偿模式下的计算公式各异；在第一补偿模式下，将主补偿力矩与主反馈力矩叠加，第一补偿模式下的动态力矩等于主补偿力矩；在第二补偿模式下，将主补偿力矩与主反馈力矩叠加，并且将附加阻尼力矩与方向盘阻尼力矩叠加，第二补偿模式下的动态力矩等于主补偿力矩与附加阻尼力矩的和；在第三补偿模式下，将主补偿力矩与主反馈力矩叠加，并且将附加摩擦力矩与方向盘摩擦力矩叠加，第三补偿模式下的动态力矩等于主补偿力矩与附加摩擦力矩的和；在第四补偿模式下，将主补偿力矩与主反馈力矩叠加，并且将附加阻尼力矩与方向盘阻尼力矩叠加，以及将附加摩擦力矩与方向盘摩擦力矩叠加，第四补偿模式下的动态力矩等于主补偿力矩、附加阻尼力矩以及附加摩擦力矩三者的和；所述主补偿力矩的计算有两种公式：第一计算公式和第二计算公式，所述第一计算公式适用于宏观尺度路面类型，所述第二计算公式适用于微观尺度路面类型；所述补偿模式可通过预先训练好的模糊神经网络确定，也可由驾驶员根据自身适应性自由选择；所述用于确定补偿模式的模糊神经网络的结构共有5层：输入层、模糊化层、模糊规则层、模糊决策层和输出层，所述模糊神经网络的输入层包含3个单元：路面附着系数、路面形状的幅值A
m
和空间频率n1；模糊化层的隶属度函数由神经网络根据用...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏宇，陈超宁，靳立强，肖峰，刘哲，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：