一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供的一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法及其系统，属于电动液压助力转向领域。通过BP神经网络算法与车辆转向数据，获取建压时间，判断其与设定阈值间的关系，若建压时间未超过设定阈值，不产生助力；若超过设定阈值，产生助力，在车轮开始转动后监测手力变化率方向及手力绝对值，若手力变化率反向且绝对值超过设定阈值，助力将平滑过渡到电机液压共同助力模式；若手力变化率方向未反向或绝对值未超过设定阈值，继续监测手力变化率方向及手力绝对值，直至手力绝对值超过设定阈值且手力变化率反向。通过确定建压时间与设定阈值间的关系决定建压期间电机是否产生助力，从而缓和建压期间驾驶手感沉重和建压结束时的手感突变问题。的手感突变问题。的手感突变问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法及其系统


[0001]本专利技术属于电动液压助力转向
，具体涉及一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法及其系统。

技术介绍

[0002]随着商用车底盘线控化、智能化的发展，传统液压助力转向器已不能满足实际需求，当前市场主流方案为电动液压助力转向器(EHPS)，它是由液压助力部分(HPS)和电控部分构成的。与传统液压助力转向器相比，电动液压助力转向器可实现车道保持、横风补偿、应急转向避障、交通拥堵辅助驾驶、自动泊车等功能，从而提升车辆安全性、改善驾驶体验、降低驾驶员劳动强度，使车辆能够具备L2级自动驾驶能力，满足相关法规要求。
[0003]电动液压助力转向器所产生的助力主要由液压部分提供，电机的作用是叠加/替代驾驶员手力，从而将驾驶员手力和/或电机力矩通过扭杆变形施加在转向器转阀总成上面，以控制液压部分输出力矩。但是在转阀打开到车轮开始转动期间有一个建压过程，此阶段的电机助力如何决策，这关系到驾驶员手感平顺性和轻便性。针对建压过程时间短、控制难度大，目前算法多设置“死区”处理，即此阶段电机并不产生助力，压力上升快慢只由驾驶员手力作用，一方面，若电机在此阶段输出扭矩，势必导致电机助力扭矩输出过大；另一方面，液压部分起作用时，转向系统提供的电机液压总的助力易引起驾驶员手感突变，因此设置“死区”以规避这两类问题，但这样的处理方式势必造成初始转向手感沉重。因此，现阶段需要一种算法用于缓和建压期间驾驶手感沉重和建压结束时的手感突变问题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法及其系统，缓和建压期间驾驶手感沉重和建压结束时的手感突变问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术公开了一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法，通过BP神经网络算法与车辆转向数据，获取建压时间；判断建压时间与设定阈值之间的关系，若建压时间未超过设定阈值，则电机不产生助力；若建压时间超过设定阈值，则电机产生助力，在车轮开始转动后，ECU监测手力变化率的方向及手力绝对值，若手力变化率的方向反向且绝对值超过设定阈值，助力将平滑过渡到电机液压共同助力模式。
[0007]优选地，采用BP神经网络算法对不同车辆运行工况下的转向数据进行训练，直至满足学习指标，然后通过训练好的神经网络算法学习出建压时间。
[0008]进一步优选地，所述转向数据包括车重、坡度、发动机转速、方向盘转速、车速和胎压。
[0009]优选地，训练的具体步骤为：输入层考虑：车重、坡度、发动机转速、方向盘转速、车速和胎压；输出层为该工况下的建压时间；中间层神经元个数为L，L的计算公式为L＝sqrt
(n+m)+a；
[0010]其中，n为输入层神经元个数，m为输出层神经元个数，a为[1，10]之间的常数。
[0011]优选地，当学习率为[0，1]，收敛误差在0.0001以内时，满足学习指标，训练停止。
[0012]优选地，电机按照外界车速、驾驶员手力、方向盘转角和转速查表产生助力。
[0013]进一步优选地，电机按照外界车速、驾驶员手力、方向盘转角和转速查表产生的助力，小于电机液压共同助力时，相同转向参数下ECU获得的转向助力。
[0014]优选地，若手力变化率的方向未反向或者绝对值未超过设定阈值，ECU继续监测手力变化率的方向及手力绝对值，直至手力绝对值超过设定阈值且手力变化率的方向反向。
[0015]本专利技术还公开了一种电液助力转向器建压期间电助力求解系统，包括：
[0016]建压时间获取模块，用于根据BP神经网络算法确定建压时间；
[0017]电助力求解模块，用于判断建压时间与设定阈值之间的关系，若建压时间未超过设定阈值，则电机不产生助力；若建压时间超过设定阈值，则电机产生助力，在车轮开始转动后，ECU监测手力变化率的方向及手力绝对值，若手力变化率的方向反向且绝对值超过设定阈值，助力将平滑过渡到电机液压共同助力模式。
[0018]本专利技术还公开了上述一种电液助力转向器建压期间电助力求解系统在重卡电动液压助力转向中的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术提供的一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法，将BP神经网络算法与车辆转向数据结合，获得驾驶员从“平衡”位置开始转动时的液压部分的建压时间；通过将获得的建压时间与设定阈值做判断，决定建压期间电机是否产生助力，当建压时间小于设定阈值时，电机不产生助力，而一旦建压时间大于设定阈值后，电机按照车速、手力、方向盘转角和转速查表得到相应助力，以减轻驾驶员的转向沉重感，且此时的电机助力应小于电机液压共同助力时，相同转向参数下ECU获得的转向助力，以防止不必要的能量损耗；当车轮开始转动后，ECU继续监测手力变化率的方向及手力绝对值，一旦方向反向且绝对值超过设定阈值后，电机助力将平滑过渡到电机液压共同助力模式，这样的策略会使驾驶员手感连续，驾驶体验好。在该方法中，电动液压助力转向系统中，主要助力由液压部分提供，液压部分的助力来源为发动机，发动机飞轮带动液压助力泵，当车轮转动时，液压部分的转阀控制油液进入液压缸的腔体，油液通过液压助力泵不断涌入液压缸的腔体内部，导致液压缸上下腔体之间的压差不断增加，直至压差上升到与转向阻力相适应(从而恢复扭杆变形)。电控部分的助力来源为电机，控制器通过总线车速、驾驶员施加在方向盘上的扭矩、转速、转角等信号决策出电机的目标扭矩值，且此扭矩小于电机液压共同助力作用下的助力矩，从而控制电机以输出期望扭矩值。相比当前的“死区”处理方式，该方法能够降低电机助力的决策难度，使得建压阶段转向更加轻便，驾驶员转向手感连续，减少驾驶员在建压期间驾驶手感沉重和建压结束时的手感突变问题。
[0021]进一步地，采用车重、坡度、发动机转速、方向盘转速、车速和胎压共六个因素作为车辆转向数据来训练BP神经网络算法，能够保证精准辨识出不同工况下的建压时间。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的电液助力转向器建压期间电助力求解方法的流程图；
[0023]图2为电动液压助力转向器结构示意图；
[0024]图3为电动液压助力转向器结构中的液压助力部分工作示意图；
[0025]图4为本专利技术的相同转向阻力、不同输入扭矩作用下的液压缸压强上升曲线图。
[0026]其中：1
‑
方向盘；2
‑
转向管柱；3
‑
液压助力油罐；4
‑
发动机；5
‑
液压助力泵；6
‑
油液管路；7
‑
电子控制器单元；8
‑
电机；9
‑
液压助力转向器；10
‑
齿扇轴；11
‑
转向纵拉杆；12
‑
转向节臂；13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法，其特征在于，通过BP神经网络算法与车辆转向数据，获取建压时间；判断建压时间与设定阈值之间的关系，若建压时间未超过设定阈值，则电机(8)不产生助力；若建压时间超过设定阈值，则电机(8)产生助力，在车轮开始转动后，ECU监测手力变化率的方向及手力绝对值，若手力变化率的方向反向且绝对值超过设定阈值，助力将平滑过渡到电机(8)液压共同助力模式。2.根据权利要求1所述的一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法，其特征在于，采用BP神经网络算法对不同车辆运行工况下的转向数据进行训练，直至满足学习指标，然后通过训练好的神经网络算法学习出建压时间。3.根据权利要求2所述的一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法，其特征在于，所述转向数据包括车重、坡度、发动机(4)转速、方向盘(1)转速、车速和胎压。4.根据权利要求2所述的一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法，其特征在于，训练的具体步骤为：输入层考虑：车重、坡度、发动机(4)转速、方向盘(1)转速、车速和胎压；输出层为该工况下的建压时间；中间层神经元个数为L，L的计算公式为L＝sqrt(n+m)+a；其中，n为输入层神经元个数，m为输出层神经元个数，a为[1，10]之间的常数。5.根据权利要求2所述的一种电液助力转向器建压期间电助力求解方法，其特征在于，当学习率为[0，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚院，马旭耀，刘义，郝海洋，聂幸福，杨小辉，李尊，张玮龙，韩宇迪，
申请(专利权)人：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司，
类型：发明
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