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原文传递一种电液复合转向系统的助力控制装置与控制方法

专利名称：	一种电液复合转向系统的助力控制装置与控制方法
摘要：	本发明公开了一种电液复合转向系统的助力控制装置与控制方法，其中电液复合转向系统提供的助力分别由电动助力模块与电动液压助力模块提供，所述助力控制装置采用结合转向盘转角梯度及转矩的综合路感强度评价方法，根据车辆转向盘转角与转矩信号、车速信号、车辆侧向加速度信号得到驾驶员理想转向盘转矩，利用电动助力响应准确且快速的特点，由电动助力模块提供额外的补偿力矩进行追踪，解决了电液复合系统转向路感一致性问题，实现驾驶员理想转向路感需求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	郭志强;赵万忠;王春燕
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910298166.9
公开号：	CN110104056A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	贺翔
分类号：	B62D5/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D5
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种电液复合转向系统的助力控制装置，其特征在于，包括：驾驶员理想转矩计算模块、助力计算模块、助力分配模块、助力补偿模块、电流控制模块、电流检测模块、电动助力控制器及电动液压助力控制器；所述驾驶员理想转矩计算模块的输入端与传感器模块相连；根据传感器模块输入的车速信号，转向盘转角与转矩信号及侧向加速度信号计算得到驾驶员理想转矩，并传输给助力补偿模块；所述助力计算模块根据车辆当前状况信息与驾驶员输入，依照助力特性曲线得到基础助力信号，将其传输给助力分配模块中；所述助力分配模块将基础助力根据预先设置的车速-助力比例曲线分配为基础电动助力值与基础电动液压助力值，并传输给电流控制模块；所述电流控制模块根据基础电动助力值与基础电动液压助力值大小分别计算电动液压助力电机与电动助力电机转速，并输出电动助力电机与电动液压助力电机基础电流值给电动助力控制器与电动液压助力控制器；所述助力补偿模块根据驾驶员理想转矩模块输入的驾驶员理想转矩信号与传感器模块输入的转向盘转矩信号的差值计算得到电动助力电机补偿电流信号；所述电流检测模块将电动助力模块、电动液压助力模块中电机的控制电流真实值反馈至电动助力控制器与电动液压助力控制器中。 2.根据权利要求1所述的电液复合转向系统的助力控制装置，其特征在于，所述传感器模块包括车速传感器、转向盘转角传感器、与转向盘转矩传感器、侧向加速度传感器。 3.根据权利要求1所述的电液复合转向系统的助力控制装置，其特征在于，所述驾驶员理想转矩计算模块根据驾驶员操作转向盘单位负荷，建立驾驶员转向综合路感强度；根据驾驶员最佳路感与车辆响应的关系得到驾驶员理想转矩，根据车辆状态对驾驶员理想转矩进行修正。 4.根据权利要求3所述的电液复合转向系统的助力控制装置，其特征在于，所述驾驶员综合路感强度为：式中，E为转向盘操作负荷；ay为车辆侧向加速度；SAG为转向转角梯度；Msw为转向盘力矩；δsw转向盘转角；mf为前轮载荷；mr为后轮载荷；Caf为前轮侧偏刚度；Car为后轮侧偏刚度；Vx为车辆纵向速度；L为轴距；i为转向系角传动比。 5.根据权利要求3所述的电液复合转向系统的助力控制装置，其特征在于，所述根据驾驶员最佳路感与车辆响应的关系为得到驾驶员理想转矩：式中：为转向盘理想力矩；A为lgb3-lgb1-lgb2；b为影响系数；k为幂系数；理想转向盘力矩参数A、k1、k2、k3根据驾驶员偏好力矩试验数据拟合得到。 6.根据权利要求3所述的电液复合转向系统的助力控制装置，其特征在于，所述根据车辆状态对驾驶员理想转矩进行修正为：由左、右侧车轮载荷转移产生的轮胎刚度变化对SAG值进行修正：式中：Fzfl、Fzfr分别为左、右前轮载荷；B为车辆轮距；mf为前轴载荷；hg为车轮质心高度；g为重力加速度；α为轮胎侧偏角；μ为地面附着系数；Ca为轮胎侧偏刚度；Fz为轮胎垂直载荷。 7.根据权利要求1所述的电液复合转向系统的助力控制装置，其特征在于，所述助力控制装置中电动助力控制器与电动液压助力控制器采用滑模控制原理设计，采用的助力电机电流反馈控制的方法，根据电流控制模块由目标助力值确定的目标电流值和助力电机实际的电流参考值之间的差值进行反馈控制：由无刷直流电机平衡方程得到：设滑模面函数为：s＝e＝Iref-I 选取指数趋近率为：得电机电压控制率为：利用饱和函数代替原来的符号函数在保证鲁棒性的前提下，减缓抖振；式中：q(t)为系统外加干扰；θm为电机转角；R为电机电枢电阻；I为电机电流；L为电机电感；Iref为电机参考电流；k、ε为调整参数；Δ为边界层厚度。 8.一种电液复合转向系统的助力控制方法，基于上述权利要求1至7中任意一项的装置，其特征在于，包括步骤如下： 1)通过转向盘向电液复合转向系统输入目标转角； 2)根据传感器模块所获得的车速信号，转向盘转矩信号及转向盘转角信号得到基础助力值； 3)根据预先设置的车速-助力比例曲线将基础助力值分配为基础电动助力值与基础电动液压助力值； 4)根据基础电动助力值与基础电动液压助力值大小计算电动液压助力电机与电动助力电机转速，并输出助力电机电流控制信号； 5)根据驾驶员理想转矩与实际转矩的差值得到电动助力补偿电流，与电流控制模块得到的基础电流值相加输入到电动助力控制器中； 6)根据目标电流值与电动助力电机及电动液压助力电机实际电流值的差值对两助力电机进行反馈控制，使电动助力模块与电动液压助力模块输出目标助力值至机械转向模块中。
所属类别：	发明专利