一种基于线控转向的扭矩控制方法及系统与流程

专利2026-06-06  9


本申请属于车辆控制算法领域,尤其是涉及一种基于线控转向的扭矩控制方法及系统。


背景技术:

1、线控转向系统作为一种先进的汽车电子技术,通过电子信号连接驾驶员输入接口(方向盘)和执行机构(转向轮),实现了转向控制的电子化与智能化。然而,现有的线控转向系统确实一些问题。

2、传统的机械转向系统中,方向盘与转向轮之间通过机械连接直接传递力和扭矩,驾驶员可以通过方向盘感受到路面的反馈,如轮胎与地面的摩擦力、路面不平引起的振动等。然而,在线控转向系统中,这种机械连接被取消,转向指令通过电子信号传输,导致路感信息无法直接传递给驾驶员。

3、在线控转向系统中,方向盘总成和转向执行总成分别负责接收驾驶员的转向指令和执行转向动作。然而,如果这两个部分的运行参数(如方向盘的转角、转矩,转向轮的转角、转向速度等)无法实时、准确地反馈到驱动控制单元(ecu),那么ecu就无法根据车辆的真实驾驶状态来调整转向控制策略。由于路感信息缺失和运行参数反馈不及时等问题,线控转向系统可能在某些情况下无法快速、准确地响应车辆的真实驾驶状态。

4、目前市场上还没有专门针对线控转向系统所提出的扭矩控制方式。

5、由此,特提出本申请。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,需要针对车辆开发一种基于线控转向的扭矩控制方法及系统;旨在实现引入路感电机进行路感反馈的同时,提高转向执行电机扭矩精准性,且兼顾稳定、可靠的一种扭矩控制。

2、根据本申请的一个方面,提供一种基于线控转向的扭矩控制方法,包括:获取基于路感电机工作参数计算的第一小齿轮转角数据以及基于转向执行电机工作参数计算的第二小齿轮转角数据;对第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据进行pid控制处理,输出pid扭矩;根据第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据计算获得前馈补偿扭矩;利用前馈补偿扭矩对pid扭矩进行前馈补偿,以得到转向执行电机的目标扭矩。

3、在本申请进一步地方案中,获取基于路感电机工作参数计算的第一小齿轮转角数据包括:获取方向盘转角;根据方向盘转角和可变传动比,获取第一小齿轮转角数据;其中,当车速小于等于预设的速度阈值时,可变传动比为预设的第一固定值;当车速大于预设的速度阈值时,可变传动比通过以下公式计算所得:

4、

5、其中,i为传动比,k为稳定性因素,kr为横摆角速度增益,u为车速,l为轴距。

6、在本申请中进一步的方案中,获取基于转向执行电机工作参数计算的第二小齿轮转角数据,包括:获取实际转向的测量角度值以及转向执行电机的机械角度;根据测量角度值和机械角度判断是否角度使能;在角度处于不使能时,获取条件触发上升沿后转角传感器采集到的测量角度值并计算第二小齿轮转角数据;在角度使能时,第二小齿轮转角数据为测量角度值或者为0。

7、在本申请中进一步的方案中,在角度处于不使能时,获取条件触发上升沿后转角传感器采集到的测量角度值并计算第二小齿轮转角数据包括:通过以下公式计算第二小齿轮转角数据:第二小齿轮转角数据=电机电角度解卷绕后的角度÷电机传动比÷极对数+(条件触发上升沿后转角传感器采集到的测量角度值-电机电角度解卷绕后的角度÷电机传动比÷极对数)。

8、在本申请中进一步的方案中,在角度使能时,第二小齿轮转角数据为测量角度值或者为0包括:判断测量角度值是否使能;当测量角度值使能时,第二小齿轮转角数据为测量角度值;当测量角度值不使能时,第二小齿轮转角数据为0。

9、在本申请中进一步的方案中,对第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据进行pid控制处理,输出为pid扭矩,包括:分别根据第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据计算获得第一扭矩值和第二扭矩值;计算第一扭矩值和第二扭矩值的扭矩差值;将扭矩差值作为带抗饱和积分项pid控制的输入,输出为pid扭矩。

10、在本申请中进一步的方案中,输出pid扭矩包括:所述转向执行电机包括转向执行主电机和转向执行冗余电机,所述输出pid扭矩包括:对应所述转向执行主电机的第一i项值和对应所述转向执行冗余电机的第二i项值,所述方法还包括:获取所述第一i项值和所述第二i项值的i项差值;将所述i项差值转换为角度修正值;将所述角度修正值作为转向执行电机的角度补偿转向执行电机。

11、在本申请中进一步的方案中,pid控制处理包括:在转向执行电机的其中一者失效时,pid控制处理中的p项参数、i项参数、d项参数均转换为初始参数的一半。

12、在本申请中进一步的方案中,根据第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据计算获得前馈补偿扭矩包括:计算第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据的转角差值;通过转角差值乘以预设的刚度系数得到前馈补偿扭矩。

13、基于本申请的第二方面,所提供一种基于线控转向的扭矩控制系统,包括:车辆状态观测单元,用于获取方向盘转角、车速以及实际转角的测量角度值;至少一路感电机;至少一转向执行电机;控制模块,包括第一控制单元和第二控制单元,所述第一控制单元电性连接所述车辆状态观测单元、所述路感电机以及转向执行电机,所述第二控制单元为所述第一控制单元的冗余设备,控制所述路感电机以及转向执行电机;所述控制模块被配置成执行上述基于线控转向的扭矩控制方法。

14、基于本申请的基于线控转向的扭矩控制方法及系统,该方法首先获取获取基于路感电机工作参数计算的第一小齿轮转角数据以及基于转向执行电机工作参数计算的第二小齿轮转角数据,从而根据第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据进行pid控制,并在pid控制中通过第一小齿轮转角数据和所述第二小齿轮转角数据计算获得前馈补偿扭矩进行前馈补偿,以最终获得目标扭矩。

15、基于第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据所计算出前馈补偿扭矩并作为前馈控制,前馈控制能够根据输入信号或扰动信号的变化,提前计算出所需的补偿扭矩,并将其加入到pid控制中;使得系统能够更快地响应输入变化。同时利用pid控制,对第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据的偏差进行精确调节,确保系统能够在稳定状态下运行。将前馈补偿扭矩与pid扭矩相结合,可以进一步增强系统的稳定性,减少因外部扰动或内部参数变化引起的波动。

16、通过计算前馈补偿扭矩并将其加到pid扭矩上,可以更加合理地趋近转向执行电机的扭矩,使转向执行电机的扭矩更精准地和期望保持一致性确保了车辆能够按照预期轨迹进行转向。

17、本申请实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。



技术特征:

1.一种基于线控转向的扭矩控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取基于路感电机工作参数计算的第一小齿轮转角数据,包括:

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述获取基于转向执行电机工作参数计算的第二小齿轮转角数据,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述角度处于不使能时,获取条件触发上升沿后所述转角传感器采集到的测量角度值并计算所述第二小齿轮转角数据,包括:

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述在所述角度使能时,所述第二小齿轮转角数据为测量角度值或者为0,包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述第一小齿轮转角数据和所述第二小齿轮转角数据进行pid控制处理,输出为pid扭矩,包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述转向执行电机包括转向执行主电机和转向执行冗余电机,所述输出pid扭矩包括:对应所述转向执行主电机的第一i项值和对应所述转向执行冗余电机的第二i项值,所述方法还包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述pid控制处理包括:

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一小齿轮转角数据和所述第二小齿轮转角数据计算获得前馈补偿扭矩,包括:

10.一种基于线控转向的扭矩控制系统,其特征在于,包括:


技术总结
本申请属于车辆控制算法领域,尤其是涉及一种基于线控转向的扭矩控制方法及系统;方法包括:获取基于路感电机工作参数计算的第一小齿轮转角数据以及基于转向执行电机工作参数计算的第二小齿轮转角数据;对第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据进行PID控制处理,输出PID扭矩;根据第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据计算获得前馈补偿扭矩;利用前馈补偿扭矩对PID扭矩进行前馈补偿,以得到转向执行电机的目标扭矩。提前计算出所需的补偿扭矩,并将其加入到PID控制中;使得系统能够更快地响应输入变化。同时利用PID控制,对第一小齿轮转角数据和第二小齿轮转角数据的偏差进行精确调节,确保系统能够在稳定状态下运行。

技术研发人员:崔行振,山崎一平,王守军,林文尧
受保护的技术使用者:阿尔特汽车技术股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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