【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本申請屬于車輛控制算法領域，尤其是涉及一種基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制方法及系統(tǒng)。
技術介紹
1、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種先進的汽車電子技術，通過電子信號連接駕駛員輸入接口(方向盤)和執(zhí)行機構(gòu)(轉(zhuǎn)向輪)，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向控制的電子化與智能化。然而，現(xiàn)有的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)確實一些問題。
2、傳統(tǒng)的機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間通過機械連接直接傳遞力和扭矩，駕駛員可以通過方向盤感受到路面的反饋，如輪胎與地面的摩擦力、路面不平引起的振動等。然而，在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，這種機械連接被取消，轉(zhuǎn)向指令通過電子信號傳輸，導致路感信息無法直接傳遞給駕駛員。
3、在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，方向盤總成和轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成分別負責接收駕駛員的轉(zhuǎn)向指令和執(zhí)行轉(zhuǎn)向動作。然而，如果這兩個部分的運行參數(shù)(如方向盤的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向速度等)無法實時、準確地反饋到驅(qū)動控制單元(ecu)，那么ecu就無法根據(jù)車輛的真實駕駛狀態(tài)來調(diào)整轉(zhuǎn)向控制策略。由于路感信息缺失和運行參數(shù)反饋不及時等問題，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可能在某些情況下無法快速、準確地響應車輛的真實駕駛狀態(tài)。
4、目前市場上還沒有專門針對線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所提出的扭矩控制方式。
5、由此，特提出本申請。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，需要針對車輛開發(fā)一種基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制方法及系統(tǒng)；旨在實現(xiàn)引入路感電機進行路感反饋的同時，提高轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機扭矩精準性，且兼顧穩(wěn)定、可靠的一種扭矩控制。
2、根據(jù)本申請的一個方面，提供一種基于線控轉(zhuǎn)
3、在本申請進一步地方案中，獲取基于路感電機工作參數(shù)計算的第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)包括：獲取方向盤轉(zhuǎn)角；根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角和可變傳動比，獲取第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；其中，當車速小于等于預設的速度閾值時，可變傳動比為預設的第一固定值；當車速大于預設的速度閾值時，可變傳動比通過以下公式計算所得：
4、
5、其中，i為傳動比，k為穩(wěn)定性因素，kr為橫擺角速度增益，u為車速，l為軸距。
6、在本申請中進一步的方案中，獲取基于轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機工作參數(shù)計算的第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：獲取實際轉(zhuǎn)向的測量角度值以及轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的機械角度；根據(jù)測量角度值和機械角度判斷是否角度使能；在角度處于不使能時，獲取條件觸發(fā)上升沿后轉(zhuǎn)角傳感器采集到的測量角度值并計算第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；在角度使能時，第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)為測量角度值或者為0。
7、在本申請中進一步的方案中，在角度處于不使能時，獲取條件觸發(fā)上升沿后轉(zhuǎn)角傳感器采集到的測量角度值并計算第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)包括：通過以下公式計算第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)：第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)＝電機電角度解卷繞后的角度÷電機傳動比÷極對數(shù)+(條件觸發(fā)上升沿后轉(zhuǎn)角傳感器采集到的測量角度值-電機電角度解卷繞后的角度÷電機傳動比÷極對數(shù))。
8、在本申請中進一步的方案中，在角度使能時，第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)為測量角度值或者為0包括：判斷測量角度值是否使能；當測量角度值使能時，第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)為測量角度值；當測量角度值不使能時，第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)為0。
9、在本申請中進一步的方案中，對第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進行pid控制處理，輸出為pid扭矩，包括：分別根據(jù)第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)計算獲得第一扭矩值和第二扭矩值；計算第一扭矩值和第二扭矩值的扭矩差值；將扭矩差值作為帶抗飽和積分項pid控制的輸入，輸出為pid扭矩。
10、在本申請中進一步的方案中，輸出pid扭矩包括：所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機包括轉(zhuǎn)向執(zhí)行主電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行冗余電機，所述輸出pid扭矩包括：對應所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行主電機的第一i項值和對應所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行冗余電機的第二i項值，所述方法還包括：獲取所述第一i項值和所述第二i項值的i項差值；將所述i項差值轉(zhuǎn)換為角度修正值；將所述角度修正值作為轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的角度補償轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機。
11、在本申請中進一步的方案中，pid控制處理包括：在轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的其中一者失效時，pid控制處理中的p項參數(shù)、i項參數(shù)、d項參數(shù)均轉(zhuǎn)換為初始參數(shù)的一半。
12、在本申請中進一步的方案中，根據(jù)第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)計算獲得前饋補償扭矩包括：計算第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)角差值；通過轉(zhuǎn)角差值乘以預設的剛度系數(shù)得到前饋補償扭矩。
13、基于本申請的第二方面，所提供一種基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制系統(tǒng)，包括：車輛狀態(tài)觀測單元，用于獲取方向盤轉(zhuǎn)角、車速以及實際轉(zhuǎn)角的測量角度值；至少一路感電機；至少一轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機；控制模塊，包括第一控制單元和第二控制單元，所述第一控制單元電性連接所述車輛狀態(tài)觀測單元、所述路感電機以及轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機，所述第二控制單元為所述第一控制單元的冗余設備，控制所述路感電機以及轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機；所述控制模塊被配置成執(zhí)行上述基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制方法。
14、基于本申請的基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制方法及系統(tǒng)，該方法首先獲取獲取基于路感電機工作參數(shù)計算的第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)以及基于轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機工作參數(shù)計算的第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，從而根據(jù)第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進行pid控制，并在pid控制中通過第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和所述第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)計算獲得前饋補償扭矩進行前饋補償，以最終獲得目標扭矩。
15、基于第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)所計算出前饋補償扭矩并作為前饋控制，前饋控制能夠根據(jù)輸入信號或擾動信號的變化，提前計算出所需的補償扭矩，并將其加入到pid控制中；使得系統(tǒng)能夠更快地響應輸入變化。同時利用pid控制，對第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)的偏差進行精確調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)能夠在穩(wěn)定狀態(tài)下運行。將前饋補償扭矩與pid扭矩相結(jié)合，可以進一步增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少因外部擾動或內(nèi)部參數(shù)變化引起的波動。
16、通過計算前饋補償扭矩并將其加到pid扭矩上，可以更加合理地趨近轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的扭矩，使轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的扭矩更精準地和期望保持一致性確保了車輛能夠按照預期軌跡進行轉(zhuǎn)向。
17、本申請實施例的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以說明。
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1.一種基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取基于路感電機工作參數(shù)計算的第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述獲取基于轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機工作參數(shù)計算的第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述角度處于不使能時，獲取條件觸發(fā)上升沿后所述轉(zhuǎn)角傳感器采集到的測量角度值并計算所述第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述角度使能時，所述第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)為測量角度值或者為0，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和所述第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進行PID控制處理，輸出為PID扭矩，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機包括轉(zhuǎn)向執(zhí)行主電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行冗余電機，所述輸出PID扭矩包括：對應所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行主電機的第一I項值和對應所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行冗余電機的第二I項值，所述方法還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和所述第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)計算獲得前饋補償扭矩，包括：
10.一種基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于線控轉(zhuǎn)向的扭矩控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取基于路感電機工作參數(shù)計算的第一小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述獲取基于轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機工作參數(shù)計算的第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述角度處于不使能時，獲取條件觸發(fā)上升沿后所述轉(zhuǎn)角傳感器采集到的測量角度值并計算所述第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述角度使能時，所述第二小齒輪轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)為測量角度值或者為0，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：崔行振，山崎一平，王守軍，林文堯，
申請(專利權(quán))人：阿爾特汽車技術股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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