[发明专利]无角度传感器的电动助力转向回正控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车使用的电动助力转向装置，特别是无角度传感器的电动助力转向回正控制器。

背景技术

随着车辆电子技术的发展，车辆的电动助力转向系统以其环保、节电、占用空间小、设计灵活、控制策略调整方便等优势，获得广泛应用。车辆的回正性能是车辆操纵稳定性的一个重要方面，电动助力转向系统的主动回正控制改善车辆的回正性能。电动助力转向系统可分为两类，另一类是带角度传感器具有主动回正控制的电动助力转向系统，系统中含有一个转向角度传感装置，能够感知车辆的转向角度，控制车辆主动回正。然而，现有的转向角度传感装置，是一种旋转装置，分为位置式和增量式。位置式角度传感装置要么受360°限制，要么结构太复杂，成本较高;增量式角度传感装置结构简单，不受360度限制，但需要存储初值用以计算当前的角度信息，一旦丢失初值，将产生错误的角度信息。一类是不带角度传感器的电动助力转向系统，国内受成本限制，这种电动助力转向系统应用广泛。但由于电动助力转向的增加了电机与蜗轮蜗杆减速机构，一般其回正性能较液压助力转向要差一些。由于电机和减速机构的摩擦，以及电机转子的惯性。摩擦会削减甚至完全抵消轮胎定位引起的回正力矩，使方向盘回正变慢甚至停滞在某一转角位置。电机转子的惯性会迅速降低回正加速度，使回正速度变慢。

随着控制技术与电子技术的发展，车主对汽车的要求越来越高，各开发厂家相继开发出了无角度传感器回正补偿的电动助力转向系统;有专利提到通过对电动机的转速积分得到方向盘转角，以减少方向盘转角测量元件，实现回正功能的。 也有专利提出，通过对电动机转速的估计，从而估计回正趋势状态，根据此回正趋势状态，通过模糊逻辑，施加一个回正补偿电流，以改善回正。此方法确实对加快回正有明显效果。还有专利提供一种安装转向器内齿条上可以能判定车辆是否处于中位传感器、而不是转角传感器，准确地进行助力判断，并将形成的转向力作用到车辆转向轮，从而使得转向盘具有一定的回正功能。但此专利主要是说明如何获取角度进行助力控制，没有说明什么时机回正，怎么回正。由于中位传感器比角度传感器成本低廉，这种方法比带角度传感器的电动助力转向系统确实进步不少。上述方法要么存在回正不能准确到到达中位，要么变相地增加传感器，间接地增加了成本，不属于真正的无角度传感器回正范畴。本发明旨提供一种方法，利用转向系统现有的零部件获取中间位置信息，不需角度传感器或类似传感器，且能准确地平稳地使转向盘回正到中间位置。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：提供无角度传感器的电动助力转向回正控制器，以解决背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：

一种无角度传感器的电动助力转向回正控制器，包括：方向盘、转向管柱、中间传动万向节、转向器、扭矩传感器、车速传感器、基于转向组合开关开发的中间位置信号，蜗轮蜗杆减速机构、电机、电动助力转向控制器，所述的基于转向灯的组合开关，中间有时钟弹簧，可设置中间位置信号，所述控制器包括助力控制模块，阻尼控制模块，回正控制模块，诊断监测控制模块，所述的回正控制包括三个子模块，进入回正状态判断模块，回正过程控制模块，中间位置信号处理模块，诊断监测模块，包括电机转速测量模块，电机电流模块，诊断通讯模块输入车速和转角，通过动力学计算回正力矩，可预先得出回正角加速度和回正角速度，并且对其进行控制，直到回正到转向盘中间位置为止，由于转向盘转角大小不一样，转向盘同时具有一定速度和惯性，转向盘回正时，特别是回中间位置时，突然停止，造成转向盘转速突变，引起转向盘绕中间位置轻微的震荡，影响驾驶舒适性和安全性，故还预先得出回正轨迹，即对转向盘转角进行预估，对施加在方向盘上的扭矩进行检测，控制器内电流传感器对电流进行检测，可发现其回正规律，由于其特有的转向系统特性，可估计出转向盘转角，根据转向盘角度，可以推出大、中、小角度三种基本回正模式，使得手感更加细腻。

      本无角度传感器回正控制主要有三点关键控制技术：

第一：判断转向系统状态，使得控制器进入回正控制模块，根据多次试验，回正时，扭力杆变形衰减率在一定范围内，如检测到扭力杆（扭矩传感器）衰减率在此目标值内时，即进入回正控制状态。

第二：回正过程控制，即回正转向盘转速和角加速度控制，具体见下部分详解

第三：回正到转向盘中间位置，或回正终点的控制，根据转向盘中间位置信号及回正速度控制，使得转向盘能准确，柔和地回中位，不引起转向盘回正超调。

有益效果：