[发明专利]电动转向助力系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种电动转向助力系统及控制方法。该电动转向助力系统包括采集器，用于采集施加到转向盘的手动转矩和车辆的当前车速；处理器，与采集器连接，用于接收手动转矩和车速，并根据手动转矩、车速以及预设的助力控制策略得到期望电动机得电以后施加给转向机构的目标助力转矩，进而得到电动机输出目标助力转矩所需的目标电流；模糊PID控制器，与处理器的输出端连接，用于接收目标电流以及电动机的当前电流，并根据目标电流和电动机的当前电流采用模糊PID控制算法调节模糊PID控制器的输出电流，直至当前电流等于目标电流；以及电动机，用于根据模糊PID控制器的输出电流来控制转向机构。本发明增加了电动转向助力系统的精确性和稳定性。

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，具体地，涉及一种电动转向助力系统及控制方法。

背景技术

电动转向助力系统(EPS，Electric Power Steering)是近年来越来越普遍采用的一种系统。该系统由电动机直接提供转向助力，其作为一种新的转向技术，比较传统的液压转向系统节省能量，保护环境，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。

电动转向助力系统的工作原理如下：首先，转矩传感器测出驾驶员施加在转向盘上的手动转矩，车速传感器测出车辆当前的行驶速度，然后将这两个信号传递给控制器；控制器根据内置的控制策略，计算出理想的目标助力转矩，将该目标助力转矩转化为电流指令传输给电动机。然后，电动机产生的助力转矩经减速机构放大后作用在机械式转向机构上，该助力转矩和驾驶员施加的手动转矩一起克服转向阻力转矩，实现车辆的转向。

助力转矩的大小期望通过控制的策略来兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性。但是，由于电动转向助力系统的各部件以及机械匹配上会存在误差，很多时候系统不能精确、稳定地工作，甚至出现“超调”的现象。尤其是在汽车高速行驶时，助力相应地减小，该助力的减小变化较大，给转向盘造成较大的冲击，使得在转向回正时容易产生转向角度的振荡，产生“发飘”的感觉，影响驾驶员的掌控力，甚至可能引起安全事故。另外，由于轮胎与地面的摩擦力矩和电动机自身阻力矩造成了转动力矩的损失，使得电动转向助力系统的精确性不高、稳定性不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种精确性较高，稳定性较好的电动转向助力系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种电动转向助力系统，该系统包括：采集器，用于采集施加到转向盘的手动转矩和车辆的当前车速；处理器，与所述采集器连接，用于接收所述手动转矩和所述车速，并根据所述手动转矩、所述车速以及预设的助力控制策略得到期望电动机得电以后施加给转向机构的目标助力转矩，进而得到所述电动机输出所述目标助力转矩所需的目标电流；模糊PID(比例积分微分)控制器，与所述处理器的输出端连接，用于接收所述目标电流以及所述电动机的当前电流，并根据所述目标电流和所述电动机的当前电流采用模糊PID控制算法调节所述模糊PID控制器的输出电流，直至所述当前电流等于所述目标电流；以及所述电动机，与所述模糊PID控制器的输出端连接，用于根据所述模糊PID控制器的输出电流来控制所述转向机构。

优选地，所述助力控制策略包括：在所述手动转矩小于等于一初始值的情况下，所述目标助力转矩为零；在所述手动转矩大于所述初始值并小于等于一极限值的情况下，所述目标助力转矩随所述手动转矩的增大而增大；在所述手动转矩大于所述极限值的情况下，所述目标助力转矩恒定；所述目标助力转矩随着所述车速的增大而减小。

优选地，所述采集器还用于采集所述转向盘的转角；以及所述处理器用于接收所述转角，并在所述转角的振幅超过一预设阈值的情况下，根据所述手动转矩、所述车速、所述助力控制策略和所述转角得到所述目标助力转矩。