[发明专利]一种电动助力转向系统及其摩擦补偿方法和控制器

说明书

本发明提供了一种电动助力转向系统及其摩擦补偿方法和控制器，该方法通过对方向盘转矩进行超前校正，得到平滑切换电流；并且以该平滑切换电流对正常计算得到的初始补偿电流进行修正，进而实现对于摩擦力滞回特性的有效补偿，避免了现有技术中转速零位切换容易引起力矩跳变的问题。

技术领域

本发明涉及电动助力转向控制技术领域，特别涉及一种电动助力转向系统及其摩擦补偿方法和控制器。

背景技术

电动助力转向系统是指利用电机为汽车转向提供助力的控制系统，相比传统的纯机械转向系统，电动助力转向系统能够使转向更加轻便，转向操纵感更加舒适，为驾驶员提供更加优越的驾驶体验。

然而该电动助力转向系统由于包含多个机械传动机构，在整个传动过程中引入了干扰摩擦力矩，因此会影响驾驶员的转向手感。若要提高驾驶员的转向手感，则需要加入适当的摩擦补偿；比如现有技术采用的可标定的库伦摩擦补偿方案，或者，基于方向盘转速的滑动摩擦力补偿方案。

但是上述两种方案均没有充分考虑摩擦力的滞回特性，即当两个物体间相对速度发生变化时，摩擦力需要滞后一段时间才会改变的特性，从而导致转速零位切换(转动方向改变，使转速从负值到正值或从正值到负值这一过程，正负值是相对的)容易使驾驶员作用在方向盘上的力产生瞬间跳变(0.2Nm)，即引起力矩跳变，引起恶劣的驾驶体验。

发明内容

本发明提供一种电动助力转向系统及其摩擦补偿方法和控制器，以避免现有技术中转速零位切换容易引起力矩跳变的问题。

为实现所述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种电动助力转向系统的摩擦补偿方法，包括：

根据方向盘转动角速度、车速以及方向盘转矩进行计算，得到初始补偿电流；

对所述方向盘转矩进行超前校正，得到平滑切换电流；

根据所述初始补偿电流和所述平滑切换电流进行计算和处理，得到并输出摩擦补偿电流值。

优选的，对所述方向盘转矩进行超前校正，得到平滑切换电流，包括：

对所述方向盘转矩进行比例微分控制，得到所述平滑切换电流。

优选的，根据方向盘转动角速度、车速以及方向盘转矩进行计算，得到初始补偿电流，包括：

根据所述方向盘转动角速度和所述车速，确定期望摩擦补偿电流；

根据所述方向盘转矩确定力矩增益值；

计算所述期望摩擦补偿电流和所述力矩增益值的乘积，得到所述初始补偿电流。

优选的，根据所述方向盘转动角速度和所述车速，确定期望摩擦补偿电流，包括：

在第一预设关系表中，查找与所述方向盘转动角速度和所述车速相对应的期望摩擦补偿电流绝对值；

根据所述期望摩擦补偿电流绝对值和所述方向盘转动角速度的方向，得到所述期望摩擦补偿电流。

优选的，所述第一预设关系表为通过机械转向系统动力学关系或实车实验测试得到的三维曲线。

优选的，根据所述方向盘转矩确定力矩增益值，包括：

在第二预设关系表中，查找与所述方向盘转矩相对应的所述力矩增益值。

优选的，所述第二预设关系表为通过实车实验测试得到的二维曲线；

且在所述第二预设关系表中：

当所述方向盘转矩小于等于第一阈值时，所述力矩增益值为1；

当所述方向盘转矩大于所述第一阈值且小于第二阈值时，所述力矩增益值大于0且小于1；