[发明专利]一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统及方法

权利要求书

1.一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统，用于实现分布式驱动电动汽车的电动助力转向，其特征在于，该系统包括：

实测传感器单元：用于采集车速值、方向盘的手力矩值、方向盘转角大小、方向盘的转速及前轮轮速和轮毂电机转矩值；

电动助力转向单元：用于根据实测传感器单元采集的数据获取方向盘助力转向力矩初值；

力矩补偿计算模块：用于根据转矩矢量控制的输出量和转向力矩初值计算转向助力补偿力矩值；

转向助力电机：用于根据助力转矩初值和转向助力补偿力矩值计算转向助力转矩终值，并施加转向助力补偿力矩值至转向管柱，控制转向管柱转向；

所述的实测传感器单元包括用于测量车速的车速传感器、用于测量驾驶员施加于方向盘的手力矩的力矩传感器、用于测量方向盘转角的转角传感器及用于获取前轮轮速和轮毂电机转矩大小的前轮驱动电机，车速传感器、力矩传感器和转角传感器分别连接电动助力转向单元，转角传感器连接力矩补偿计算模块，前轮驱动电机连接力矩补偿计算模块；

转向助力补偿力矩值T_m-TVC的计算式为：

式中，G为蜗轮蜗杆减速比，T_c-TVC为施加在转向管柱上的转矩矢量控制干扰力矩补偿值。

2.根据权利要求1所述的一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统，其特征在于，施加在转向管柱上的转矩矢量控制干扰力矩补偿值T_c-TVC的表达式为：

其中，R_P为转向器小齿轮半径，θ_rl和θ_rr分别为左右转向横拉杆与齿条之间的锐角夹角，θ_s为方向盘转角，l_al(θ_s)和l_ar(θ_s)分别为左、右轮主销到各自车轮纵向平面的距离，l_cl(θ_s)和l_cr(θ_s)分别为左、右轮主销到各自转向横拉杆的距离，F_xl和F_xr分别为左、右车轮的纵向力。

3.根据权利要求2所述的一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统，其特征在于，左、右车轮的纵向力F_xl和F_xr的表达式为：

式中：T_mxl,r为左右车轮驱动力矩，J_ωl,r为车轮等效转动惯量，ω_l,r为左右车轮角速度，R_tl,r为车轮滚动半径。

4.根据权利要求2所述的一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统，其特征在于，左、右轮主销到各自车轮纵向平面的距离l_al(θ_s)和l_ar(θ_s)，左、右轮主销到各自转向横拉杆的距离l_cl(θ_s)和l_cr(θ_s)均随着方向盘转角的变化而变化，l_al(θ_s)、l_ar(θ_s)、l_cl(θ_s)和l_cr(θ_s)的值通过Adams前悬建模得到的与转角变化的关系曲线查表获取。

5.一种应用权利要求4所述的一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统的控制方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

1)实时采集驾驶员施加在方向盘的手力矩以及整车的车速v；

2)将采集的数据输入至电动助力转向单元，计算方向盘助力转向力矩初值；

3)将采集到的方向盘转角输入至力矩补偿计算模块，查表获取l_al(θ_s)、l_ar(θ_s)、l_cl(θ_s)和l_cr(θ_s)的值；

4)通过轮毂驱动电机采集当前时刻前轮左右车轮驱动力矩T_mxl,r、车轮转速ω_l,r，并将其输入至力矩补偿计算模块，获取助力转向力矩补偿值；

5)将助力转向力矩初值与助力转向力矩补偿值相加，输入至转向助力电机，转向助力电机控制转向管柱实现助力转向功能。