[发明专利]电机驱动动力转向控制方法和电机驱动动力转向控制系统

说明书

一种电机驱动动力转向控制方法和电机驱动动力转向控制系统，该方法可包括：对连接在方向盘和齿条之间的柱设置虚拟摩擦模型；通过将方向盘的转向角速度作为所设置的虚拟摩擦模型中的输入参数来计算柱的摩擦力矩；以及基于虚拟转向系统模型使用柱的摩擦力矩作为参数来计算目标转向力矩。

技术领域

本发明涉及一种电机驱动动力转向系统和电机驱动动力转向方法，该电机驱动动力转向系统包括虚拟转向系统模型，其反映了通过使用虚拟摩擦模型而估计的与方向盘连接的柱的摩擦力矩。

背景技术

基于现有开环的电机驱动动力转向(MDPS)控制可根据硬件分布而具有不同的性能，并且许多重复调整操作是必要的以确保期望的目标转向性能。

同时，基于开环的控制可通过基于闭环的反馈控制来解决。

即，待控制的目标转向力矩可以以查找表的方式产生以进行反馈控制，并且与开环方式相比，其具有改进的控制鲁棒性和改进的调整效率。

然而，在反馈控制中，难以预测反馈控制器的初始设计步骤中的控制逻辑的性能，并且使用虚拟转向系统模型的转向系统已用于提高开发效率。

同时，虽然已经在一般驾驶条件下精确估计了在传统的转向系统模型中使用的与方向盘连接的柱的摩擦力矩，但是在停止或低速驾驶条件下振动严重。

在本发明的此背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景技术的理解，并且不可被认为是承认或以任何形式暗示此信息形成本领域技术人员已知的相关技术。

发明内容

本发明的各方面涉及提供一种虚拟摩擦模型，其精确地估计了在停止或低速驾驶条件中方向盘的摩擦力矩。

根据本发明的各方面，一种电机驱动动力转向控制方法包括：对连接在方向盘和齿条之间的柱设置虚拟摩擦模型；通过将方向盘的转向角速度作为所设置的虚拟摩擦模型中的输入参数来计算柱的摩擦力矩；以及基于虚拟转向系统模型使用所计算的柱的摩擦力矩作为参数来计算目标转向力矩。

虚拟摩擦模型的设置可包括将柱的摩擦力矩设置为阻尼力矩和刚度力矩的和，阻尼力矩和刚度力矩在虚拟摩擦模型中被设置为转向角速度或柱的扭转位移的非线性函数。

阻尼力矩可设置为双曲正切函数，其中，方向盘的转向角速度是输入参数。

刚度力矩可设置为两度或更多度的多项式函数，其中，柱的扭转位移是输入参数。

虚拟摩擦模型的设置可包括将虚拟摩擦模型设置为反映柱的静摩擦和Stribeck效应。

目标转向力矩的计算可包括设置虚拟转向系统模型以利用状态方程计算目标转向力矩，在该状态方程中，转向角速度和施加到齿条的齿条力作为输入参数。

目标转向力矩的计算可包括通过将柱的扭转位移、齿条的动量、方向盘的动量和齿条的进给位移设置为状态参数来导出状态方程。

目标转向力矩的计算可包括通过反映由将车辆速度作为参数而设置的辅助增益来计算目标转向力矩。

电机驱动动力转向控制方法还可包括，在计算目标转向力矩之后，反馈控制转向电机以遵循所计算的目标转向力矩。

根据本发明的各方面，一种电机驱动动力转向控制系统包括：摩擦力矩计算单元，其配置为通过将方向盘的转向角速度作为对连接在方向盘和齿条之间的柱所设置的虚拟摩擦模型中的输入参数，来计算柱的摩擦力矩；目标转向力矩计算单元，其配置为基于虚拟转向系统模型使用由摩擦力矩计算单元计算的柱的摩擦力矩作为参数来计算目标转向力矩；以及电机控制单元，其配置为通过使用由目标转向力矩计算单元计算的目标转向力矩来控制转向电机。