[发明专利]一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法

权利要求书

1.一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)线控汽车数据的获取：获取转向系动态数据和结构数据；获取三电机线控转向汽车整车实时参数和整车结构参数；

12)力感电机转矩的计算：通过建立方向盘及力感电机模块模型，将力感电机模块向转向柱进行简化，得到力感电机转矩；

所述力感电机转矩的计算包括以下步骤：

121)建立方向盘及力感电机模块模型，方向盘及力感电机模块模型包括转向系机械部分，对方向盘及力感电机模块进行力学分析并对转向柱进行简化，根据牛顿第二定律得：

M_s＝J_swθ”+B_swθ'+(M_Z+M_F)/i+M_f，

其中，M_s为方向盘实时转矩，J_sw为转向系总成的转动惯量，θ为方向盘转角，B_sw为转向系总成的阻尼系数，M_z为转向回正力矩，M_F为路面作用于转向轮的摩擦力矩，i为转向系总传动比，M_f为方向盘总成摩擦；

122)将力感电机模块向转向柱进行简化，得到力感电机转矩：

M_a3＝J_a3δ″_a3+B_a3δ'_a3+(M_Z+M_F)/(i*i_a3)+M_f，

式中，M_a3为力感电机输出转矩，J_a3为力感电机结构转动惯量，δ_a3为力感电机电磁转角，B_a3为力感电机结构的阻尼系数，i_a3为力感电机减速机构传动比，M_z为转向回正力矩，M_F为路面作用于转向轮的摩擦力矩，i为转向系总传动比，M_f为方向盘总成摩擦；

三电机线控转向系统的总阻力矩表达为：

(M_Z+M_F)/i＝(M_a1*i_a1+M_a2*i_a2)，

式中，M_a1为左转向执行电机输出转矩，M_a2为右转向执行电机输出转矩，i_a1为左转向执行电机减速机构传动比，i_a2为右转向执行电机减速机构传动比，M_z为转向回正力矩，M_F为路面作用于转向轮的摩擦力矩，i为转向系总传动比；

则得：

M_a3＝J_a3δ″_a3+B_a3δ'_a3+(M_a1*i_a1+M_a2*i_a2)/i_a3+M_f，

M_f＝C_F*sgnδ'，

式中，M_a3为力感电机输出转矩，J_a3为力感电机结构转动惯量，δ_a3为力感电机电磁转角，B_a3为力感电机结构的阻尼系数，M_a1为左转向执行电机输出转矩，M_a2为右转向执行电机输出转矩，i_a1为左转向执行电机减速机构传动比，i_a2为右转向执行电机减速机构传动比，i_a3为力感电机减速机构传动比，M_f为方向盘总成摩擦，C_F为由系统转动惯量及轴荷决定的常数；

左右转向电机和力感电机均采用同一型号的永磁电机，其减速机构减速比相等，则：

i_a1＝i_a2＝i_a3，

得到力感电机转矩表达式如下：

M_a3＝J_a3δ″_a3+B_a3δ'_a3+(M_a1+M_a2)+C_F*sgnδ'；

13)转向模块模型的建立：建立转向执行电机及两电机的减速机构组成的转向模块模型；

14)建立方向盘转角与前轮转角关系方程：建立基于侧向加速度增益、横摆角速度增益不受车速或者方向盘输入影响的传动比特性，设定为理想传动比特性，并建立方向盘转角与前轮转角关系方程；

15)三电机线控转向的智能主动控制：整车控制器获取方向盘的转矩和转角信息，内部控制策略根据当前工况计算得到两转向电机转角和力感电机转矩，实现转向并通过力感电机减轻驾驶员手力。