[发明专利]一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法

说明书

本发明涉及一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法，与现有技术相比解决了转向结构难以实现智能化主动控制的缺陷。本发明包括以下步骤：线控汽车数据的获取；力感电机转矩的计算；转向模块模型的建立；建立转向盘转角与前轮转角关系方程；三电机线控转向的智能主动控制。本发明通过对转向系统、力感电机、转向执行电机的建模与模型简化，得到驾驶员操作方向盘时前轮对应实时转角，从而给转向执行电机下达正确的转向指令，实现车辆转向。

技术领域

本发明涉及线控转向技术领域，具体来说是一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法。

背景技术

在传统的机械式转向系统中，驾驶员通过操纵转向器以及其他转向系传动部件将目标转向角传递到转向车轮，其角、力传递特性固定，在不同的车速、侧向加速度和横摆角速度条件下，汽车会呈现非线性的转向特性，这要求驾驶员需集中注意力在操纵转向器上，并时刻做出调整，大大增加了驾驶员在体力和精神上的消耗，会影响驾驶员的操纵稳定性，给行驶安全带来隐患。并且，在极端工况中(如侧滑、转向失稳等)，驾驶员失去对汽车行驶稳定性控制的可能也大大增加，亦或是在紧急工况下发生操作失误，最终导致交通事故的发生。

随着汽车技术的进步，在上世纪四十年代，设计人员就已经开发出了液压助力转向系统(HPS)，通过汽车发动机油泵所产生的液体压力来帮助驾驶员实现车辆转向，缓解驾驶员的负担。在液压助力转向技术的逐渐成熟、系统安全性日趋可靠时，各大汽车公司中广泛应用了液压助力转向。随着技术发展，汽车设计人员开发出了电控液压助力转向系统(EHPS)，以及电动助力转向系统(EPS)，通过软件辅助设计和计算来帮助驾驶员在各种工况下得到转向操作所需的助力特性，进一步有效减少驾驶员转向时的体力消耗，提升驾驶的安全性。

尽管EPS应用了很多现代化的新技术、新设备和新理论，与传统的转向系统相比在车辆转向性能优化、提高车辆电子集成度方面及节能环保方面取得了较大进步，但是EPS系统仍然存在着一定的局限性。因其转向机构在组成上仍属于机械式的转向系统，驾驶员实现转向意图时主要通过手力来操纵方向盘得到转向的转角来实现车辆转向，在极限工况或是紧急状态仍无法实现车辆的智能化主动控制。

线控转向系统(Steer-By-Wire System,SBW)取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，将驾驶员的控制命令以电信号的形式传递。在汽车转向系统的应用中，线控转向系统可作为一种智能化的电控系统，从而取代传统机械或者液压转向系统，提高了对车辆角传递特性和力传递特性在设计上的自由度，实现对车辆更加有效率的控制，大大提升驾驶安全性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中转向结构难以实现智能化主动控制的缺陷，提供一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于三电机控制的线控汽车转向控制方法，包括以下步骤：

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；

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；

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；

建立转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转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；

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。

所述线控汽车数据的获取包括以下步骤：