一种用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110316247A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910674859.3(22)申请日2019.07.25(71)申请人辽宁工业大学地址121001辽宁省锦州市古塔区士英街169号(72)发明人段敏张恒刘志尚(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369代理人周婷(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称盘转矩和车速，控制助力电机电流提高汽车行驶一种用于四轮独立驱动电动汽车的电动助的转向稳定性。力转向系统与差动助力系统的联合控制方法(57)摘要本发明公开了一种用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，包括：汽车转向时，将采集到的方向盘转矩Thw与设定的助力转矩Tzl进行对比确定助力模式，进行转矩分配，具体如下：当Thw＞Tzl时，对汽车的行驶车速V与最高车速Vmax进行判断，当V＞Vmax时，则进入阻尼控制模式，阻尼控制电流为：当Thw＜Tzl时，对汽车方向盘转角方向sgn(V)与方向盘的角速度方向sgn(ω)进行判断：当sgn(V)＝sgn(ω)时，则汽车正在转向，进入基本助力控制模式，当sgn(V)≠sgn(ω)时，则汽车方向盘正在回正，进入回正模式，回正控制电流为：IHZ＝kp·(θco-θc)+ki∫(θco-θc)dt，式中：IHZ为控制电流，θc0＝0为理想转向盘转角，θc0实际为方向盘转角，ki、kp为积分CN110316247A和比例系数；通过监测汽车在行驶过程中的方向CN110316247A权利要求书1/2页1.一种用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，其特征在于，包括：当方向盘转角θ＞15°时，将方向盘转矩Thw与设定的助力转矩Tzl进行对比，确定助力模式，进行转矩分配，所述助力模式包括：当Thw＞Tzl时，且V＞Vmax时，进入阻尼控制模式，阻尼控制电流为：当Thw＜Tzl，sgn(V)＝sgn(ω)时，进入基本助力控制模式，基本控制电流为：sgn(V)≠sgn(ω)时，进入回正控制模式，回正控制电流为：IHZ＝kp·(θco-θc)+ki∫(θco-θc)dt式中：IHZ为控制电流，θc0＝0为理想转向盘转角，θc0实际为方向盘转角，ki、kp为积分和比例系数；其中，V为汽车的行驶车速，Vmax为汽车行驶的最高车速，Kv为电动势常数，Rm为电枢电阻，θm为助力电机转速，sgn(V)为汽车的方向盘转角方向，sgn(ω)为方向盘的角速度方向；Td为输入轴扭矩传感器检测的扭矩，K1和K2为折线型助力增益梯度，T0为需要进行助力控制时初始转矩，T1折线型助力特性曲线转折点时的转矩，Tmax为电动助力转向系统提供最大助力时，转向盘的输入力矩，Imax为助力电机的最大电流。2.根据权利要求1所述的用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，其特征在于，所述方向盘转矩Thw的经验计算公式为：其中，MV为方向盘垂直转向阻力矩，ML为方向盘侧向转向阻力矩，sgn(V)为车速的方向，Mr为方向盘原地转向阻力矩，ns为转向系统传动比，η+为转向系统的效率，G为转向助力系数。3.根据权利要求2所述的用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，其特征在于，当进入所述阻尼模式时，所述最高车速Vmax＝80km/h。4.根据权利要求3所述的用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，其特征在于，所述助力模式通过助力电机进行助力控制，所述助力电机稳定工作时的状态方程为：2CN110316247A权利要求书2/2页其中，Rm为助力电机的电枢电阻，Lm为助力电机的电枢电感，Im为助力电机的电枢电流，Km为助力电机的转动刚度系数，Jm为助力电机的转动惯量，rP为小齿轮分度圆半径。5.根据权利要求1所述的用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，其特征在于，所述四轮独立驱动电动汽车通过驱动电机进行驱动行驶，所述驱动电机在满足汽车行驶时最高车速时功率的经验公式为：其中，m为汽车质量，g为重力加速度，fr为滚动阻力系数，CD为风阻系数；A为迎风面积，umax为汽车行驶时的最大车速。6.根据权利要求5所述的用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，其特征在于，所述驱动电机在满足汽车最大爬坡度时的功率满足经验公式为：其中，αmax为最大爬坡度，ua为爬坡速度。7.根据权利要求6所述的用于四轮独立驱动电动汽车的电动助力转向系统与差动助力系统的联合控制方法，其