[发明专利]一种汽车电动助力转向系统及其电机控制方法

权利要求书

1.一种汽车电动助力转向系统的电机控制方法，汽车电动助力转向系统包括电子控制单元(1)，以及与之相连的方向盘转矩传感模块(2)、车速传感模块(3)、电机驱动模块(4)和助力电机吸收电流检测模块(5)，其中电子控制单元(1)中还包含PID控制器(6)；电子控制单元(1)与方向盘转矩传感模块(2)相连，从方向盘转矩传感模块(2)获取方向盘转矩信号，电子控制单元(1)与车速传感模块(3)相连，以获取车速信号，电子控制单元(1)与电机驱动模块(4)相连，以控制电机的吸收电流和输出转矩，助力电机吸收电流检测模块(5)与电机驱动模块(4)相连，检测当前电机吸收电流，并与电子控制单元(1)相连，将检测的当前吸收电流送入PID控制器(6)，形成闭环控制，其特征在于：所述的PID控制器(6)通过判断助力转向系统处于不同的状态采用不同的控制方式，即当助力转向系统处于助力状态时，采用普通的增量式PID控制算法，当助力转向系统处于回正状态时采用具有参数优化功能的模糊PID控制方法，具体包括以下步骤：

第一步，电子控制单元(1)采集方向盘转矩信号和车速信号，并计算得出助力转向系统的助力电机目标吸收电流；

第二步，采集助力电机当前吸收电流，并计算电流偏差E和偏差的变化率EC，并通过现场调试设定初始PID控制参数Kp、Ki和Kd；

第三步，电子控制单元(1)通过判断方向盘转矩的变化趋势和电机当前的转向，判断电动助力转向系统的工作过程，即助力电机的负载状态及特性；

第四步，通过第三步的判断，当电动助力转向系统处于助力工作过程时，电机工作负载大，性能稳定，此时采用增量式PID算法控制助力电机，初始的Kp、Ki和Kd作为系统控制参数；当电动助力转向系统处于回正工作过程时，电机工作负载小，此时采用具有参数优化功能的模糊PID控制方法；首先检测PID的临界值，并由此计算参数Kp₁、Ki₁和Kd₁，再将电流偏差E和电流偏差的变化率EC模糊化，对Kp₁、Ki₁和Kd₁进行优化，输出参数Kp、Ki和Kd；

第五步，根据第三步和第四步的判断和计算，将得到的参数Kp、Ki和Kd和电流偏差E、偏差的变化率EC输入控制器，得到输出结果，由该结果调节PWM信号的占空比，即可调节电机的吸收电流和转矩，形成闭环控制。