[发明专利]一种基于有刷电动助力转向系统的主动回正控制系统

说明书

本发明公开了一种基于有刷电动助力转向系统的主动回正控制系统，包括：有刷电动助力转向系统及其控制器，还包括集成在有刷电动助力转向系统的控制器中的车辆动态验证模块、车轮周长补偿模块、轮速修正模块、转角估算模块和回正力矩分配模块，有刷电动助力转向系统包括执行单元模块，所述控制器控制执行单元模块中的EPS马达的工作电流电压来实现控制策略。通过上述方式，本发明所述的基于有刷电动助力转向系统的主动回正控制系统，不使用方向盘转角传感器，仅利用车速信号和轮速信号，根据方向盘扭矩传感器信号，EPS控制器计算出方向盘的转角信号，从而分配主动回正力矩，控制电机执行，精度高，控制稳定，成本低。

技术领域

本发明涉及车辆转向系统领域，特别是涉及一种基于有刷电动助力转向系统的主动回正控制系统。

背景技术

随着汽车技术的深入发展，优化产品性能和降低成本的诉求也越来越高，性价比高的产品具有非常强的市场竞争力，是各个汽车厂商的关键需求。

电动助力转向系统(EPS)由于响应精准、操控性强、能耗低等特点，被越来越多的汽车厂商所接受，逐渐成为汽车标配产品。而主动回正功能是电动助力转向系统中的一项重要功能，能够帮助驾驶员合理控制车辆的回正姿态，其中，获取方向盘的实时角度信息是实现主动回正功能的基础和关键。

传统的电动助力转向系统中，大多需要加装额外的方向盘转角传感器，以获取实时的方向盘位置信号，但是需要增加额外的硬件成本。

无刷电动助力转向系统中，由于电机控制需要，电机模块中带有电机位置传感器，能够实时输出电机的位置信号，由于电机与方向盘通过机械结构连接，从而能够间接确定方向盘的角度信息，因此可以取消方向盘转角传感器。

有刷电动助力转向系统相比于无刷系统具有更好的成本优势，在经济型车型上具有广泛的应用；由于其电机模块中没有电机位置传感器，实现主动回正功能往往需要加装额外的方向盘转角传感器，但是会导致系统成本的上升。

专利CN103523077A公布了一种无转角传感器的回正功能，利用方向盘扭矩信号，车速，方向盘转角的对应关系判断方向盘角度，从而实施主动回正；但是没有考虑路面摩擦力变化引起的方向盘扭矩的影响，因此很难得到有效的角度估算。

专利CN102530071A公布了一种无角度传感器的电动助力转向回正控制器，其利用电机的工作电流和转向灯组合开关判断方向盘的位置，并施加适当的回正力矩；但是没有考虑汽车负载和蓄电池电压变化对电机工作电流的影响，组合开关中时钟弹簧的位置信号获取也增加了硬件设计的成本。

因此，基于有刷转向系统平台开发出低成本的主动回正功能仍然需要有更优化的解决方案，从而进一步提升产品的性价比。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于有刷电动助力转向系统的主动回正控制系统，在不使用方向盘转角传感器的情况下，利用车速信号和轮速信号，根据方向盘扭矩传感器信号，EPS控制器计算出方向盘的转角信号，从而分配主动回正力矩，控制电机执行。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提出一种基于有刷电动助力转向系统的主动回正控制系统，包括：有刷电动助力转向系统及其控制器，还包括：

车辆动态验证模块：接收方向盘扭矩信号、车速信号、电机转速信号，然后对接收信号分别进行逻辑计算，判断目前驾驶车辆的状态信息，生成车辆状态信号；

车轮周长补偿模块：接收车速信号、车辆状态信号、各个轮速信号，基于输入信号的分析，实时计算每个车轮的周长补偿系数；

轮速修正模块：接收各个轮速信号、车轮周长补偿系数，分析以上输入信号，得出合理的车轮转速，并计算前后轴的轮速差；

转角估算模块：根据修正后的各个轮速信号，实时计算出方向盘的转角值；