[发明专利]一种基于复合电源的EPS控制器的构造方法

说明书

本发明公开了一种基于复合电源的汽车EPS控制器的构造方法，EPS系统具有三种供电模式及不同的控制方法，复合电源供电模式下采用自抗扰控制算法，整车电源系统和超级电容共同为电机提供转向功率；整车电源供电模式下采用模糊PID控制算法，整车电源系统单独为电机提供转向功率，同时超级电容作为整车电源系统的负载，处于充电状态，存储的能量以备低速转向时使用；当整车电源发生故障时，系统处于超级电容供电模式采用神经网络动态面控制算法，超级电容单独为电机提供转向功率，维持短时间的转向助力；能有效解决重型商用车原地转向或极低速转向整车电源系统提供功率不足的问题以及保证了EPS系统在供电模式切换过程中的稳定性。

技术领域

本发明属于动力转向系统领域，尤其涉及一种基于复合电源的EPS控制器的构造方法。

背景技术

重型商用车普遍采用助力特性单一的液压助力转向系统(HPS)，助力大小不会随车速的变化而变化，因此高速转向时路感差，车辆易“发飘”；另外，车辆无论处于直行还是转弯，HPS的转向泵一直在发动机驱动下高速运转，而汽车大部分时间直行工况不需转向，故HPS的无功损耗大。电控液压助力转向系统(ECHPS)在HPS基础上加装电子执行装置，使系统的压力和流量随行驶工况的变化而变化，从而实现低速转向轻便，高速转向稳定的目标，但是ECHPS的转向泵依然由发动机直接驱动，因此转向系统的无功损耗几乎没有降低。电动助力转向系统(EPS)通过电机提供转向助力，助力大小由软件程序控制，可以方便地实现随速可变助力特性，有助于提高车辆的操纵稳定性；非转向工况下，EPS几乎不消耗电能，因此EPS是真正意义上的“按需”助力转向系统。

目前EPS广泛应用于乘用车和轻型商用车。由于重型商用车的前轴载荷大，整车电源系统不能满足EPS所需的转向功率，因此现有的EPS方案不适用于重型商用车。虽然重型商用车在原地转向或极低速转向时所需的转向功率很大，整车电源系统不能满足转向功率的需求，但在大部分的运行时间中重型商用车处于中、高速行驶状态，相应的转向阻力矩较小，所需的转向功率也较小，整车电源系统完全能满足转向功率需求，因此只要着重解决好原地转向或极低速转向整车电源系统提供功率不足的问题，就能促进EPS在重型商用车上的应用。

发明内容

本发明根据现有技术整车电源系统下电动助力转向系统无法提供重型商用车低速转向所需功率的问题，提出了一种基于复合电源的EPS系统及其构造方法，目的在于解决重型商用车原地转向或极低速转向整车电源系统提供功率不足的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于复合电源的EPS系统，包括电动助力转向系统、复合电源和转向桥；所述复合电源包括整车电源、超级电容以及充放电电路；整车电源由发电机与蓄电池并联而成，整车电源与充电电路串联连接，再与超级电容串联连接；超级电容先与放电电路串联连接，再与整车电源并联连接。电动助力转向系统包括转向盘、输入轴、转矩/转角传感器、中间轴、助力电机、循环球转向器、转向器输出轴、EPS控制器；转矩/转角传感器通过输入轴接收转向盘转角传递的转角信号，并传输给EPS控制器，EPS控制器通过电线与助力电机相连，助力电机的输出轴与循环球转向器相连；EPS控制器由复合电源供电，接收转矩/转角信号、车速信号、复合电源的电量信号以及助力电机的电流信号，EPS控制器包括模糊监督器、EPS系统和控制器，所述控制器包括模糊PID控制器、神经网络动态面控制器和自抗扰控制器。所述转向桥包括转向器摇臂、转向传动机构、转向车轮。

一种基于复合电源的EPS的构造方法，其特征在于，复合电源的EPS系统根据供电模式选用不同的控制方法，所述复合电源具有三种供电模式：复合电源供电模式、整车电源供电模式和超级电容供电模式；整车电源供电模式下，采用模糊PID控制器；超级电容供电模式下，采用神经网络动态面控制器；复合电源供电模式下，采用自抗扰控制器；