[实用新型]基于驾驶员行为辨识的线控转向双电机系统

说明书

本实用新型公开了一种基于驾驶员行为辨识的线控转向双电机系统，采集单元、中央控制器、转向盘总成和前轮转向总成；采集单元包括多种传感器，中央控制器包括运算控制器、鲁棒性控制及补偿单元；转向盘总成包括转向盘、转向柱、路感电机和路感电机控制器；前轮转向总成包括转角电机控制器，转角电机，双级减速器，转矩电机控制器，转矩电机，减速器，齿轮齿条机构，前轮；本实用新型针对转角电机开环控制下的横摆稳定性控制做了设计，并通过转矩电机输出合适的补偿转矩抵消各种干扰，从而保证了汽车行驶的稳定性与准确性，实现了汽车稳定性，准确性，精确性的完美统一。

技术领域

本实用新型专利涉及电动轮汽车动力转向领域，尤其是一种基于驾驶员行为辨识的线控转向双电机系统及其横摆稳定性补偿策略。

背景技术

与传统的转向系统相比，线控转向系统解决了传统转向系统定传动比的缺陷，在汽车的实际行驶过程中，可以根据车速变化实现理想传动比控制。线控转向变传动比控制既增加了低速时汽车的转向灵敏性，又增加了汽车高速行驶过程中的行驶稳定性。

目前线控转向系统以单执行电机转角电机为主，单执行电机的电流多采用闭环控制的方式进行，其追踪的是前轮转角或者是汽车的横摆角速度。闭环控制方式，是将上一时刻的汽车的实际横摆角速度与理想横摆角速度差值作为此时刻电机的输入，这样必然导致转角电机只有接收到上一时刻的反馈值才能进行下一时刻的动作，从而增加系统反应的延长时间。当汽车在一定车速下直线行驶时，尤其是在刚开始进行转向的时候，因为转角电机上一个时刻没有动作，默认为0，也就意味着把上一个时刻的实际横摆角速度与此时刻的理想横摆角速度作为输入，然而在实际的行驶过程中实时的横摆角速度显然非0，这将导致闭环系统第一次反馈值与实际的反馈值悬殊很多，造成系统的不稳定和振动，而这种大的误差需要后面时刻的闭环反馈来消除，延长了系统到达稳态的时间。此外单转向电机的故障下用软件冗余的方式无法替代，会极大的影响汽车的转向性能，会造成汽车失稳。

目前关于双电机的控制多是双闭环控制，仍采用单电机这种闭环控制方式，也存在这种闭环控制存在的不可避免地反应效率较低，第一次震动较大，系统到达稳态时间长等缺点。关于双电机横摆稳定性的研究很少，且在汽车在行驶过程中会遭遇多种干扰，侧向风干扰，路面干扰等，这些干扰都会对汽车的行驶稳定性造成巨大的影响，因此对于双电机的横向稳定性研究策略的提出很有意义。目前基于驾驶员行为辨识的线控转向双电机系统及其横摆稳定性补偿策略的内容尚未见报道。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种基于驾驶员行为辨识的线控转向双电机系统及其横摆稳定性补偿策略。该系统通过对驾驶员行为的辨识，通过逆向理想模型的建立使转角电机直接以当时的理想转角输入，而非上一时刻的反馈值进行控制，提高了系统的实时性。

为实现上述目的，本实用新型首先提供了一种基于驾驶员行为辨识的线控转向双电机系统，其包括：采集单元，中央控制器，转向盘总成，前轮转向总成；

所述采集单元包括：转向盘转角传感器4，转向盘力矩传感器5，前轮转角传感器9，前轮力矩传感器12，车速传感器19，侧向加速度传感器20和横摆角速度传感器21；采集单元实时采集汽车行驶过程中的驾驶员行为信号，方向盘转角传感器的转角信号，实际横摆角速度信号，车速信号，转角电机的转角信号，转矩电机的转矩信号并传递给运算控制器7；并将运算控制器7通过方向盘转角信号理想值和车速信号计算出的理想横摆角速度传给鲁棒性控制及补偿单元18，同时也将实际横摆角速度信号传递给鲁棒性控制及补偿单元18；鲁棒性控制及补偿单元18根据传递过来的实际横摆角速度差值与理想横摆角速度差值计算出相应的补偿扭矩，考虑路面干扰，侧向风，机械摩擦等把补偿扭矩传递给转矩电机控制器，驱动相应的转矩电机进行补偿；