[发明专利]一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统及方法，用于实现分布式驱动电动汽车的电动助力转向，本发明系统包括实测传感器单元、电动助力转向单元、力矩补偿计算模块和转向助力电机，本发明根据获取的助力转矩初值和转向助力补偿力矩值计算转向助力转矩终值，并施加转向助力补偿力矩值至转向管柱，控制转向管柱转向。与现有技术相比，本发明具有消除转矩矢量控制(TVC)对方向盘的干扰、提高车辆的操纵稳定性和安全性等优点。

技术领域

本发明涉及分布式驱动电动汽车的电动助力技术领域，尤其是涉及一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统及方法。

背景技术

分布式驱动电动汽车相比于集中电机驱动的电动汽车，可以通过四轮转矩矢量控制(TVC)更容易实现对横摆力矩、纵向力矩的控制，从而更易于实现诸如牵引力控制、车身稳定性控制等底盘主动安全控制，进而提高整车的操纵稳定性及行驶安全性。但单一的底盘电控系统只能改善其控制目标功能所涉及的车辆性能，当多种底盘电控系统同时存在时，则可能会造成各个电控子系统在独自执行时相互干扰，从而导致控制性能的下降，甚至恶化整车的操纵稳定性以及行驶安全性。

电动助力转向与转矩矢量控制在期望驾驶特性方面存在冲突，即TVC介入后会干扰驾驶员正常操纵方向盘，且存在二者对于驾驶员转向与回正意图的期望驾驶员特性冲突的问题，然而目前现有的电动助力转向策略无法避免上述问题，因此，针对带有TVC功能的四轮分布式驱动电动汽车，有必要设计一种考虑TVC与电动助力转向系统间的耦合作用，削弱TVC介入对于方向盘力矩的影响的电动助力转向控制系统。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动助力转向与分布式驱动一体化控制系统，用于实现分布式驱动电动汽车的电动助力转向，该系统包括：

实测传感器单元：用于采集车速值、方向盘的手力矩值、方向盘转角大小、方向盘的转速及前轮轮速和轮毂电机转矩值；

电动助力转向单元：用于根据实测传感器单元采集的数据获取方向盘助力转向力矩初值；

力矩补偿计算模块：用于根据转矩矢量控制的输出量和转向力矩初值计算转向助力补偿力矩值；

转向助力电机：用于根据助力转矩初值和转向助力补偿力矩值计算转向助力转矩终值，并施加转向助力补偿力矩值至转向管柱，控制转向管柱转向。

优选地，所述的实测传感器单元包括用于测量车速的车速传感器、用于测量驾驶员施加于方向盘的手力矩的力矩传感器、用于测量方向盘转角的转角传感器及用于获取前轮轮速和轮毂电机转矩大小的前轮驱动电机，车速传感器、力矩传感器和转角传感器分别连接电动助力转向单元，转角传感器连接力矩补偿计算模块，前轮驱动电机连接力矩补偿计算模块。

转向助力补偿力矩值T_m-TVC的计算式为：

式中，G为蜗轮蜗杆减速比，T_c-TVC为施加在转向管柱上的转矩矢量控制干扰力矩补偿值。

施加在转向管柱上的转矩矢量控制干扰力矩补偿值T_c-TVC的表达式为：