[发明专利]电动助力转向系统的转向控制方法和设备

权利要求书

1.一种电动助力转向系统的转向控制方法，所述转向控制方法包括以下步骤：

由控制器设置包括设置在方向盘和齿条齿轮之间的反作用力设备的虚拟转向模型；

由所述控制器导出用于所述虚拟转向模型的状态方程，所述状态方程将所述方向盘、所述反作用力设备和所述齿条齿轮的动量表示为所述状态方程的状态变量；

由所述控制器通过所述状态方程的数值积分来确定作用于所述反作用力设备中的目标转向扭矩；并且

由所述控制器对所述电动助力转向系统的转向电机控制量进行反馈控制，以使得所述电动助力转向系统的转向扭矩与所述目标转向扭矩一致，

其中，在所述虚拟转向模型中，

转向角速度和齿条力被用作所述虚拟转向模型的输入变量；

方向盘的惯性、所述反作用力设备的刚性、所述反作用力设备的阻尼常数、所述反作用力设备的柱摩擦力、小齿轮半径以及所述齿条齿轮的重量被用作所述虚拟转向模型的系统特征参数；以及

通过所述虚拟转向模型的所述输入变量与所述虚拟转向模型的所述系统特征参数的关系确定的所述目标转向扭矩被用作所述虚拟转向模型的输出变量，

其中，所述反作用力设备是扭杆，所述反作用力设备的阻尼常数是所述扭杆的阻尼常数，并且所述反作用力设备的柱摩擦力是所述扭杆的柱摩擦力，

其中，所述目标转向扭矩由等式确定：

T_{q_ref}：目标转向扭矩

K_t：扭杆的刚性

q₅：扭杆的扭转位移

B_t：扭杆的阻尼常数

扭杆的扭转位移的微分值。

2.根据权利要求1所述的转向控制方法，其中，通过使用键合图来导出所述虚拟转向模型的所述状态方程。

3.根据权利要求1所述的转向控制方法，其中，通过将所述扭杆的扭转位移、齿条齿轮动量、方向盘动量和齿条齿轮位移设置为所述状态方程的状态变量来导出所述状态方程。

4.一种电动助力转向系统的转向控制方法，所述转向控制方法包括以下步骤：

由控制器设置包括设置在方向盘和齿条齿轮之间的反作用力设备的虚拟转向模型；

由所述控制器导出用于所述虚拟转向模型的状态方程，所述状态方程将所述方向盘、所述反作用力设备和所述齿条齿轮的动量表示为所述状态方程的状态变量；

由所述控制器通过所述状态方程的数值积分来确定作用于所述反作用力设备中的目标转向扭矩；并且

由所述控制器对所述电动助力转向系统的转向电机控制量进行反馈控制，以使得所述电动助力转向系统的转向扭矩与所述目标转向扭矩一致，

其中，在所述虚拟转向模型中，

转向角速度和齿条力被用作所述虚拟转向模型的输入变量；

方向盘的惯性、所述反作用力设备的刚性、所述反作用力设备的阻尼常数、所述反作用力设备的柱摩擦力、小齿轮半径以及所述齿条齿轮的重量被用作所述虚拟转向模型的系统特征参数；以及

通过所述虚拟转向模型的所述输入变量与所述虚拟转向模型的所述系统特征参数的关系确定的所述目标转向扭矩被用作所述虚拟转向模型的输出变量，

其中，所述反作用力设备是扭杆，所述反作用力设备的阻尼常数是所述扭杆的阻尼常数，并且所述反作用力设备的柱摩擦力是所述扭杆的柱摩擦力，以及

其中，所述目标转向扭矩由等式确定：

T_{q_ref}：目标转向扭矩

K_a：辅助增益

K_t：扭杆的刚性

q₅：扭杆的扭转位移

B_t：扭杆的阻尼常数

扭杆的扭转位移的微分值。

5.根据权利要求4所述的转向控制方法，其中，所述目标转向扭矩能够根据大于零且小于或等于1的所述辅助增益而改变。

6.根据权利要求1所述的转向控制方法，其中，能够通过改变所述虚拟转向模型的至少一个所述系统特征参数来改变所述目标转向扭矩。