[发明专利]一种基于相对位置角度的主动回正控制方法

说明书

本发明公开了一种电动助力转向系统基于相对位置角度的主动回正控制方法，步骤是：1）获取量程扩展后的方向盘相对位置角度S_Ar；2）获取方向盘绝对位置角度零点S_Aa0；3）获取方向盘绝对位置角度S_Aa；4）回正电流计算；回正电流计算完成后，控制器驱动电机产生主动回正力矩，使方向盘回到中间位置。该方法无需额外增加角度传感器，无成本增加，利用现有的扭矩传感器内附带的相对位置角度信号，通过计算得到方向盘绝对位置角度信息，再结合车速信号、扭矩信号等车辆状态信息进行主动回正控制。

技术领域

本发明涉及汽车转向系统领域，涉及电动助力转向系统，尤其涉及一种基于相对位置角度的主动回正控制方法。

背景技术

电动助力转向系统，一种由电动机提供动力的动力转向系统，主要有电动机、减速机构、扭矩传感器、控制单元、转向器等构成。电动助力转向系统相对于传统的液压助力转向系统具有能耗低、优越的转向操控性、结构简单、易装配、免维护等优点，同时，还可实现传统液压助力转向无法实现的功能，比如主动回正、自动泊车、自动驾驶等功能。

近年来随着电动助力转向系统技术的成熟，越来越多的汽车生产产商开始配备电动助力转向系统，对于电动助力转向系统要求也越来越高，由最初的转向助力功能发展到主动回正、自动泊车、自动驾驶等。

车辆本身通常都具备一定的回正力，车辆行驶中，回正力时刻指向方向盘中间位置方向，当车辆转弯结束后，回正力使方向盘自动回到中间位置，。但车辆自身回正力往往不足以使方向盘完全回正，所以需要电动助力转向系统输出一点的回正力矩帮助方向盘完全回正，电动助力转向系统的这种功能称为主动回正功能。

主动回正功能的实现，需要获取方向盘绝对位置角度信息，现有技术通常做法是增加一个可测量方向盘全转动范围的角度传感器，来获取方向盘绝对位置角度信息。但是，增角度传感器也使成本提高，对成本敏感的低端车型无法应用，而往往是此类车型自身回正能力较差更需要主动回正功能，所以一种不增加成本实现主动回正功能的电动助力转向系统将更具竞争力。

发明内容

本发明提供了一种电动助力转向系统基于相对位置角度的主动回正控制方法，无需额外增加角度传感器，无成本增加，利用现有的扭矩传感器内附带的相对位置角度信号，通过计算得到方向盘绝对位置角度信息，再结合车速信号、扭矩信号等车辆状态信息进行主动回正控制。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：基于由电动机、扭矩传感器、输入轴、输出轴、扭杆、减速机构、控制单元构成的电动助力转向系统，如图1。

再通过相对位置角度信号获取及处理模块、方向盘绝对位置角度零点获取模块、方向盘绝对位置角度获取模块、回正电流计算模块，实现主动回正功能。

电动助力转向系统上电后，控制器检测相对位置角度信号并对其进行处理，通过方向盘绝对位置角度零点获取模块、方向盘绝对位置角度获取模块得到方向盘绝对位置角度，利用方向盘绝对位置角度，进行主动回正控制，如图2。

相对位置角度信号获取，通过扭矩传感器获取方向盘相对位置角度，扭矩传感器的扭矩检测原理为，分别检测输入轴和输出轴的角度，计算两个角度的差值，再乘以扭杆角刚度值，得到扭矩信号，如图3。

可见，扭矩检测的过程中产生了两个无用的过程参数，两个相对位置角度信号，输入轴角度和输出轴角度，输入轴即为方向盘角度、输出轴角度加上两个角度差值等于方向盘角度，两个角度信号完全相同，本发明选取其中任意一个做说明。

将任意一个角度信号引出至控制器，见图4，即得到了一个表示方向盘相对位置的角度信号，用A_r表示。该角度由于缺少零点，所以称之为相对位置角度信号。A_r信号为检测范围为r度的周期信号，r远远小于方向盘全转动范围，方向盘输入角度为正弦时，A_r信号特性见图5，其可为模拟电压、PWM、数字信号等形式。