[发明专利]一种电动助力转向系统的摩擦补偿方法

说明书

本发明涉及一种电动助力转向系统的摩擦补偿方法，包括以下步骤：采集方向盘转矩信号、车速信号和电机转角信号，并根据电机转角信号计算电机转速信号；根据方向盘转矩信号和电机转角信号利用查表的方式得到静摩擦补偿力矩；根据车速信号和电机转速信号利用查表的方式得到动摩擦补偿力矩；在计算静摩擦补偿力矩时，当方向盘转矩信号和电机转角信号的变化率均大于各自的第一阈值时，则切换为动摩擦补偿力矩计算；在计算动摩擦补偿力矩时，当车速信号和电机转速信号均小于各自的第二阈值时，则切换为静摩擦补偿力矩计算；将静摩擦补偿力矩和动摩擦补偿力矩相加得到摩擦补偿力矩。本发明能有效地抑制摩擦力变化导致的扭矩波动。

技术领域

本发明涉及电动助力转向系统摩擦补偿控制技术领域，特别是涉及一种电动助力转向系统的摩擦补偿方法。

背景技术

在汽车的发展历程中，转向系统经历了四个发展阶段：从最初的机械式转向系统发展为液压助力转向系统，然后又出现了电控液压助力转向系统和电动助力转向系统。装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速行驶时驾驶员的转向操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统。但是，液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，因此在1983年日本Koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统。这种新型的转向系统可以随着车速的升高提供逐渐减小的转向助力，但是电控液压助力转向系统结构复杂、造价较高，而且无法克服液压系统自身的许多缺点，是一种介于液压助力转向和电动助力转向之间的过渡产品。到了1988年，日本Suzuki公司首先在小型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助力式电动助力转向系统。1990年，日本Honda公司也在运动型轿车NSX上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。

电动助力转向系统能显著改善汽车动态性能和静态性能、提高行驶中驾驶员的舒适性和安全性、减少环境的污染等。因此，该技术一经提出就备受关注，世界上许多汽车零部件公司对其进行开发和研究，未来的转向系统中电动助力转向将成为转向系统的主流，与其它转向系统相比，该系统突出的优势体现在具有转向轻便，操控性好，同时可以降低油耗的优点。但是电动助力转向系统也离不开机械结构，机械结构之间的摩擦力会影响电动助力系统的稳定性和准确性，为了克服这种不利影响引入摩擦补偿有着非常重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电动助力转向系统的摩擦补偿方法，有效地抑制摩擦力变化导致的扭矩波动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电动助力转向系统的摩擦补偿方法，包括以下步骤：

(1)采集方向盘转矩信号、车速信号和电机转角信号，并根据电机转角信号计算电机转速信号；

(2)根据方向盘转矩信号和电机转角信号利用查表的方式得到静摩擦补偿力矩；根据车速信号和电机转速信号利用查表的方式得到动摩擦补偿力矩；在计算静摩擦补偿力矩时，当方向盘转矩信号和电机转角信号的变化率均大于各自的第一阈值时，则切换为动摩擦补偿力矩计算；在计算动摩擦补偿力矩时，当车速信号和电机转速信号均小于各自的第二阈值时，则切换为静摩擦补偿力矩计算；

(3)将静摩擦补偿力矩和动摩擦补偿力矩相加得到摩擦补偿力矩。

所述步骤(1)中采集方向盘转矩信号后包括：对所述方向盘转矩信号进行一阶低通滤波处理保留低频部分。

所述步骤(2)中利用查表的方式得到静摩擦补偿力矩时的横坐标由方向盘转矩信号得出，纵坐标由电机转角信号得出，其中，横坐标为纵坐标为n为采样时刻，FSWT(n)为第n采样时刻的方向盘转矩，SWAMot(n)为第n采样时刻的电机转角。

所述步骤(2)中利用查表的方式得到动摩擦补偿力矩时的横坐标为车速信号，纵坐标为电机转速信号。