线控转向系统的控制方法、控制装置和车辆与流程

    技术2025-08-09  11


    本发明涉及车辆,具体涉及一种线控转向系统的控制方法、控制装置和车辆。


    背景技术:

    1、线控转向系统是一种先进的转向技术,它取消了传统转向系统从方向盘到转向执行器之间的机械连接,完全由电控系统实现转向。线控转向系统可以摆脱传统转向系统的各种限制,实现方向盘和转向执行器的解耦控制,不仅方便实现车轮底盘的集成控制,还能在自动驾驶模式下保持方向盘静默而车轮转角依然跟踪目标轨迹,提升驾驶体验。

    2、线控转向系统包括转向执行器,转向执行器能够接收目标转角并输出电机扭矩控制车轮转动。然而,在外部扰动和系统稳定性的影响下,车轮的实际转角会偏离目标转角,有待进一步提高实际转角追踪目标转角的精准度。

    3、本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


    技术实现思路

    1、为了解决上述问题,即为了解决在外部扰动和系统稳定性的影响下,车辆的实际转角会偏离目标转角,有待进一步提高实际转角追踪目标转角的精准度的问题。

    2、在第一方面,本发明提供一种线控转向系统的控制方法,所述线控转向系统包括转向执行器,所述转向执行器包括转向机构和驱动所述转向机构的转向电机,所述控制方法包括:获取目标转角和所述转向执行器的状态参数;基于所述当前状态参数,计算第一扭矩增加量;基于所述目标转角,计算第二扭矩增加量;基于所述第二扭矩增加量,计算第三扭矩增加量;根据所述第一扭矩增加量、所述第二扭矩增加量和所述第三扭矩增加量,计算所述转向电机的输出扭矩;根据所述输出扭矩,控制所述转向电机。

    3、在一些实施例中,“基于所述当前状态参数,计算第一扭矩增加量”的步骤具体包括:获取预先建立的前馈观测器;将所述当前状态参数作为所述前馈观测器的输入,将所述前馈观测器的输出作为所述第一扭矩增加量。

    4、在一些实施例中,所述前馈观测器通过下列步骤建立:基于转向执行器的状态参数变量、属性参数变量和第一扭矩增加量变量,构建所述转向执行器的动力学公式;将所述转向执行器的动力学公式转换为状态空间方程;基于所述状态空间方程,构建所述前馈观测器。

    5、在一些实施例中,“根据所述当前状态参数,计算第一扭矩增加量”的步骤具体包括:基于所述转向执行器的当前状态参数、所述转向执行器的属性参数和第一扭矩增加量,构建所述转向执行器的动力学公式;将所述转向执行器的动力学公式转换为状态空间方程;基于所述状态空间方程,计算所述第一扭矩增加量。

    6、在一些实施例中,所述转向机构为齿轮齿条转向机构,“根据所述目标转角,计算第二扭矩增加量”的步骤具体包括:确定所述转向执行器的齿轮力等效质量和系统等效阻尼;根据所述目标转角获得目标齿条位移;根据所述齿轮力等效质量、所述系统等效阻尼和所述目标齿轮位移,计算所述第二扭矩增加量。

    7、在一些实施例中,所述第二扭矩增加量为其中,xr,target为所述目标齿条位移,mr为齿条力等效质量,br为系统等效阻尼。

    8、在一些实施例中,所述当前状态参数包括所述转向电机的当前电机力矩和所述转向机构的实际齿条位移。

    9、在一些实施例中,“根据所述第一扭矩增加量、所述第二扭矩增加量和所述第三扭矩增加量,计算所述转向电机的输出扭矩”的步骤具体包括:将所述第一扭矩增加量、所述第二扭矩增加量和所述第三扭矩增加量加和,得到所述输出扭矩。

    10、第二方面,本发明提供了一种驾驶员转向行为的控制装置,所述控制装置包括:获取模块,用于获取目标转角和所述转向执行器的当前状态参数;第一计算模块,用于基于所述当前状态参数,计算第一扭矩增加量;第二计算模块,用于基于所述目标转角,计算第二扭矩增加量;第三计算模块,用于基于所述第二扭矩增加量,计算第三扭矩增加量;第四计算模块,用于根据所述第一扭矩增加量、所述第二扭矩增加量和所述第三扭矩增加量,计算所述转向电机的输出扭矩;控制模块,用于根据所述输出扭矩,控制所述转向电机。

    11、第三方面,本发明提供了一种车辆,包括控制器,所述控制器配置成执行上述的线控转向系统的控制方法。

    12、本发明提供的线控转向系统的控制方法、控制装置和车辆,通过第一扭矩增加量有利于降低外部扰动的影响,通过第二扭矩增加量有利于降低系统惯性和阻尼的影响,通过第三扭矩增加量有利于降低模型参数不确定性的影响。通过第一扭矩增加量、第二扭矩增加量和第三扭矩增加量计算转向电机的输出扭矩驱动车轮转动,能够提高转角控制的抗干扰能力和系统稳定性,使车轮的实际转角实时精确跟踪目标转角。



    技术特征:

    1.一种线控转向系统的控制方法,所述线控转向系统包括转向执行器,所述转向执行器包括转向机构和驱动所述转向机构的转向电机,其特征在于,所述控制方法包括:

    2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,“基于所述当前状态参数,计算第一扭矩增加量”的步骤具体包括:

    3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述前馈观测器通过下列步骤建立:

    4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,“基于所述当前状态参数,计算第一扭矩增加量”的步骤具体包括:

    5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述转向机构为齿轮齿条转向机构,

    6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述第二扭矩增加量为其中,xr,target为所述目标齿条位移,mr为齿条力等效质量,br为系统等效阻尼。

    7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制方法,其特征在于,所述当前状态参数包括所述转向电机的当前电机力矩和所述转向机构的实际齿条位移。

    8.根据权利要求1至6中任一项所述的控制方法,其特征在于,“根据所述第一扭矩增加量、所述第二扭矩增加量和所述第三扭矩增加量,计算所述转向电机的输出扭矩”的步骤具体包括:

    9.一种驾驶员转向行为的控制装置,其特征在于,所述控制装置包括:

    10.一种车辆,包括控制器,其特征在于,所述控制器配置成执行权利要求1至8中任一项所述的线控转向系统的控制方法。


    技术总结
    本发明涉及车辆技术领域,具体提供一种线控转向系统的控制方法、控制装置和车辆,旨在解决在外部扰动和系统稳定性的影响下,车轮的实际转角会偏离目标转角,有待进一步提高实际转角追踪目标转角的精准度的问题。为此目的,本发明的控制方法包括:获取目标转角和转向执行器的当前状态参数;基于当前状态参数,计算第一扭矩增加量;基于目标转角,计算第二扭矩增加量;基于第二扭矩增加量,计算第三扭矩增加量;根据第一扭矩增加量、第二扭矩增加量和第三扭矩增加量,计算转向电机的输出扭矩;根据输出扭矩,控制转向电机。基于上述方案,本发明能够提高转角控制的抗干扰能力和系统稳定性,使车轮的实际转角实时精确跟踪目标转角。

    技术研发人员:吴光耀,周锦鸿,李晓迪,王保田,原达,肖柏宏
    受保护的技术使用者:蔚来汽车科技(安徽)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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