專利名稱：：具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于汽車
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其是一種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(ElectricPowerSteeringSystem,簡稱EPS)。
背景技術(shù)：
：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器，電子控制單元，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)組成。其中，所述扭矩傳感器安裝于所述機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上以檢測駕駛員操縱力矩并輸出扭矩信號；車速傳感器用于檢測目前車輛的行駛速度并輸出車速信號；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤偏離直線行駛位置并輸出的角度信號；電子控制單元計算出需要給轉(zhuǎn)向助力電機(jī)提供的驅(qū)動電流值；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)可安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向軸或轉(zhuǎn)向器上，通過減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩。所述電子控制單元包括基本助力控制模塊、電機(jī)電流控制模塊和故障診斷模塊。傳統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)可以提高車輛的轉(zhuǎn)向輕便性，但是，在低速行駛時，由于轉(zhuǎn)向裝置摩擦力矩的影響，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤無法回到中間位置的情況，降低了車輛的行駛安全性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了改善電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的低速回正性能，提供一種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以有效地確保電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速下的轉(zhuǎn)向回正性能，且不會影響駕駛員的操縱手感。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是—種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器，電子控制單元，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)；其中，所述扭矩傳感器安裝于所述機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上以檢測駕駛員操縱力矩并輸出扭矩信號；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤偏離直線行駛位置并輸出的角度信號；車速傳感器用于檢測目前車輛的行駛速度并輸出車速信號；電子控制單元計算出需要給轉(zhuǎn)向助力電機(jī)提供的驅(qū)動電流值；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)可安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向軸或轉(zhuǎn)向器上，通過減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩。所述電子控制單元包括力矩控制模塊、電機(jī)電流控制模塊和故障診斷模塊；力矩控制模塊接受扭矩信號、車速信號和角度信號并向電機(jī)電流控制模塊輸出控制信號，該力矩控制模塊包括基本助力控制模塊，主動回正控制模塊，阻尼控制模塊，其特征在于，所述的主動回正控制模塊包括回正判斷模塊和回正力矩計算模塊，回正判斷模塊根據(jù)接受扭矩信號、車速信號和角度信號，判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)，如果處于回正狀態(tài)，則主動回正控制模塊中的回正力矩計算模塊計算出適當(dāng)?shù)幕卣刂屏亟o電機(jī)電流控制模塊，并由電機(jī)電流控制模塊控制轉(zhuǎn)向助力電機(jī)輸出相應(yīng)回正力矩。由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是通過利用方向盤轉(zhuǎn)角信號，扭矩信號，以及車速信號進(jìn)行回正控制，該方法適用于各種助力形式的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，改善車輛的回正性能，同時不會影響駕駛員的操縱手感。圖1是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖。圖2是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正判斷模塊原理圖。圖3是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制的回正力矩計算方法原理圖。圖4是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制的回正力矩計算方法的20km/h車速下實(shí)車回正實(shí)驗(yàn)曲線。圖5是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法中用到的理想轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型。圖6是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法用到的理想轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型輸出的理想的轉(zhuǎn)向盤回正轉(zhuǎn)角-時間歷程。圖7是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法原理圖。圖8是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法的實(shí)車回正實(shí)驗(yàn)曲線。(無回正控制和有回正控制時的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角-時間歷程對比)圖9是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正判斷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證曲線。圖10是本發(fā)明的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角閉環(huán)回正力矩計算方法的實(shí)車回正實(shí)驗(yàn)曲線。(10km/h和20km/h車速時，參考模型輸出和實(shí)際轉(zhuǎn)角輸出)具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器，電子控制單元，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)組成。其中，扭矩傳感器安裝于機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上以檢測駕駛員操縱力矩并輸出扭矩信號；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤偏離直線行駛位置并輸出的角度信號；車速傳感器用于檢測目前車輛的行駛速度并輸出車速信號；電子控制單元計算出需要給轉(zhuǎn)向助力電機(jī)提供的驅(qū)動電流值；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)可安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向軸或轉(zhuǎn)向器上，通過減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩。所述電子控制單元包括力矩控制模塊、電機(jī)電流控制模塊和故障診斷模塊；力矩控制模塊接受扭矩信號、車速信號和角度信號并向電機(jī)電流控制模塊輸出控制信號，該力矩控制模塊包括基本助力控制模塊，主動回正控制模塊，阻尼控制模塊，三個控制模塊的輸入端與扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器連接，接受扭矩信號、車速信號和角度信號，三5個控制模塊的輸出端與電機(jī)電流控制模塊連接，向電機(jī)電流控制模塊輸出控制信號。主動回正控制模塊包括回正判斷模塊和回正力矩計算模塊，回正判斷模塊的輸入端與扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器連接，接受扭矩信號、車速信號和角度信號，判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)，如果處于回正狀態(tài)，則回正判斷模塊將信號反饋至主動回正控制模塊中的回正力矩計算模塊，回正力矩計算模塊計算出適當(dāng)?shù)幕卣刂屏?，并由電機(jī)電流控制模塊控制轉(zhuǎn)向助力電機(jī)輸出相應(yīng)回正力矩。本發(fā)明利用方向盤轉(zhuǎn)角信號，扭矩信號，以及車速信號進(jìn)行回正控制，適用于各種助力形式的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，改善車輛的回正性能，同時不會影響駕駛員的操縱手感。主動回正控制模塊包含回正判斷模塊和回正力矩計算模塊。如圖l。回正判斷模塊根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角信號、方向盤轉(zhuǎn)速信號(可由方向盤轉(zhuǎn)角信號微分得到，或者由電機(jī)轉(zhuǎn)速估算得到)、扭矩傳感器信號來判斷車輛是否處于回正狀態(tài)。回正判斷模塊的設(shè)計是基于狀態(tài)機(jī)理論，通過將轉(zhuǎn)向回正操作分解為回正判斷，回正待命，回正開始三種狀態(tài)，再通過方向盤轉(zhuǎn)角信號、方向盤轉(zhuǎn)速信號、扭矩傳感器信號來判斷當(dāng)前是否需要施加回正力矩。具體的判斷流程如圖2。其中，A:轉(zhuǎn)角大于設(shè)定值1;B:轉(zhuǎn)角方向與轉(zhuǎn)速方向相反；C:操縱力矩大于設(shè)定值2;D:轉(zhuǎn)角方向與轉(zhuǎn)速方向相反且操縱力矩小于設(shè)定值2;E:轉(zhuǎn)角小于設(shè)定值3;回正判斷模塊決定了是否要施加回正力矩。本專利中回正力矩計算模塊的實(shí)現(xiàn)方式可以有以下兩種—種是以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制。該方式包含一個基本回正力矩和一個積分環(huán)節(jié)，或者是帶有積分環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)。本專利中該基本回正力矩是一個隨轉(zhuǎn)向盤角度信號變化的數(shù)值，且該數(shù)值由回正判斷模塊來控制是否輸出，即，回正過程中基本回正力矩為設(shè)置值，非回正過程中為O。本專利中，控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)為一個比例-積分-微分(PID)控制環(huán)節(jié)，包括一個比例環(huán)節(jié)(P)，一個積分環(huán)節(jié)(I)，一個微分環(huán)節(jié)(D)，在本專利中這三個環(huán)節(jié)是一個隨轉(zhuǎn)向盤角度信號變化的數(shù)值，同樣由回正判斷模塊來使能，即，回正過程中比例-積分-微分(PID)環(huán)節(jié)是起作用的，非回正過程中輸出為o。由于車輛在不同車速下具有不同的回正特性，故在本專利中，基于比例-積分-微分(PID)控制的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制計算出來的回正力矩與一個隨車速變化的系數(shù)相乘，在不同車速下，只需調(diào)整該系數(shù)，便可以標(biāo)定在不同車速下車輛的回正性能。以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制原理框圖如圖3所示。圖4為以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制回正力矩計算方法的實(shí)車實(shí)驗(yàn)曲線，其中，試驗(yàn)車輛為裝配有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的某微型車，在車速為20km/h時，方向盤打到180度左右進(jìn)行撒手回正實(shí)驗(yàn)，由方向盤轉(zhuǎn)角-時間歷程曲線可以看出，回正最終殘留角在5度以內(nèi)，結(jié)果說明回正控制改善了車輛低速時的回正性能。另外一種回正力矩計算方法是基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角跟蹤閉環(huán)控制方法。該方法包含一個理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型，該理想模型的輸出為理想的轉(zhuǎn)向盤回正轉(zhuǎn)角_時間歷程，該理想模型假設(shè)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦阻力為O，通過在不同車速下設(shè)置該理想轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型的設(shè)定值1轉(zhuǎn)向剛度和設(shè)定值2轉(zhuǎn)向阻尼，可以提供一個對于不同車速的理想的回正過程。該模型輸出由回正判斷模塊來使能，即，在非回正過程中，該模型的輸出角度為o。如果處于回正狀態(tài)，則根據(jù)理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型的狀態(tài)與實(shí)際的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正的狀態(tài)之差，通過一個積分環(huán)節(jié)，或者是帶有積分環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)，在本專利中，該控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)為比例-積分-微分(PID)控制，計算出相應(yīng)的回正控制力矩，在回正過程中使電機(jī)輸出附加回正控制力矩。該比例-積分-微分(PID)環(huán)節(jié)由回正判斷模塊來使能，即，回正過程中比例-積分-微分(PID)環(huán)節(jié)是起作用的，非回正過程中輸出為O。所述的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角跟蹤閉環(huán)回正力矩計算方法包含一個理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型，該理想模型和實(shí)際轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不同之處在于，其忽略了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦，即假設(shè)摩擦力為O。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以簡化為一個單自由度系統(tǒng)，如圖5所示，可將轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向柱，轉(zhuǎn)向器和前輪轉(zhuǎn)動慣量全部等效轉(zhuǎn)化到轉(zhuǎn)向軸軸線上，記作Is;將轉(zhuǎn)向柱，轉(zhuǎn)向器和主銷等處的阻尼全部等效轉(zhuǎn)化到轉(zhuǎn)向柱軸線上，記為Cs;將轉(zhuǎn)向柱，轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向拉桿球頭等處的摩擦力全部等效轉(zhuǎn)化到轉(zhuǎn)向柱軸線上，記為Fs;轉(zhuǎn)向盤上作用有駕駛員的操縱力矩Th，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角記為a;假設(shè)轉(zhuǎn)向盤和前輪之間為剛性聯(lián)接，它們之間的運(yùn)動符合傳動比所決定的關(guān)系，轉(zhuǎn)向傳動比記為ns;前輪上作用有回正力矩Tw，前輪轉(zhuǎn)角記為S;描述該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動態(tài)特性的微分方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(i)假設(shè)采用二自由度車輛模型以及線形輪胎模型，且只考慮由側(cè)向力引起的回正力矩，則Tw的計算如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(2)以上參數(shù)以及變量列表含義見下表(3)(4)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由汽車?yán)碚摽芍?，在汽車正常行駛，?cè)向加速度不是很大時，側(cè)偏角與側(cè)偏力近似呈線性關(guān)系，而側(cè)偏角和方向盤轉(zhuǎn)角也近似呈線性關(guān)系。因此Tw和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角近似成正比關(guān)系，可以把每轉(zhuǎn)過lrad角度所要施加的轉(zhuǎn)向力矩定義為轉(zhuǎn)向剛度(設(shè)定值1)，用符號Ks來表示，因此可以用Ksa代替^，則公式(1)可以表示為ii<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(6)其中，Th為駕駛員的操縱力矩，如果回正過程是撒手回正的話，Th約等于O，這樣，理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正過程相當(dāng)于一個典型的二階環(huán)節(jié)的零輸入響應(yīng)，只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)置設(shè)定值1的Ks和設(shè)定值2的Cs，即只要滿足C，-4/人〉0(7)系統(tǒng)即為過阻尼系統(tǒng)，回正時既不會產(chǎn)生超調(diào)，也不會產(chǎn)生殘留轉(zhuǎn)角，這是理想的回正過程。圖6是簡化后的帶有摩擦的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與簡化后不帶有摩擦的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩者在撒手回正時的過程。通過回正狀態(tài)判斷模塊的回正使能信號，可以把實(shí)際轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在開始回正時的狀態(tài)量，即轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速傳遞給回正控制模塊中的理想轉(zhuǎn)向參考模型，同時使能理想轉(zhuǎn)向參考模型，使其輸出理想的轉(zhuǎn)向盤回正轉(zhuǎn)角_時間歷程，并作為參考信號，通過理想轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和實(shí)際轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角之差，引入比例-積分-微分(PID)控制，向系統(tǒng)施加附加回正力矩，來抵消摩擦力，從而消除方向盤不能完全回正的情況。其基本的控制框圖如圖7。采用具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在不同車速下進(jìn)行撒手回正試驗(yàn)，圖8-圖10的試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本系統(tǒng)的有效性。在試驗(yàn)車速為20km/h，在180度左右開始撒手回正的情況下進(jìn)行。圖8為無回正控制和有回正控制時的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的時間歷程對比。從圖中可以看出，無回正控制時，駕駛員撒手3s后，殘留的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角為約為50。；而有回正控制時，駕駛員撒手3s后，殘留的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角在5。以內(nèi)。結(jié)果說明回正控制改善了車輛低速時的回正性能。同時，在相同試驗(yàn)情況下，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)過180°后進(jìn)行撒手回正，在回正到60。時，再進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，如圖9紅色圓圈所示，在撒手回正和轉(zhuǎn)向操作的切換時刻，并沒有發(fā)生轉(zhuǎn)向力矩的突變，因而回正控制不會給駕駛員的手感帶來影響。同時，在車速為10km/h的情況下，也進(jìn)行了回正試驗(yàn)。在不同的車速下，回正參考模型的參數(shù)也不一樣，較低車速下，回正阻尼系數(shù)設(shè)置較大。圖IO為10km/h和20km/h車速時，參考模型輸出和實(shí)際轉(zhuǎn)角輸出，可以看出實(shí)際的轉(zhuǎn)角基本能夠按照參考模型進(jìn)行回正。上述的對兩種實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器，電子控制單元，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)；其中，所述扭矩傳感器安裝于所述機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸上以檢測駕駛員操縱力矩并輸出扭矩信號；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向盤偏離直線行駛位置并輸出的角度信號；車速傳感器用于檢測目前車輛的行駛速度并輸出車速信號；電子控制單元計算出需要給轉(zhuǎn)向助力電機(jī)提供的驅(qū)動電流值；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)可安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向軸或轉(zhuǎn)向器上，通過減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩；所述電子控制單元包括力矩控制模塊、電機(jī)電流控制模塊和故障診斷模塊；力矩控制模塊接受扭矩信號、車速信號以及角度信號，該力矩控制模塊包括基本助力控制模塊，主動回正控制模塊，阻尼控制模塊，三個控制模塊的輸入端與扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器連接，接受扭矩信號、車速信號和角度信號，三個控制模塊的輸出端與電機(jī)電流控制模塊連接，向電機(jī)電流控制模塊輸出控制信號，其特征在于，所述的主動回正控制模塊包括回正判斷模塊和回正力矩計算模塊，回正判斷模塊的輸入端與扭矩傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器連接，接受扭矩信號、車速信號和角度信號，判斷轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)，如果處于回正狀態(tài)，則回正判斷模塊將信號發(fā)送給主動回正控制模塊中的回正力矩計算模塊，回正力矩計算模塊計算出適當(dāng)?shù)幕卣刂屏?，并由電機(jī)電流控制模塊控制轉(zhuǎn)向助力電機(jī)輸出相應(yīng)回正力矩。本發(fā)明利用方向盤轉(zhuǎn)角信號，扭矩信號，以及車速信號進(jìn)行回正控制，適用于各種助力形式的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，改善車輛的回正性能，同時不會影響駕駛員的操縱手感。(不會影響駕駛員的操縱手感也是必要的，因?yàn)楹芏鄀ps系統(tǒng)的回正會影響手感的。)2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述回正判斷模塊根據(jù)轉(zhuǎn)角信號、方向盤轉(zhuǎn)速信號、扭矩信號來判斷車輛是否處于回正狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，主動回正控制模塊中的回正判斷模塊的設(shè)計是基于狀態(tài)機(jī)理論，通過將轉(zhuǎn)向回正操作分解為回正判斷，回正待命，回正開始三種狀態(tài)，再通過轉(zhuǎn)角信號、方向盤轉(zhuǎn)速信號、扭矩信號來判斷當(dāng)前是否需要施加回正力矩。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述方向盤轉(zhuǎn)速信號可由轉(zhuǎn)角信號微分得到，或者由轉(zhuǎn)向助力電機(jī)轉(zhuǎn)速估算得到。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，主動回正控制模塊所包含的回正力矩計算模塊根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)角信號，車速信號計算出回正到轉(zhuǎn)向盤中間位置所需要的回正力矩。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述的回正力矩計算模塊采用以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述的回正力矩計算模塊采用基于模型跟蹤控制方法的轉(zhuǎn)角跟蹤閉環(huán)控制。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制計算方法，包含一個基本回正力矩，該基本回正力矩是一個常數(shù)，或是一個隨角度信號或者車速信號變化的數(shù)值，或是一個根據(jù)車輛運(yùn)動狀態(tài)計算出的數(shù)值。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)值由所述的回正判斷模塊來使能，即，回正過程中基本回正力矩為設(shè)置值，非回正過程中為0。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述以轉(zhuǎn)向盤回正到中間位置為控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制計算方法，至少包含一個積分環(huán)節(jié)，或者是帶有積分環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)，且該積分環(huán)節(jié)或帶有積分環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)由所述的回正判斷模塊來使能，即，回正過程中該環(huán)節(jié)是使能的，非回正過程中輸出為0。11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角跟蹤閉環(huán)回正力矩計算方法，包含一個理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型，該理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型的輸出為理想的轉(zhuǎn)向盤回正轉(zhuǎn)角-時間歷程，該轉(zhuǎn)理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型假設(shè)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦阻力為O，通過在不同車速下設(shè)置該理想轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型的設(shè)定值1和設(shè)定值2，可以提供一個對于不同車速的理想的回正過程；所述理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型輸出由所述的回正判斷模塊來使能，B卩，在非回正過程中，該模型的輸出角度為0。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述的基于模型跟蹤的轉(zhuǎn)角跟蹤閉環(huán)回正力矩計算方法，如果處于回正狀態(tài)，則根據(jù)理想的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正模型的狀態(tài)與實(shí)際的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正的狀態(tài)之差，通過一個積分環(huán)節(jié)，或者是帶有積分環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)，計算出相應(yīng)的回正控制力矩，在回正過程中使電機(jī)輸出附加回正控制力矩；所述積分環(huán)節(jié)或帶有積分環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)由所述的回正判斷模塊來使能，即，回正過程中該環(huán)節(jié)是起作用的，非回正過程中輸出為0。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，回正轉(zhuǎn)向盤殘留角度小于5度，同時不會影響駕駛員的操縱手感。(不會影響駕駛員的操縱手感也是必要的，因?yàn)楹芏嘤系統(tǒng)的回正會影響手感的。)全文摘要本發(fā)明是一種具有主動回正控制功能的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)加裝扭矩傳感器，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器，電子控制單元，轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)組成的。本發(fā)明所設(shè)計的具有主動回正控制的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角信號、扭矩傳感器的扭矩信號以及車速傳感器的車速信號相結(jié)合，輸入到電子控制單元的主動回正控制模塊，判斷出轉(zhuǎn)向盤是否處于回正狀態(tài)，如果處于回正狀態(tài)，則計算出適當(dāng)?shù)幕卣刂屏?，并由電機(jī)輸出相應(yīng)力矩。本發(fā)明利用轉(zhuǎn)角信號，扭矩信號，以及車速信號進(jìn)行回正控制，適用于各種助力形式的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，改善車輛的回正性能，同時不會影響駕駛員的操縱手感。文檔編號B62D113/00GK101746407SQ20081020447公開日2010年6月23日申請日期2008年12月12日優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日發(fā)明者劉慶,張磊磊,陳慧申請人:上海格爾汽車附件有限公司