CN114889688B - 一种基于汽车eps的转向阻尼控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,将车辆等效为二阶***,利用车辆在转角阶跃输入下的***时域响应函数和预设的标定图谱,计算出阻尼控制的输出,阻尼设置更为合理,有效地抑制回正超调,同时兼顾回正速度、紧急避让时的助力,提升操纵稳定性,由于二阶***的阶跃输入的模型高阶平滑,故***输出平滑,力的变化较为平顺,可以保证较好的转向手感。
Description
技术领域
本发明涉及汽车阻尼控制技术领域,具体涉及一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法。
背景技术
随着汽车技术领域创新加快,汽车电气化不断深入,电动助力转向***EPS的应用范围愈加广泛。为控制转向***转速,EPS要设计阻尼控制功能,以防止转向超调、提升***抗干扰性、优化转向手感。
目前,EPS阻尼控制方法是根据转向***的转速、转矩等信息按标定图谱直接计算***输出,这种方法可以实现阻尼控制的部分既定目标。然而,这种阻尼控制方法仍有以下几个缺点:
1、***难以与整车条件相匹配;
2、阻尼特性易设置到不合理范围内;
3、***性能的稳定性差,受开发人员能力、车辆制造误差影响较大;
4、主观上难以控制***输出,***输出结果与输入的关系不直观,设计精度低;
5、***输出不平滑,由于曲线普遍存在二阶不连续的部分,易导致力矩波动或力的变化不平顺。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题,创造性构思了一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,将车辆等效为二阶***,利用车辆在转角阶跃输入下的***时域响应函数和预设的标定图谱,计算出阻尼控制的输出。
实现本发明采用的技术方案是:一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,其特征是,它包括以下步骤:
1)将整车视为二阶***,通过标定图谱确定二阶***特性:
所述二阶***特性包括:***阻尼比ζ、***自然频率wn或开环放大系数K、时间常数Tm;
当采用开环放大系数、时间常数作为***特性时,***阻尼比按下式计算:
***自然频率按下式计算:
所述二阶***的传递函数为:
2)计算转角阶跃输入的时域响应:
通过步骤1)得出所述的二阶***特性及二阶***的传递函数,计算得到转角阶跃输入的时域响应函数,并做拉氏反变换处理,得到***理想输出;
3)根据转角阶跃输入的时域响应函数,计算对应转角的目标转速:
3.1)对所述转角阶跃输入的时域响应函数进行微分计算,获得转速的时域响应函数;
3.2)根据所述转角阶跃输入的时域响应函数和转速的时域响应函数,得出对应转角的目标转速;
4)根据标定图谱,确定当前工况下转向***的输出:
4.1)根据预设的标定图谱、当前转向***转速与步骤3.2)得到所述的转角的目标转速之差,在当前转向***转速下,获得电流或扭矩的目标输出;
4.2)根据预设的标定图谱,在当前工况下,获得转向***的输出增益;
4.3)根据步骤4.1)得到所述的目标输出和步骤4.2)得到所述的输出增益计算***输出的目标电流或扭矩。
本发明一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法的有益效果体现在:
1、一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,能够使阻尼控制与整车条件更好地匹配,并可通过试验获得车辆自身的阻尼特性,再直接与本***匹配;
2、一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法阻尼的设置更为合理,控制***输出精度高,更有效地抑制回正超调,同时兼顾回正速度、紧急避让时的助力,提升操纵稳定性;
3、一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,在一定程度上,能够过滤高频振动等不良手感,提升***抗干扰性,而不必对电机响应造成不良影响;
4、一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,由于二阶***的阶跃输入的模型高阶平滑,故***输出平滑,不存在由本***导致的力矩波动,力的变化较为平顺,可以保证较好的转向手感。
附图说明
图1是一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法的流程图;
图2是实施例1中对应阻尼比、自然频率下的二阶***时域响应示意图;
图3是实施例2中对应开环放大系数、时间常数下的二阶***时域响应示意图。
具体实施方式
以下结合附图1—3和具体实施例对本发明作进一步详细说明,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法的流程图,如附图1所示,一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,它包括以下步骤:
1)将整车视为二阶***,通过标定图谱确定二阶***特性:
所述二阶***特性包括:***阻尼比ζ、***自然频率wn或开环放大系数K、时间常数Tm;
当采用开环放大系数、时间常数作为***特性时,***阻尼比按下式计算:
***自然频率按下式计算:
所述二阶***的传递函数为:
2)计算转角阶跃输入的时域响应:
通过步骤1)得出所述的二阶***特性及二阶***的传递函数,计算得到转角阶跃输入的时域响应函数,并做拉氏反变换处理,得到***理想输出;
3)根据转角阶跃输入的时域响应函数,计算对应转角的目标转速:
3.1)对所述转角阶跃输入的时域响应函数进行微分计算,获得转速的时域响应函数;
3.2)根据所述转角阶跃输入的时域响应函数和转速的时域响应函数,得出对应转角的目标转速;
4)根据标定图谱,确定当前工况下转向***的输出:
4.1)根据预设的标定图谱、当前转向***转速与步骤3.2)得到所述的转角的目标转速之差,在当前转向***转速下,获得电流或扭矩的目标输出;
4.2)根据预设的标定图谱,在当前工况下,获得转向***的输出增益;
4.3)根据步骤4.1)得到所述的目标输出和步骤4.2)得到所述的输出增益计算***输出的目标电流或扭矩。
实施例1:
一种基于EPS的阻尼控制方法,它包括以下步骤:
1)将整车视为二阶***,并通过标定图谱确定其***特性:
将整车视为二阶***,并通过标定图谱确定其***特性,所述***特性包括***阻尼比
ζ、***自然频率wn;
在实施例1中,瞬时车速为100km/h,由标定图谱确定的***阻尼比为1.118,***自然频率为22.36;
2)通过步骤1)得出的***特性计算转角阶跃输入的时域响应:
通过步骤1)得出的***特性及二阶***的传递函数,计算得到转角阶跃输入的时域响应函数,并做拉氏反变换处理,得到***理想输出;
在本实施例中,得到的***输出按下式计算:
在实施例1中,转角阶跃输入被定义为60°的输入值,由此得到的***时域响应图像,如附图2所示;
3)根据转角阶跃输入的时域响应函数计算对应转角的目标转速:
3.1)对转角阶跃输入的时域响应函数进行微分计算,获得转速的时域响应函数;
3.2)根据转角阶跃输入下,转角的时域响应函数和转速的时域响应函数,得出对应转角的目标转速;
在实施例1中,转向***转角为40°,通过以上方法获得对应转角的目标转速为443°/s。
4)根据标定图谱确定当前工况下转向***的输出:
4.1)根据预设的标定图谱、当前转向***转速与步骤3.2)得到的目标转速之差获得当前转向***转速下扭矩的目标输出,若当前转向***转速低于目标转速443°/s,则目标输出设定为0;
4.2)根据预设的标定图谱获得当前转向***转矩、转角下的输出增益;
4.3)根据步骤4.1)得到的目标输出和步骤4.2)得到的输出增益计算***输出的目标扭矩。
在实施例1中,当前转向***转速为500°/s,与当前目标转速之差为100°/s,转向***扭矩为3Nm,通过标定图谱确定当前车速下当前工况下,扭矩的目标扭矩输出为-8Nm,当前扭矩、转角对应的增益为0.3和1,计算得出当前***输出的目标扭矩为-2.4Nm。
实施例2:
一种基于EPS的阻尼控制方法,包括以下步骤:
1)将整车视为二阶***,并通过标定图谱确定其***特性;
将整车视为二阶***,在本实施例中,当前车速为60km/h,通过标定图谱确定当前车速下,其***的开环放大系数K=12、时间常数Tm=0.2。
***阻尼比按下式计算:
***自然频率按下式计算:
2)通过步骤1)得出的***特性计算转角阶跃输入的时域响应;
通过步骤1得出的***特性及二阶***的传递函数,计算得到转角阶跃输入的时域响应函数,并做拉氏反变换处理,得到***理想输出,在本实施例中,得到的***输出按下式计算:
在实施例2中,由标定图谱得出,当前转角阶跃输入的理想值为40°,则此函数的图像,如附图3所示。
3)根据转角阶跃输入的时域响应函数计算对应转角的目标转速;
3.1)对转角阶跃输入的时域响应函数进行微分计算,获得转速的时域响应函数;
3.2)根据转角阶跃输入下,转角的时域响应函数和转速的时域响应函数,得出对应转角的目标转速。
在实施例2中,当前转角值为10°,由此得出对应转角的目标转速为92°/s;
4)根据标定图谱确定当前工况下转向***的输出。
4.1)根据预设的标定图谱、当前转向***转速与步骤3.2得到的目标转速之差获得当前转向***转速下电流的目标输出,若当前转向***转速低于目标转速92°/s,则目标输出设定为0;
4.2)根据预设的标定图谱获得当前转向***转矩、车速下的输出增益;
4.3)根据步骤4.1)得到的目标输出和步骤4.2)得到的输出增益计算***输出的目标电流或扭矩。
在实施例2中,当前转向***转速为200°/s,与当前目标转速之差为108°/s,转向***扭矩为3Nm,通过标定图谱确定当前车速下当前工况下,扭矩的目标电流输出为-0.4A,当前扭矩、车速对应的增益为0.5和1,计算得出当前***输出的电流为-0.2A。
以上所述仅是本发明的优选方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种基于汽车EPS的转向阻尼控制方法,其特征是,它包括以下步骤:
1)将整车视为二阶***,通过标定图谱确定二阶***特性:
所述二阶***特性包括:***阻尼比ζ、***自然频率wn或开环放大系数K、时间常数Tm;
当采用开环放大系数、时间常数作为***特性时,***阻尼比按下式计算:
***自然频率按下式计算:
所述二阶***的传递函数为:
2)计算转角阶跃输入的时域响应:
通过步骤1)得出所述的二阶***特性及二阶***的传递函数,计算得到转角阶跃输入的时域响应函数,并做拉氏反变换处理,得到***理想输出;
3)根据转角阶跃输入的时域响应函数,计算对应转角的目标转速:
3.1)对所述转角阶跃输入的时域响应函数进行微分计算,获得转速的时域响应函数;
3.2)根据所述转角阶跃输入的时域响应函数和转速的时域响应函数,得出对应转角的目标转速;
4)根据标定图谱,确定当前工况下转向***的输出:
4.1)根据预设的标定图谱、当前转向***转速与步骤3.2)得到所述的转角的目标转速之差,在当前转向***转速下,获得电流或扭矩的目标输出;
4.2)根据预设的标定图谱,在当前工况下,获得转向***的输出增益;
4.3)根据步骤4.1)得到所述的目标输出和步骤4.2)得到所述的输出增益计算***输出的目标电流或扭矩。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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