CN117002610B - 一种线控转向***控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线控转向***控制方法,包括方向控制***、方向执行***以及与两者连接的线控转向控制器,方向控制***中设置有转向操纵机构,方向执行***中设置有转向执行机构,计算目标转向执行机构位置和转向执行机构位置的偏差,得到转向执行机构位置误差,并按照设定的算法计算目标转向力矩;计算目标转向操纵机构位置和转向操纵机构位置的偏差,并按照设定的算法计算目标力感力矩,从而实现对车辆行驶方向的控制以及反馈转向力感。本方法的实现主要通过转向操纵机构的位置信息和转向执行机构的位置信息以及技术成熟且价格低廉的位置传感器,且运算内容较少,降低了对处理器性能的要求,成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及线控转向技术领域,具体涉及一种线控转向***控制方法。
背景技术
线控助力转向***(SBW)是一种全动力转向***,该***取消了传统转向***中的中间轴,其典型结构为上方为力感模拟器(SWA),下边为转向执行器(RWA),二者之间无机械连接,通过电信号传输驾驶员的转向意图,并把路面信息反馈给驾驶员。
在开发SBW的过程中,转向机构(RWA)的响应速度和力感反馈机构(SWA)的力感模拟真实程度是***开发的难点之一。转向执行控制策略设计的不好,会导致响应速度过慢,让车辆无法及时响应驾驶员的驾驶意图。力感模拟不准确,会让路感变弱,让驾驶员无法及时了解路面的情况,不能让驾驶员感受到真实路况。
当前主流的力感反馈策略主要有三种:
(1)在动力学模型的基础上选取与路感相关的信息,例如车速、方向盘向盘转角等,采用加权拟合法,确定一个虚拟的力反馈特性函数,从而得出路感力矩。这种方法可以充分反应车辆运动状态,但与实际路感还是存在一定差异。授权公告号 CN110606121B一种线控转向路感模拟控制方法,采用这种相似的策略;
(2)分析路感的产生机理,即车轮与地面之间回正力矩的产生机理,建立车辆运动模型,利用轮胎侧向力和轮胎拖距等参数计算并表示出回正等负载力矩,从而得出路感力矩。但这种方法很难获取汽车的准确参数,模型的准确性受到一定影响。 CN103587576B-一种电动汽车线控转向***及控制方法,采用这种相似的策略;
(3)在齿条处安装力传感器,通过检测得到齿条力,根据齿条力计算力感模拟力矩,从而得出路感力矩,模拟出转向路感。此方法得到的结果精度较高,但成本较高。授权公告号CN109774786A一种基于线控转向的多模式助力转向***及其控制方法,采用这种相似的策略。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种线控转向***控制方法,目的在于降低运算量以及对硬件性能的要求,并提高转向动作的反应速度以及力感模拟的真实度。
一种线控转向***控制方法包括控制器、转向操纵机构、转向执行机构,线控转向***控制方法包括以下步骤:
步骤1:获取当前时刻转向操纵机构的第一控制位置,获取当前时刻转向执行机构的第一实际位置;
步骤2:依据转向操纵机构和转向执行机构之间位置的对应关系,并通过第一控制位置获得与之对应的转向执行机构的第一目标位置;
步骤3:计算第一实际位置至第一目标位置之间的第一矢量差值,通过第一矢量差值计算得到目标转向力矩,目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值正相关;
步骤4:转向执行机构执行目标转向力矩;
步骤5:获得当前时刻转向执行机构的第二实际位置,依据转向操纵机构和转向执行机构之间位置的对应关系,并通过第二实际位置获得与之对应的转向操纵机构的第一虚拟位置;
步骤6:计算第一控制位置至第一虚拟位置之间的第二矢量差值,通过第二矢量差值计算得到目标力感力矩,目标力感力矩的绝对值与第二矢量差值的绝对值正相关;
步骤7:转向操纵机构执行目标力感力矩,并跳转到步骤1。
现有力感模拟方法在确定力感力矩时,均为单独考虑力感力矩如何生成,而没有把转向力矩和力感力矩的得出过程综合考虑。本方法则***考虑转向动作和力感反馈之间存在的潜在联系,从而从***层面出发,提出了本方法。
在路面以及车辆本身硬件的作用下,转向执行机构执行目标转向力矩时其实际位置和目标位置会产生误差,现有的转向控制***中均已采用PID控制或其它能使转向执行机构达到目标转向位置的算法,从而使转向执行机构的实际位置趋于或等于目标转向位置,即消除了实际转向位置和目标转向位置之间的误差。与现有技术相比:本发明采用比例控制或类似的控制方法(而非PID控制以及其它和PID相似的控制)计算目标转向力矩,使得转向执行机构的实际转向位置和目标转向位置始终保持一定的误差,使得这个误差一直存在,而这个误差也正是反应力感的直接数据,即,误差越大,则力感越强烈;本发明中,采用比例控制或类似的控制方法计算目标转向力矩,让线控转向***始终保留这个误差,从而保证线控转向***能利用这个误差直接计算出目标力感力矩。目前在现有的转向控制***中比例控制计算目标转向力矩的方式已经被摒弃,因为比例控制使得转向执行机构无法转到人们的目标转向位置,而本发明打破这种偏见,采用比例控制或类似的控制方法计算目标转向力矩,使线控转向***中的转向执行机构的实际转向位置和目标转向位置始终保留一定的误差,并以此为前提,通过转向执行机构对应过来的虚拟位置和转向操纵机构的实际位置之间的误差,计算获得体现路感的目标力感力矩,保证了目标力感力矩不会因目标转向力矩的控制策略而消失;同时通过合理设置目标转向力矩控制器的增益,从而使转向执行机构的实际转向位置和目标转向位置的误差能保持在一个可接受的水平。
进一步为:目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值之间的增益为第一增益,所述第一增益与第一矢量差值的绝对值呈正相关;目标力感力矩的绝对值与第二矢量差值的绝对值之间的增益为第二增益,所述第二增益与第二矢量差值的绝对值呈正相关。
进一步为:目标转向力矩和目标力感力矩经稳定性控制处理后分别得到转向力矩指令和力感力矩指令,稳定性控制为超前补偿、滞后补偿、陷波滤波器中的一种或若干种。
进一步为:线控转向控制器包括转向执行控制模块和力感模拟控制模块,方向控制***包括转向操纵机构、用于监测转向操纵机构位置的第一位置传感器、用于对转向操纵机构产生阻力的力感电机、用于控制力感电机的第一控制器,方向执行***包括转向执行机构、用于监测转向执行机构位置的第二位置传感器、用于驱动转向执行机构的转向电机、用于控制转向电机的第二控制器;
第一控制位置通过第一位置传感器的信号换算得到,或者通过力感电机中电机转子的位置信息换算得到;第一实际位置通过第二位置传感器的信号换算得到,或者通过转向电机中电机转子的位置信息换算得到;
转向执行控制模块用于接收第一位置传感器的信号和第二位置传感器的信号,并通过第一位置传感器的信号换算得到第一控制位置,通过第二位置传感器的信号换算得到第一实际位置;再通过第一控制位置获得与之对应的转向执行机构的第一目标位置,计算第一实际位置至第一目标位置之间的第一矢量差值,通过第一矢量差值计算得到目标转向力矩,目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值正相关,并向第二控制器发出转向力矩指令;
力感模拟控制模块用于接收第一位置传感器的信号和第二位置传感器的信号,通过第一位置传感器的信号换算得到第一控制位置,依据转向操纵机构和转向执行机构之间位置的对应关系,通过第二实际位置获得与之对应的转向执行机构的第一虚拟位置;计算第一控制位置至第一虚拟位置之间的第二矢量差值,通过第二矢量差值计算得到目标力感力矩,目标力感力矩的绝对值与第二矢量差值的绝对值正相关,并向第一控制器发出目标力感力矩指令。
进一步为:转向操纵机构包括转向管柱以及与转向管柱固定连接的方向盘,第一位置传感器用于监测转向管柱的位置。
进一步为:转向执行机构包括转向轴组件以及与转向轴组件联动的车轮,第二位置传感器用于监测转向轴组件中转向轴的位置。
本发明的有益效果:本方法主要通过转向操纵机构的位置信息和转向执行机构的位置信息以及技术成熟且价格低廉的传感器,获得目标转向力矩和目标力感力矩,从而实现对车轮进行控制以及对方向盘反馈力感,成本较低,且运算内容较少,降低了对处理器性能的要求,同时在整体上降低了线控转向***的成本。另外,由于本发明方法未涉及整车其它部件的工作状态,也就不受整车部件状态的影响,从而提高了***的鲁棒性。
附图说明
图1为线控转向***的结构框图;
图2为线控转向***控制方法的框图;
图3为目标转向力矩和转向执行机构位置误差之间的三种对应关系;
图4为目标力感力矩和转向操纵机构位置误差之间的三种对应关系;
图5为获得转向力矩指令的流程图;
图6为获得力感力矩指令的流程图;
图7为转向操纵机构行程和转向执行机构行程的第一关系示意图;
图8为转向操纵机构行程和转向执行机构行程的第二关系示意图;
图9为转向操纵机构行程和转向执行机构行程的第三关系示意图;
图10为转向操纵机构行程和转向执行机构行程的第四关系示意图;
图11为转向操纵机构行程和转向执行机构行程的第五关系示意图;
图12为本发明在执行过程中相关量变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。本发明实施例中的左、中、右、上、下等方位用语,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的,而不应该认为是具有限制性的。
参见图1,线控转向***中车辆的左前轮1和右前轮2角度的变化受转向器18的控制。转向器18位置的变化,能引起车辆左前轮1和右前轮2的位置发生变化,从而使车辆行驶方向发生改变。
转向执行机构位置传感器3用于测量转向执行机构位置。转向执行机构位置可通过安装在转向器18上的角度传感器即转向执行机构位置传感器3信号换算得到,也可以使用转向电机5上的电机转子位置传感器信号换算得到。
转向机构齿轮箱4负责放大转向电机5的输出扭矩。
转向电机5负责接收转向电机控制器6的指令,并输出相应的扭矩。
转向操纵机构位置传感器7用于测量转向操纵机构位置。转向操纵机构位置可通过安装在转向管柱19上的角度传感器即转向操纵机构位置传感器7得到,也可以使用力感电机9上的电机转子位置传感器得到。
力感模拟器齿轮箱8负责放大力感电机9的输出扭矩。
转向操纵机构10负责接收驾驶员的操作指令,同时将向驾驶员反馈合适的操纵力矩。转向操纵机构包括转向管柱19以及与转向管柱19固定连接的方向盘15,第一位置传感器用于监测转向管柱19的位置。转向操纵机构10还可以包括方向推杆、转向球、方向滑块等用于控制方向的操作客体。
转向执行机构包括转向器18以及与转向器18联动的车轮或转向件。
力感电机控制器11,负责控制力感电机9的输出扭矩。
线控转向控制器12,其中包括转向执行控制模块13和力感模拟控制模块14。
辅助驾驶指令为其他设备发出,用于向线控转向控制器12传递期望的动作,如让转向执行机构转向某个角度、让转向操纵机构固定在某个角度等。
转角叠加指令,用于向线控转向控制器12传递额外的转向指令。
变传动比指令,用于向线控转向控制器12传递传动比目标值。
转向执行控制模块13接收转向操纵机构位置信号、转向执行机构位置信号和变传动比指令,并计算转向力矩指令输出至转向电机控制器6。
更详细的过程参见图2。检测转向操纵机构位置的步骤中通过转向操纵机构位置传感器7检测到转向操纵机构位置信号;再根据转向操纵机构位置信号、变传动比指令等信号计算目标转向执行机构位置,目标转向执行机构位置变化的方向由转向操纵机构位置信号反应。
计算目标转向执行机构位置和转向执行机构位置的偏差,得到转向执行机构位置误差。
根据转向执行机构位置误差并按照设定的算法计算目标转向力矩,该算法设计为,在稳定状态下输出的目标转向力矩不为0时,其对应的转向执行机构位置误差也不会为0,且目标转向力矩的绝对值与转向执行机构位置误差的绝对值变化方向相同,反之亦然。这样能保证,在车辆转向工况需要目标转向力矩不为0以克服路面阻力时,转向执行机构位置误差也不为0,故,此处不可采用在目标转向力矩不为0时能消除转向执行机构位置误差的算法,不可采用比如比例-积分(PI)控制,或者是比例-积分-微分(PID)控制。如图3所示,设定的三种不同算法使得目标转向力矩的绝对值和转向执行机构位置误差的绝对值呈正相关,即二者变化方向相同,在转向执行机构位置误差的绝对值变大时,目标转向力矩的绝对值同样会变大,反之亦然,这样就能实现目标转向力矩不为0时,其对应的转向执行机构位置误差也不会为0。另外,可以把设定的增益设置成随转向执行机构位置误差的大小变化而变化,这样能实现当转向执行机构位置误差变大时,增益也能随之变大,从而降低稳态误差,即让转向执行机构位置更接近目标转向执行机构位置,在转向操纵机构位置保持不变时,会导致转向操纵机构位置误差降低;由于目标力感力矩和转向操纵机构位置误差有正相关关系,这样可以限制目标力感力矩的上升速度,从而限制驾驶员操作转向操纵机构的手力的上升速度。
目标转向力矩经过稳定性控制过程处理后,得到转向力矩指令。稳定性控制是为了防止***在工作过程中出现振荡,而对信号采取的一种处理方式。超前补偿、滞后补偿、陷波滤波器都是常见的稳定性控制方法。
力感模拟控制模块14通过转向操纵机构位置信号、转向执行机构位置信号和变传动比处理得到力感力矩指令,并将力感力矩指令输出至力感电机控制器。更详细的过程参见图2,通过转向执行机构位置传感器3检测转向执行机构位置信号。根据转向执行机构位置、变传动比等信号,计算目标转向操纵机构位置,目标转向操纵机构位置变化的方向由转向执行机构位置反应。 计算目标转向操纵机构位置和转向操纵机构位置的偏差,得到转向操纵机构位置误差。
根据转向操纵机构位置误差,并按照设定的算法计算目标力感力矩,转向操纵机构位置误差反应路面、车况等综合因素对转向执行***的阻力,差值越大,阻力越大,则路感越强;本方法没有使用整车动力学模型来估算齿条力;如图4所示,该设定的三种不同算法使得目标力感力矩的绝对值和转向操纵机构位置误差的绝对值呈正相关。目标力感力矩经过稳定性控制过程处理后,得到转向力矩指令。稳定性控制是为了防止***在工作过程中出现振荡,而对信号采取的一种处理方式。超前补偿、滞后补偿、陷波滤波器都是常见的稳定性控制方法。
接着,参照图5、图6说明线控转向***控制方法的实施方式,应用本发明的线控转向***,控制器中包含转向执行控制模块13和力感模拟控制模块14,这两个模块同时运行或是采用分时调用的方式,来实现宏观上的并行运行。其中,转向执行控制模块13负责计算输出给转向电机控制器6的指令,力感模拟控制模块14负责计算输出给力感电机控制器11的指令。
转向执行控制模块13的工作过程如图5所示:
在步骤S10中,转向操纵机构位置传感器7测量转向操纵机构10的位置,得到转向操纵机构位置,记为第一控制位置;
在步骤S11中,据转向操纵机构位置计算目标转向执行机构位置;将目标转向执行机构位置记为第一目标位置;
在步骤S12中,转向执行机构位置传感器3测量转向器18的位置,得到转向执行机构位置,记为第一实际位置;
在步骤S13中,根据目标转向执行机构位置和转向执行机构位置,计算转向执行机构位置误差,即目标转向执行机构位置和转向执行机构位置的差值,记为第一矢量差值;
在步骤S14中,根据转向执行机构位置误差,计算目标转向力矩;目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值正相关;
在步骤S15中,目标转向力矩经过稳定性控制处理,得到转向力矩指令;
在步骤S16中,控制器13判定是否有点火信号(点火信号的目的),在有点火信号情况下(步骤S16:Y),处理返回到步骤S10;在没有点火信号的情况下(步骤S16:N),处理结束。
转向电机控制器6接到转向力矩指令后,控制转向电机5的输出力矩使之跟踪转向力矩指令的指令值变化,该部分实施方法属于公知常识,此处不再赘述。
转向电机5的输出力矩经转向机构齿轮箱4放大后,通过转向器18传递到车轮,从而实现车辆的转向操作。
接着,力感模拟控制模块14的工作过程如图6所示,
在步骤S20中,转向执行机构位置传感器3测量转向器18的位置,得到转向执行机构位置,记为第二实际位置;
在步骤S21中,根据转向执行机构位置计算目标转向操纵机构位置;并将目标转向操纵机构位置记为第一虚拟位置;
在步骤S22中,转向操纵机构位置传感器测量转向操纵机构的位置,得到转向操纵机构位置,即为第一控制位置;
在步骤S23中,根据目标转向操纵机构位置和转向操纵机构位置,计算转向操纵机构位置误差,记为第二矢量差值;
在步骤S24中,根据转向操纵机构位置误差,计算目标力感力矩;
在步骤S25中,目标力感力矩经过稳定性控制处理,得到力感力矩指令;
在步骤S26中,控制器判定是否有点火信号,在有点火信号情况下(步骤S26:Y),处理返回到步骤S20,在没有点火信号的情况下(步骤S26:N),处理结束。
力感电机控制器11接到力感力矩指令后,控制力感电机9的输出力矩使之跟踪力感力矩指令的指令值,该部分实施方法属于公知常识,此处不再赘述。力感电机9的输出力矩经力感模拟器齿轮箱8放大后,通过转向操纵机构10传递给驾驶员,从而实现车辆的路感反馈。
搭载本发明中线控转向***的车辆,可以在转向操纵机构10和转向器19之间没有机械连接的情况下,实现车辆的转向和路感反馈功能。
本线控转向***的基本思想可以用图7来说明,在正常使用范围内,对于转向操纵机构行程的每一个位置,都有一个转向执行机构行程上的一个位置与其对应。由此可见,对于任意转向操纵机构位置,都能根据转向操纵机构位置计算得出目标转向执行机构位置,对于任意转向执行机构位置,同样也能根据转向执行机构位置计算出目标转向操纵机构位置。根据目标转向执行机构位置和转向执行机构位置,计算转向执行机构位置误差;再根据转向执行机构位置误差,计算目标转向力矩;其中,目标转向力矩随转向执行机构位置误差的增加而增加,且转向力方向始终指向目标转向执行机构位置。根据目标转向操纵机构位置和转向操纵机构位置,计算转向操纵机构位置误差;再根据转向操纵机构位置误差,计算目标力感力矩;其中,目标力感力矩的绝对值随转向操纵机构位置误差的绝对值增加而增加,且力感力矩方向始终指向目标转向操纵机构位置。
当转向操纵机构位置远离目标转向操纵机构位置时,如图8所示,会导致目标转向执行机构位置远离转向执行机构位置,从而导致转向执行机构位置误差的绝对值上升,引起目标转向力矩的绝对值上升,使转向执行机构位置朝着目标转向执行机构位置的方向运动,即跟随转向操纵机构位置的运动,实现转向。
当转向操纵机构位置靠近目标转向操纵机构位置时,如图9所示,会导致目标转向执行机构位置靠近转向执行机构位置,从而导致转向执行机构位置误差的绝对值下降,引起目标转向力矩的绝对值下降,使转向执行机构位置减缓朝着目标转向执行机构位置的方向运动的速度,即响应转向操纵机构位置的动作,实现转向。
当负载变小时,如图10所示,维持转向执行机构位置所需的输出即目标转向力矩的绝对值也会变小,由于目标转向力矩的绝对值和转向执行机构位置误差的绝对值正相关,所以转向执行机构位置误差的绝对值也会变小。当转向操纵机构位置维持不变时,转向执行机构位置会朝着靠近目标转向执行机构位置的方向运动。此时,转向操纵机构位置和目标转向操纵机构位置的误差的绝对值也会减小,即转向操纵机构位置误差的绝对值降低,目标力感力矩63的绝对值降低,即反馈给驾驶员的力矩的绝对值下降。
当负载变大时,如图11所示,维持转向执行机构位置所需的输出即目标转向力矩也会变大。由于目标转向力矩的绝对值和转向执行机构位置误差的绝对值正相关,所以转向执行机构位置误差的绝对值也会变大。当转向操纵机构位置维持不变时,转向执行机构位置会朝着远离目标转向执行机构位置的方向运动。此时转向操纵机构位置和目标转向操纵机构位置的误差的绝对值也会增大,即转向操纵机构位置误差的绝对值增加,目标力感力矩的绝对值增加,即反馈给驾驶员的力矩的绝对值上升。
故,目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值之间的增益为第一增益,所述第一增益与第一矢量差值的绝对值呈正相关;目标力感力矩的绝对值与第二矢量差值的绝对值之间的增益为第二增益,所述第二增益可与第二矢量差值的绝对值呈正相关。
线控转向***控制方法在执行过程中相关量变化如图12所示。假设起始时,转向操纵机构位置、目标转向操纵机构位置、转向操纵机构位置误差、目标力感力矩、转向执行机构位置、目标转向执行机构位置、转向执行机构位置误差、转向力矩指令均为0。
当开始转向时(t0-t1), 转向操纵机构位置的值变化时,对应的目标转向执行机构位置的值也会同步变化。由于转向执行机构位置变化滞后于目标转向执行机构位置,就会导致转向执行机构位置误差的值发生变化,引起转向力矩指令的值变化,让转向执行机构位置变化跟随目标转向执行机构位置,从而实现转向。这个过程中,由于转向执行机构位置误差必须不为0时,转向力矩指令的值才能不为0,所以转向执行机构位置的值始终和目标转向执行机构位置存在误差。
另一方面,转向执行机构位置也会导致目标转向操纵机构位置发生变化。由于转向执行机构位置的值始终和目标转向执行机构位置存在误差,所以目标转向操纵机构位置也不会和转向操纵机构位置相同。 二者的误差转向操纵机构位置误差会引起目标力感力矩,从而实现力感反馈。
当保舵时(t1-t2),各变量处于一种稳定状态。
当反方向转向(t2-t3)时,内部各参数的变化和转向过程(t0-t1)类似,此处不再赘述。
当回正(t3-t4)时,转向执行机构位置首先发生变化,此时会导致目标转向操纵机构位置发生变化,转向操纵机构位置误差会引起目标力感力矩,从而使转向操纵机构位置朝着目标转向操纵机构位置发生变化,实现回正。
综上所述,使用本方法可使线控转向***实现转向操作,并且目标力感力矩可反映负载的变化。路感是一个对驾驶员影响比较大的体感概念,精确量化的定义并不容易。目前传统的方案过程复杂且效果差;本方法有着计算简单,在实际应用中可以降低运算量。同时有不依赖整车参数的特点,不需要考虑整车悬挂、轮胎等部件参数,所以本方法的适用范围更广,可以应用于采用各种底盘的各类车辆而不需要对策略进行变更。在算法开发及实车调试的过程中,可以减少参数匹配的工作量,从而降低产品的物料成本及开发成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种线控转向***控制方法,包括控制器、转向操纵机构、转向执行机构,其特征在于:线控转向***控制方法包括以下步骤:
步骤1:获取当前时刻转向操纵机构的第一控制位置,获取当前时刻转向执行机构的第一实际位置;
步骤2:依据转向操纵机构和转向执行机构之间位置的对应关系,并通过第一控制位置获得与之对应的转向执行机构的第一目标位置;
步骤3:计算第一实际位置至第一目标位置之间的第一矢量差值,通过第一矢量差值计算得到目标转向力矩,目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值正相关;
步骤4:转向执行机构执行目标转向力矩;
步骤5:获得当前时刻转向执行机构的第二实际位置,依据转向操纵机构和转向执行机构之间位置的对应关系,并通过第二实际位置获得与之对应的转向操纵机构的第一虚拟位置;
步骤6:计算第一控制位置至第一虚拟位置之间的第二矢量差值,通过第二矢量差值计算得到目标力感力矩,目标力感力矩的绝对值与第二矢量差值的绝对值正相关;
步骤7:转向操纵机构执行目标力感力矩,并跳转到步骤1。
2.根据权利要求1所述的线控转向***控制方法,其特征在于:目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值之间的增益为第一增益,所述第一增益与第一矢量差值的绝对值呈正相关;目标力感力矩的绝对值与第二矢量差值的绝对值之间的增益为第二增益,所述第二增益与第二矢量差值的绝对值呈正相关。
3.根据权利要求1所述的线控转向***控制方法,其特征在于:目标转向力矩和目标力感力矩经稳定性控制处理后分别得到转向力矩指令和力感力矩指令,稳定性控制为超前补偿、滞后补偿、陷波滤波器中的一种或若干种。
4.根据权利要求1所述的线控转向***控制方法,其特征在于:还包括线控转向控制器、方向控制***和方向执行***,线控转向控制器包括转向执行控制模块和力感模拟控制模块,方向控制***包括转向操纵机构、用于监测转向操纵机构位置的第一位置传感器、用于对转向操纵机构产生阻力的力感电机、用于控制力感电机的第一控制器,方向执行***包括转向执行机构、用于监测转向执行机构位置的第二位置传感器、用于驱动转向执行机构的转向电机、用于控制转向电机的第二控制器;
第一控制位置通过第一位置传感器的信号换算得到,或者通过力感电机中电机转子的位置信息换算得到;第一实际位置通过第二位置传感器的信号换算得到,或者通过转向电机中电机转子的位置信息换算得到;
转向执行控制模块用于接收第一位置传感器的信号和第二位置传感器的信号,并通过第一位置传感器的信号换算得到第一控制位置,通过第二位置传感器的信号换算得到第一实际位置;再通过第一控制位置获得与之对应的转向执行机构的第一目标位置,计算第一实际位置至第一目标位置之间的第一矢量差值,通过第一矢量差值计算得到目标转向力矩,目标转向力矩的绝对值与第一矢量差值的绝对值正相关,并向第二控制器发出转向力矩指令;
力感模拟控制模块用于接收第一位置传感器的信号和第二位置传感器的信号,通过第一位置传感器的信号换算得到第一控制位置,依据转向操纵机构和转向执行机构之间位置的对应关系,通过第二实际位置获得与之对应的转向执行机构的第一虚拟位置;计算第一控制位置至第一虚拟位置之间的第二矢量差值,通过第二矢量差值计算得到目标力感力矩,目标力感力矩的绝对值与第二矢量差值的绝对值正相关,并向第一控制器发出目标力感力矩指令。
5.根据权利要求4所述的线控转向***控制方法,其特征在于:转向操纵机构包括转向管柱以及与转向管柱固定连接的方向盘,第一位置传感器用于监测转向管柱的位置。
6.根据权利要求4所述的线控转向***控制方法,其特征在于:转向执行机构包括转向轴组件以及与转向轴组件联动的车轮,第二位置传感器用于监测转向轴组件中转向轴的位置。
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