電?液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電?液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置及其控制方法，其中，電?液復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力部分由電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，助力耦合模塊實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊助力的耦合，所述控制方法根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)、車速信號(hào)、橫擺角速度信號(hào)等選擇不同的轉(zhuǎn)向模式，在車輛處于不同狀態(tài)時(shí)選擇不同的助力模塊工作模式，解決傳統(tǒng)大型客車采用的液壓助力系統(tǒng)、電控液壓助力系統(tǒng)助力特性可調(diào)性以及中高速時(shí)轉(zhuǎn)向路感較差的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體指代一種電-液復(fù)合助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)控制裝置以及基于該系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，現(xiàn)有的汽車普遍采用的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有:液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓助力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其中，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可在汽車 低速工況下提供較大助力，減輕駕駛員轉(zhuǎn)向時(shí)負(fù)擔(dān);但在高速工況下轉(zhuǎn)向路感較差，操縱穩(wěn) 定性存在問(wèn)題。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由控制器、助力電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器以及車 速傳感器等組成，控制器接受傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車速信號(hào)并進(jìn)行處理，控制 電機(jī)根據(jù)事先確定的助力特性輸出助力轉(zhuǎn)矩。但受汽車本身蓄電池電壓等電氣特性影響， 其輸出的最大助力矩較小，不滿足大型客車等車輛的需求。
[0003] 控制系統(tǒng)的魯棒性問(wèn)題源自工程實(shí)際問(wèn)題，理想的自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能品質(zhì)應(yīng)準(zhǔn) 確實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)求，但被控對(duì)象的不確定性是不可避免的，因此在被控對(duì)象含有不確定性 的前提下，使系統(tǒng)接近理想設(shè)計(jì)指標(biāo)成為一個(gè)很重要的課題。基于研究時(shí)不變、確定性控制 對(duì)象的傳統(tǒng)控制理論不能解決系統(tǒng)魯棒控制的問(wèn)題，而魯棒控制理論中的Hinf控制理論及 其LMI算法是線性系統(tǒng)魯棒性系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)典工具，可有效抑制不確定性干擾對(duì)系統(tǒng)造成 的影響。本系統(tǒng)采用Hinf控制理論作為解決系統(tǒng)控制技術(shù)研究的理論基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)控制裝置及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 在高速工況下轉(zhuǎn)向路感較差，操縱穩(wěn)定性差等問(wèn)題，及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸出的最大助力 矩較小的問(wèn)題。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置，包括:機(jī)械轉(zhuǎn) 矩控制模塊、Hinf控制模塊、電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、模式選擇器、電流控制 模塊、力矩耦合模塊、電流檢測(cè)模塊、ECU，其中，還包括：電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模 式判斷器、復(fù)合助力模式判斷器；
[0006] 所述機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊輸入端與車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳 感器組成的傳感器模塊相連，輸出端與電流控制模塊相連；
[0007] 所述模式選擇器輸入端與ECU相連，輸出端與電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式 判斷器、復(fù)合助力模式判斷器相連；
[0008] 所述電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式判斷器、復(fù)合助力模式判斷器輸出端與 電流控制模塊相連；
[0009] 所述的電流檢測(cè)模塊將電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電流真實(shí)值反 饋至Hinf控制模塊輸入端；
[0010]所述Hinf控制模塊輸入端與電流控制模塊相連，輸出端與電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液 壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連；
[0011]所述力矩耦合模塊輸入端與電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，輸出端 與轉(zhuǎn)向器相連。
[0012] 優(yōu)選地，所述液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:助力電機(jī)A、助力油栗、轉(zhuǎn)閥、液壓助力缸;助 力電機(jī)A驅(qū)動(dòng)助力油栗轉(zhuǎn)動(dòng)，將助力油液由儲(chǔ)油罐栗入轉(zhuǎn)閥，助力油液通過(guò)轉(zhuǎn)閥開(kāi)度不同流 入液壓助力缸兩側(cè)，產(chǎn)生液壓壓差;所述電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:助力電機(jī)B、減速機(jī)構(gòu)，助 力電機(jī)B輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)減速增矩后，輸出至機(jī)械轉(zhuǎn)向模塊。
[0013] 本發(fā)明的一種電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向模式切換控制方法，包括如下步驟：
[0014] (1)通過(guò)轉(zhuǎn)向盤向電-液復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)向力矩；
[0015] (2)機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊根據(jù)車速傳感器測(cè)得的車速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得 的轉(zhuǎn)角信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，得到總助力電流大小;ECU將總助力電流 大小和車輛當(dāng)前工況參數(shù)輸入模式選擇器，通過(guò)電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式判斷 器、復(fù)合助力模式判斷器對(duì)車輛當(dāng)前所需轉(zhuǎn)向模式進(jìn)行判斷，輸出電流至電流控制模塊；
[0016] (3)Hinf控制模塊處理電流控制模塊輸出電流，控制電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力 執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出相應(yīng)助力；
[0017] (4)電流檢測(cè)模塊將電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電流真實(shí)值反饋 至Hinf控制模塊輸入端，以消除系統(tǒng)目標(biāo)信號(hào)與實(shí)際信號(hào)的跟蹤誤差；
[0018] (5)力矩耦合模塊對(duì)電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出助力進(jìn)行處理，并 將總助力值輸出至機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。
[0019] 優(yōu)選地，上述步驟(3)具體包括:w表示控制系統(tǒng)的干擾輸入，W= [0S Qs Tr]t，Ww = [Wwl，Ww2，Ww3 ]表不干擾輸入W的加權(quán)函數(shù)矩陣，Wwl，Ww2，Ww3分別表不轉(zhuǎn)向盤輸入、路面干擾輸 入、轉(zhuǎn)向助力栗流量輸入的加權(quán)函數(shù);G (S)表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)，K (S)表示復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制 器，由參考輸入量扣以及助力比例特性計(jì)算得到系統(tǒng)控制輸入量U= [Tem]從而保證系統(tǒng)穩(wěn) 定運(yùn)行，Tem表示控制電機(jī)輸出；CU表示傳感器干擾輸入；
[0020] e表示系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，zl、z2和z3分別表示系統(tǒng)輸出誤差、控制器輸出和系統(tǒng)輸出； W1，W^W3分別表示系統(tǒng)跟蹤性能、控制器輸出、魯棒性能加權(quán)函數(shù)，通過(guò)W1，W^W 3三個(gè)性能 加權(quán)函數(shù)分別調(diào)整系統(tǒng)相應(yīng)的評(píng)價(jià)輸出；系統(tǒng)須滿足干擾輸入w到評(píng)價(jià)輸出z傳遞函數(shù)的 范數(shù)小于給定值，求解Η~范數(shù)，即可得到該系統(tǒng)控制器K;其中，G wl、Gw2、Gw3分別表示轉(zhuǎn)向盤 輸入、路面干擾輸入、轉(zhuǎn)向助力栗流量輸入的傳遞函數(shù);Go表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)；
[0021
[0022] u=K · y
[0023] e=Fi(P(s) ,K(s))w
[0024]
[0025] 本發(fā)明的有益效果：
[0026] 1、綜合考慮車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速等對(duì)電-液復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，在車輛處于不同狀 態(tài)時(shí)，迅速切換電-液復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向模式，提高了轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩控制精度，提高了車輛 駕駛的操縱穩(wěn)定性。
[0027] 2、在汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多轉(zhuǎn)向模式功能，可依據(jù)不同工況進(jìn)行轉(zhuǎn)向模式切 換，實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向輕便性和轉(zhuǎn)向路感的完美融合，而且還能將汽車助力轉(zhuǎn)向的經(jīng)濟(jì)性與靈 活性相結(jié)合，因此具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1繪示本發(fā)明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖2繪示Hinf控制模塊轉(zhuǎn)矩控制策略原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō) 明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定。
[0031] 參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明的一種電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置，其應(yīng)用于電-液復(fù) 合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:駕駛員模型1，轉(zhuǎn)向盤模型2，轉(zhuǎn)矩傳感器3，轉(zhuǎn)向器4，車輪5;
[0032]駕駛員模型1通過(guò)轉(zhuǎn)向盤模型2輸入轉(zhuǎn)向力矩，通過(guò)轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器4將力矩傳遞至 車輪5，驅(qū)動(dòng)車輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向。
[0033]上述的控制裝置包括:機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊6、Hinf控制模塊8、電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)9、 液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)10、模式選擇器14、電流控制模塊7、力矩耦合模塊11、電流檢測(cè)模塊12， ECU13,其中，還包括：電動(dòng)助力模式判斷器15、液壓助力模式判斷器16、復(fù)合助力模式判斷 器17;
[0034]所述機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊6輸入端與車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳 感器組成的傳感器模塊相連，輸出端與電流控制模塊7相連，輸入為車速信號(hào)19和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn) 矩傳感器3輸出的轉(zhuǎn)矩信號(hào)18,輸出為總助力電流信號(hào)20;其中，車速傳感器:用來(lái)檢測(cè)汽車 車速，通常安裝于驅(qū)動(dòng)橋殼內(nèi)；轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器:用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩大小，通常安裝于 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向管軸;轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器:用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角大小，通常安裝于轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向管 軸；
[0035]所述模式選擇器14輸入端與ECU13相連，輸入為ECU控制電流21，輸出端與電動(dòng)助 力模式判斷器15、液壓助力模式判斷器16、復(fù)合助力模式判斷器17相連；
[0036]所述電動(dòng)助力模式判斷器15、液壓助力模式判斷器16、復(fù)合助力模式判斷器17輸 出端與電流控制模塊7相連，該電流控制模塊7接收各模式判斷器控制信號(hào)22和總助力電流 信號(hào)20，輸出控制電流23到Hinf控制模塊8;
[0037]所述Hinf控制模塊8輸入端與電流控制模塊7相連接收控制電流;輸出端與電動(dòng)助 力執(zhí)行機(jī)構(gòu)9、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)10相連，并向二者輸出控制信號(hào)24;電流檢測(cè)模塊12將電 動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)9、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)10輸出的信號(hào)25進(jìn)行檢測(cè)，將控制電流26反饋至Hinf 控制模塊8，用于消除信號(hào)跟蹤誤差，
[0038]所述力矩耦合模塊11輸入端與電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)9、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)10相連，輸 入為兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出助力矩27,輸出端與轉(zhuǎn)向器相連，輸出為耦合助力矩28;電動(dòng)助力執(zhí)行 機(jī)構(gòu)9、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)10輸出的助力經(jīng)力矩耦合模塊11輸出至轉(zhuǎn)向器4,實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。 [0039]其中，所述液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:助力電機(jī)A、助力油栗、轉(zhuǎn)閥、助力液壓缸;助力 電機(jī)A驅(qū)動(dòng)助力油栗轉(zhuǎn)動(dòng)，將助力油液由儲(chǔ)油罐栗入轉(zhuǎn)閥，助力油液通過(guò)轉(zhuǎn)閥開(kāi)度不同流入 液壓助力缸兩側(cè)，產(chǎn)生液壓壓差;所述電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:助力電機(jī)B、減速機(jī)構(gòu)，助力 電機(jī)B輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)減速增矩后，輸出至機(jī)械轉(zhuǎn)向模塊。
[0040] -種電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向模式切換控制方法，包括如下步驟：
[00411 (1)通過(guò)轉(zhuǎn)向盤向電-液復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)向力矩；
[0042] (2)機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊根據(jù)車速傳感器測(cè)得的車速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得 的轉(zhuǎn)角信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，得到總助力電流大小;ECU將總助力電流 大小和車輛當(dāng)前工況參數(shù)輸入模式選擇器，通過(guò)電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式判斷 器、復(fù)合助力模式判斷器對(duì)車輛當(dāng)前所需轉(zhuǎn)向模式進(jìn)行判斷，輸出電流至電流控制模塊； [0043] (3)Hinf控制模塊處理電流控制模塊輸出電流，控制電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力 執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出相應(yīng)助力；
[0044] 如圖2所示，w表示控制系統(tǒng)的干擾輸入，w=[0s Qs 擾輸入w的加權(quán)函數(shù)矩陣，Wwl，Ww2，Ww3分別表示轉(zhuǎn)向盤輸入、路面干擾輸入、轉(zhuǎn)向助力栗流量 輸入的加權(quán)函數(shù);G(S)表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)，K(S)表示復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器，由參考輸入量C 以及助力比例特性計(jì)算得到系統(tǒng)控制輸入量u=[Tem]從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，Tem表示控制 電機(jī)輸出；d s表不傳感器干擾輸入；
[0045] e表示系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，zl、z2和z3分別表示系統(tǒng)輸出誤差、控制器輸出和系統(tǒng)輸出； W1，W^W3分別表示系統(tǒng)跟蹤性能、控制器輸出、魯棒性能加權(quán)函數(shù)，通過(guò)W1，W^W 3三個(gè)性能 加權(quán)函數(shù)分別調(diào)整系統(tǒng)相應(yīng)的評(píng)價(jià)輸出；系統(tǒng)須滿足干擾輸入w到評(píng)價(jià)輸出z傳遞函數(shù)的 范數(shù)小于給定值，求解Η~范數(shù)，即可得到該系統(tǒng)控制器K;其中，G wl、Gw2、Gw3分別表示轉(zhuǎn)向盤 輸入、路面干擾輸入、轉(zhuǎn)向助力栗流量輸入的傳遞函數(shù);Go表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)；
[0046:
[0047] u=K · y
[0048] e=Fi(P(s) ,K(s))w
[0049]
[0050] (4)電流檢測(cè)模塊將電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電流真實(shí)值反饋 至Hinf控制模塊輸入端，以消除系統(tǒng)目標(biāo)信號(hào)與實(shí)際信號(hào)的跟蹤誤差；
[0051] (5)力矩耦合模塊對(duì)電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出助力進(jìn)行處理，并 將總助力值輸出至機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。
[0052] 利用本發(fā)明的控制裝置及控制方法，車輛在行駛過(guò)程中依據(jù)車速等狀態(tài)量在復(fù)合 轉(zhuǎn)向模式、電動(dòng)助力模式、液壓轉(zhuǎn)向模式之間進(jìn)行模式切換，即在低速時(shí)執(zhí)行復(fù)合助力轉(zhuǎn)向 模式，通過(guò)兩個(gè)助力模塊復(fù)合工作來(lái)滿足助力需求;在高速時(shí)執(zhí)行電動(dòng)助力模式，只有單個(gè) 模塊工作為駕駛員提供適當(dāng)?shù)闹χ?，保證客車的操縱穩(wěn)定性和良好的路感。通過(guò)車輛在 不同的工況下切換相應(yīng)的轉(zhuǎn)向模式，有效提高了車輛在中高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性和行駛安全 性，且與現(xiàn)有液壓助力系統(tǒng)相比，降低了車輛高速時(shí)以及非轉(zhuǎn)向工況時(shí)的能量損耗，因此具 有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0053] 本發(fā)明綜合考慮了車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩等狀態(tài)量以及兩個(gè)助力模塊協(xié)同工作的關(guān) 系，采用"總-分"的方式對(duì)電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行電流控制，提高了電-液復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向模式切換的控制精度。
[0054] 本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這 些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置，包括:機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊、Hinf控制模塊、電 動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、模式選擇器、電流控制模塊、力矩耦合模塊、電流檢測(cè) 模塊、ECU，其特征在于，還包括:電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式判斷器、復(fù)合助力模式 判斷器； 所述機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊輸入端與車速傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器 組成的傳感器模塊相連，輸出端與電流控制模塊相連； 所述模式選擇器輸入端與ECU相連，輸出端與電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式判斷 器、復(fù)合助力模式判斷器相連； 所述電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式判斷器、復(fù)合助力模式判斷器輸出端與電流 控制模塊相連； 所述的電流檢測(cè)模塊將電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電流真實(shí)值反饋至 Hinf控制模塊輸入端； 所述Hinf控制模塊輸入端與電流控制模塊相連，輸出端與電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助 力執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連； 所述力矩耦合模塊輸入端與電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，輸出端與轉(zhuǎn) 向器相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述液壓助 力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:助力電機(jī)A、助力油栗、轉(zhuǎn)閥、助力液壓缸，助力電機(jī)A驅(qū)動(dòng)助力油栗轉(zhuǎn)動(dòng)， 將助力油液由儲(chǔ)油罐栗入轉(zhuǎn)閥，助力油液通過(guò)轉(zhuǎn)閥開(kāi)度不同流入液壓助力缸兩側(cè)，產(chǎn)生液 壓壓差;所述電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:助力電機(jī)B、減速機(jī)構(gòu)，助力電機(jī)B輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由減速 機(jī)構(gòu)減速增矩后，輸出至機(jī)械轉(zhuǎn)向模塊。3. -種電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向模式切換控制方法，包括如下步驟： (1) 通過(guò)轉(zhuǎn)向盤向電-液復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)向力矩； (2) 機(jī)械轉(zhuǎn)矩控制模塊根據(jù)車速傳感器測(cè)得的車速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn) 角信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，得到總助力電流大小;ECU將總助力電流大小 和車輛當(dāng)前工況參數(shù)輸入模式選擇器，通過(guò)電動(dòng)助力模式判斷器、液壓助力模式判斷器、復(fù) 合助力模式判斷器對(duì)車輛當(dāng)前所需轉(zhuǎn)向模式進(jìn)行判斷，輸出電流至電流控制模塊； (3 )Hinf控制模塊處理電流控制模塊輸出電流，控制電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行 機(jī)構(gòu)輸出相應(yīng)助力； (4) 電流檢測(cè)模塊將電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電流真實(shí)值反饋至 Hinf控制模塊輸入端，以消除系統(tǒng)目標(biāo)信號(hào)與實(shí)際信號(hào)的跟蹤誤差； (5) 力矩耦合模塊對(duì)電動(dòng)助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓助力執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出助力進(jìn)行處理，并將總 助力值輸出至機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電-液復(fù)合動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向模式切換控制方法，其特征在 于，上述步驟(3 )具體包括:W表示控制系統(tǒng)的干擾輸入，W = [ 0s Qs Tr ]T，Ww = [ Wwl，Ww2，Ww3 ]表 示干擾輸入W的加權(quán)函數(shù)矩陣，Wwl，Ww2，Ww3分別表示轉(zhuǎn)向盤輸入、路面干擾輸入、轉(zhuǎn)向助力栗 流量輸入的加權(quán)函數(shù);G(S)表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)，K(s)表示復(fù)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器，由參考輸入 量S以及助力比例特性計(jì)算得到系統(tǒng)控制輸入量u=[T em]從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，Tem表示 控制電機(jī)輸出；ds表不傳感器干擾輸入； e表示系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，zl、z2和z3分別表示系統(tǒng)輸出誤差、控制器輸出和系統(tǒng)輸出; 和W3分別表示系統(tǒng)跟蹤性能、控制器輸出、魯棒性能加權(quán)函數(shù)，通過(guò)1，W4PW3三個(gè)性能加權(quán) 函數(shù)分別調(diào)整系統(tǒng)相應(yīng)的評(píng)價(jià)輸出；系統(tǒng)須滿足干擾輸入w到評(píng)價(jià)輸出z傳遞函數(shù)的&?范數(shù) 小于給定值，求解心范數(shù)，即可得到該系統(tǒng)控制器K;其中，G wl、Gw2、Gw3分別表示轉(zhuǎn)向盤輸入、 路面干擾輸入、轉(zhuǎn)向助力栗流量輸入的傳遞函數(shù);Go表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)；
【文檔編號(hào)】B62D5/065GK106043419SQ201610542721
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】趙萬(wàn)忠, 欒眾楷, 王春燕, 陳亮宇
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)