具有变传动比功能的电控液压助力转向系统的控制方法

摘要

本发明公开了一种具有变传动比功能的电控液压助力转向系统及其控制方法，其中，电控液压变传动比助力转向系统包括顺序连接的转向机械单元、阀控电液位置伺服单元、转阀开度调节单元和电子控制单元ECU，阀控电液位置伺服单元在汽车转向时提供附加转角，改变转向盘转角到前轮转角的传动比，增强汽车的行驶稳定性；并将附加转角引起的转向反力矩纳入转向助力的计算，转阀开度调节单元根据传感器信号以及转向反力矩调节泵油电机转速及转阀开度，两者共同完成转向助力的控制，使得电控液压变传动比助力转向系统在提高汽车操纵稳定性、减轻驾驶员负担的同时获得更好的转向路感和转向经济性。

主权项

具有变传动比功能的电控液压助力转向系统的控制方法，所述电控液压助力转向系统包括转向机械单元、阀控电液位置伺服单元、转阀开度调节单元、电子控制单元ECU和车载光学传感器，所述转向机械单元、阀控电液位置伺服单元、转阀开度调节单元、电子控制单元ECU顺序相连，所述车载光学传感器和所述电子控制单元ECU相连；所述的转向机械单元包括转矩传感器、输入太阳轮、行星轮、齿圈、转向输出轴和齿轮齿条转向器，所述转矩传感器设置在外部转向盘的转向轴和输入太阳轮之间，所述输入太阳轮的输出端和转向输出轴的输入端分别与行星轮的上下两端内啮合，所述齿圈设置在行星轮的外部并与行星轮外啮合；所述转向输出轴的输出端和所述齿轮齿条转向器相连；所述齿轮齿条转向器和外部转向轮连接；所述阀控电液位置伺服单元用于在汽车转向时提供附加转角，实现变传动比控制；所述转阀开度调节单元用于调节转向阀的转角，将经油泵输出的液压油在转向阀处分流，在液压缸两侧形成压差，提供车轮转向助力；所述电子控制单元ECU用于根据接受到的传感器信号，向阀控电液位置伺服单元、转阀开度调节单元、油泵驱动电机传递控制信号，控制汽车转向助力大小及附加转角大小，实现对汽车转向助力和变传动比的控制；所述转阀开度调节单元包含转阀调节步进电机和中位开式转向阀，所述转阀调节步进电机的输入端与所述电子控制单元ECU相连、输出端与所述中位开式转向阀内腔相连，用于控制中位开式转向阀开口大小；所述阀控电液位置伺服单元包含顺序连接的自整角机、伺服放大器、液压伺服阀、液压马达和液压马达转角齿轮，所述自整角机与电子控制单元ECU相连，所述液压马达转角齿轮与所述齿圈外啮合；其特征在于，所述控制方法包含以下步骤：步骤1），获取车速信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号、转矩传感器信号、液压缸两侧压差信号、转阀调节步进电机的电机实际转速信号和中位开式转向阀的转阀实际转角信号；步骤2），在预设的理想传动比map图查询获取与步骤1）中获得的车速信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号相对应的理想传动比大小，并将其转换为理想传动比控制信号；步骤3），将方向盘转角信号、前轮转角信号与理想传动比控制信号进行比较，计算得到汽车转向所需附加转角后将其转换为液压伺服阀控制电流信号；步骤4），将液压伺服阀控制电流信号和液压马达齿轮转角信号作差，所得信号转换为电流信号，以作为液压伺服阀控制电流信号的补偿信号；步骤5），根据步骤4）中得到的补偿信号对步骤3）中获得的液压伺服阀控制电流信号进行调整，获得实际液压伺服阀控制电流信号；步骤6），在预设的的车速‑转矩‑理想助力map图中查询获取与步骤1）中获得的车速信号、转矩传感器信号对应的理想助力大小，并将其转换为理想助力信号；步骤7），根据理想助力信号、液压缸两侧压差信号、实际液压伺服阀控制电流信号计算得到油泵驱动电机转速控制信号和转阀调节步进电机控制信号；步骤8），将油泵驱动电机转速控制信号转换为转速信号后和电机实际转速信号作差，经模糊PID整定，得到实际油泵驱动电机转速控制电流信号；步骤9），将转阀调节步进电机控制信号转换为转角信号后和转阀实际转角信号作差，经过PID整定得到实际转阀转角控制电流信号；步骤10），根据实际液压伺服阀控制电流信号、实际油泵驱动电机转速控制电流信号、实际转阀转角控制电流信号对液压伺服阀、油泵驱动电机、转阀调节步进电机分别进行控制，实现汽车助力转向的变传动比控制。