电动辅助转向系统之回正控制方法

主权项

一种电动辅助转向系统之回正控制方法，包含：利用一感测器量测一车速信号、一驾驶者输入扭力信号及一方向盘之角度信号；经由一讯号处理单元运算该角度信号，以求得该转向系统之一动态估测值；利用一触发控制器以该车速信号、输入扭力信号及角度信号判断车辆状态，并输出一触发讯号至一回正控制器；该回正控制器系为一滑动模式控制，且以一转向系统模型为基础，利用该滑动模式控制之一强健项处理存在于转向系统中之摩擦力矩与不明确之系统参数，以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10029.TIF@eIMG!(式中：i>T/i>return为马达回正扭力，i>B/i>p为转向系统的阻尼参数，i>λ/i>为正实数，该正实数代表变数在滑动平面上的收敛速率，i>I/i>p为转向系统的转动惯量参数，@sIMGCHAR!d10064.TIF@eIMG!为转向机柱角速度，i>T/i>driver为驾驶者输入扭力，@sIMGCHAR!d10065.TIF@eIMG!为估测的反作用力矩，@sIMGCHAR!d10066.TIF@eIMG!为转向机柱所需角加速度，@sIMGCHAR!d10067.TIF@eIMG!为转向机柱所需角速度，k为强健项，sat(s,Φ)为连续饱和函数)；该回正控制器接收该触发讯号并运算该转向系统之动态估测值，以计算一马达之一回正参考讯号；及利用该车速讯号与该输入扭力信号，以一基本辅助表交叉查得一基本辅助讯号，将该回正参考讯号与该辅助讯号加总，取得电动辅助转向系统之辅助力矩命令，以执行转向系统之回正控制。如申请专利范围第1项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该触发控制器，系根据车速信号判别车辆模式，当该车速信号高于预设之车速，之后依据驾驶者输入扭力信号，判别驾驶者操作状态，当该输入扭力小于预设之扭力，接续判别方向盘角度信号，当该角度大于预设之角度，则判断方向盘不在中心位置需要进行位置控制，之后判别回正控制之状态，当回正控制未启动，启动计时器会开始计时，且方向盘保持在上述的状态，使启动计时器计时大于等于预设之启动时间，回正控制会被启动。如申请专利范围第1项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该转向系统模型以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10030.TIF@eIMG!(式中：i>I/i>为转向系统的转动惯量，@sIMGCHAR!d10068.TIF@eIMG!为转向机柱角加速度，i>T/i>sum为作用在转向机柱上的驾驶者扭力、马达扭力与路面回正力矩之扭力总合，i>T/i>f为摩擦力矩，i>B/i>为转向系统的阻尼，@sIMGCHAR!d10069.TIF@eIMG!为转向机柱角速度)。如申请专利范围第1项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制具复数系统参数，其中，系统参数i>I/i>与设计参数i>I/i>p之间的变动，定义如下列方程式所示：@sIMGTIF!d10031.TIF@eIMG!(式中：△i>I/i>为转向系统的转动惯量之不确定量，其变动范围i>γ/i>min与i>γ/i>max为正常数)；系统参数i>B/i>与设计参数i>B/i>p之间的变动范围，定义如下列方程式所示：@sIMGTIF!d10032.TIF@eIMG!(式中：i>B/i>p转向系统的阻尼之不确定量，其变动范围i>β/i>为正常数)；实际的反作用力i>T/i>RTSS与估侧的反作用力@sIMGCHAR!d10070.TIF@eIMG!之间的估测范围，定义如下列方程式所示：@sIMGTIF!d10033.TIF@eIMG!(式中：△i>T/i>RTSS为估测准确度之变动范围，其变动范围i>α/i>为正常数)。如申请专利范围第1项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制之稳定条件，系利用该转向系统模型定义一滑动平面，该滑动平面需满足一滑动状态不等式，其中该不等式系以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10034.TIF@eIMG!(式中：i>S/i>为一方向盘动态所订定之滑动平面，该滑动平面由该方向盘角度与角速度所构成，@sIMGCHAR!d10071.TIF@eIMG!为一滑动平面的一阶时间导数，i>η/i>为一正整数，@sIMGCHAR!d10072.TIF@eIMG!为一李雅普诺夫(Lyapunov)方程式之一阶时间导数，该李雅普诺夫方程式由滑动平面i>S/i>所构成)；当该滑动平面满足该不等式，能使滑动模式控制器之输出稳定。如申请专利范围第5项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制方程式之k值，系利用滑动状态不等式取得，使k值能依据该滑动控制模式变动，致使方向盘的运动动态能被控制在所设定之稳定范围内。如申请专利范围第1项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制方程式之k值，系利用一实验取得，当k值落入230至550范围，使控制器能克服系统参数的不确定性，致使方向盘的运动动态能被控制在所设定之稳定范围内。如申请专利范围第1项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该基本辅助表，系收集在不同车速与转向角下进行路面回正力矩，所建立小型车之基本辅助增益二维查表。一种电动辅助转向系统之回正控制方法，包含：利用一感测器量测一车速信号、一驾驶者输入扭力信号及一方向盘之角度信号；经由一讯号处理单元运算该角度信号，以求得该转向系统之一动态估测值；利用一触发控制器以该车速信号、输入扭力信号及角度信号判断车辆状态，并输出一触发讯号至一回正控制器；该回正控制器系为一相位超前补偿，且以该转向系统模型为基础，利用调整设计参数以修正控制力矩，以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10035.TIF@eIMG!(式中：i>T/i>return为马达回正扭力，i>T/i>net为力矩总合，@sIMGCHAR!d10073.TIF@eIMG!为估测的反作用力矩)；该回正控制器接收该触发讯号并运算该转向系统之动态估测值，以计算一马达之一回正参考讯号；及利用该车速讯号与该输入扭力信号，以一基本辅助表交叉查得一基本辅助讯号，将该回正参考讯号与该辅助讯号加总，取得电动辅助转向系统之辅助力矩命令，以执行转向系统之回正控制。如申请专利范围第9项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该相位超前补偿之力矩总合，系由一转移函数根据转向机柱角度与转向机柱所需角度之误差所求得，该转移函数之主要控制参数，系为一选定之相位边限及该相位所在之频率，与系统参数所计算得到之增益值等构成。如申请专利范围第9项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该触发控制器，根据车速信号判别车辆模式，当该车速信号高于预设之车速，之后依据驾驶者输入扭力信号，判别驾驶者操作状态，当该输入扭力小于预设之扭力，接续判别方向盘角度信号，当该角度大于预设之角度，则判断方向盘不在中心位置需要进行位置控制，之后判别回正控制之状态，当回正控制未启动，启动计时器会开始计时，且方向盘保持在上述的状态，使启动计时器计时大于等于预设之启动时间，回正控制会被启动。如申请专利范围第9项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该转向系统模型以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10036.TIF@eIMG!(式中：i>I/i>为转向系统的转动惯量，@sIMGCHAR!d10074.TIF@eIMG!为转向机柱角加速度，i>T/i>sum为作用在转向机柱上的驾驶者扭力、马达扭力与路面回正力矩之扭力总合，i>T/i>f为摩擦力矩，i>B/i>为转向系统的阻尼，@sIMGCHAR!d10075.TIF@eIMG!为转向机柱角速度)。如申请专利范围第9项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该基本辅助表，系收集在不同车速与转向角下进行路面回正力矩，所建立小型车之基本辅助增益二维查表。一种电动辅助转向系统之回正控制方法，包含：利用一感测器量测一车速信号、一驾驶者输入扭力信号及一方向盘之角度信号；经由一讯号处理单元运算该角度信号，以求得该转向系统之一动态估测值；利用一触发控制器以该车速信号、输入扭力信号及角度信号判断车辆状态，并输出一触发讯号至一回正控制器；该回正控制器，系以该转向系统模型为基础，接收该触发讯号并运算该转向系统之动态估测值，以计算一马达之一回正参考讯号；及利用该车速讯号与该输入扭力信号，以一基本辅助表交叉查得一基本辅助讯号，将该回正参考讯号与该辅助讯号加总，取得电动辅助转向系统之辅助力矩命令，以执行转向系统之回正控制。如申请专利范围第14项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该触发控制器，根据车速信号判别车辆模式，当该车速信号高于预设之车速，之后依据驾驶者输入扭力信号，判别驾驶者操作状态，当该输入扭力小于预设之扭力，接续判别方向盘角度信号，当该角度大于预设之角度，则判断方向盘不在中心位置需要进行位置控制，之后判别回正控制之状态，当回正控制未启动，启动计时器会开始计时，且方向盘保持在上述的状态，使启动计时器计时大于等于预设之启动时间，回正控制会被启动。如申请专利范围第14项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该转向系统模型以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10037.TIF@eIMG!(式中：i>I/i>为转向系统的转动惯量，@sIMGCHAR!d10076.TIF@eIMG!为转向机柱角加速度，i>T/i>sum为作用在转向机柱上的驾驶者扭力、马达扭力与路面回正力矩之扭力总合，i>T/i>f为摩擦力矩，i>B/i>为转向系统的阻尼，@sIMGCHAR!d10077.TIF@eIMG!为转向机柱角速度)。如申请专利范围第14项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该回正控制器系为一滑动模式控制，系利用该滑动模式控制之强健项处理存在于转向系统中之摩擦力矩与不明确之系统参数，以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10038.TIF@eIMG!(式中：i>T/i>return为马达回正扭力，i>B/i>p为转向系统的阻尼参数，i>λ/i>为正实数，该正实数代表变数在滑动平面上的收敛速率，i>I/i>p为转向系统的转动惯量参数，@sIMGCHAR!d10078.TIF@eIMG!为转向机柱角速度，i>T/i>driver为驾驶者输入扭力，@sIMGCHAR!d10079.TIF@eIMG!为估测的反作用力矩，@sIMGCHAR!d10081.TIF@eIMG!为转向机柱所需角加速度，@sIMGCHAR!d10080.TIF@eIMG!为转向机柱所需角速度，k为强健项，sat(s,Φ)为连续饱和函数)。如申请专利范围第17项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制具复数系统参数，其中，系统参数i>I/i>与设计参数i>I/i>p之间的变动，定义如下列方程式所示：@sIMGTIF!d10039.TIF@eIMG!(式中：△i>I/i>为转向系统的转动惯量之不确定量，其变动范围i>γ/i>min与i>γ/i>max为正常数)；系统参数i>B/i>与设计参数i>B/i>p之间的变动，定义如下列方程式所示：@sIMGTIF!d10040.TIF@eIMG!(式中：i>B/i>p转向系统的阻尼之不确定量，其变动范围i>β/i>为正常数)；实际的反作用力i>T/i>RTSS与估侧的反作用力@sIMGCHAR!d10082.TIF@eIMG!之间的估测范围，定义如下列方程式所示：@sIMGTIF!d10041.TIF@eIMG!(式中：△i>T/i>RTSS为估测准确度之变动范围，其变动范围i>α/i>为正常数)。如申请专利范围第17项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制之稳定条件，系利用一转向系统模型定义一滑动平面，该滑动平面需满足一滑动状态不等式，其中该不等式系以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10042.TIF@eIMG!(式中：i>S/i>为一方向盘动态所订定之滑动平面，该滑动平面由该方向盘角度与角速度所构成，@sIMGCHAR!d10084.TIF@eIMG!为一滑动平面的一阶时间导数，i>η/i>为一正整数，@sIMGCHAR!d10083.TIF@eIMG!为一李雅普诺夫(Lyapunov)方程式之一阶时间导数，该李雅普诺夫方程式由滑动平面i>S/i>所构成)。当该滑动平面满足该不等式，能使滑动模式控制器之输出稳定。如申请专利范围第19项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制方程式之k值，系利用滑动状态不等式取得，使k值能依据该滑动控制模式变动，致使方向盘的运动动态能被控制在所设定之稳定范围内。如申请专利范围第17项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该滑动模式控制方程式之k值，系利用一实验取得，当k植落入230至550范围，使控制器能克服系统参数的不确定性，致使方向盘的运动动态能被控制在所设定之稳定范围内。如申请专利范围第14项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该回正控制器系为一相位超前补偿，系利用调整设计参数以修正控制力矩，以下列方程式表示：@sIMGTIF!d10043.TIF@eIMG!(式中：i>T/i>return为马达回正扭力，i>T/i>net为力矩总合，@sIMGCHAR!d10085.TIF@eIMG!为估测的反作用力矩)。如申请专利范围第22项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该相位超前补偿之力矩总合，系由一转移函数根据转向机柱角度与转向机柱所需角度之误差所求得，该转移函数之主要控制参数，系为一选定之相位边限及该相位所在之频率，与系统参数所计算得到之增益值等构成。如申请专利范围第14项所述电动辅助转向系统之回正控制方法，其中该基本辅助表，系收集在不同车速与转向角下进行路面回正力矩，所建立小型车之基本辅助增益二维查表。