一种助力转向电机控制方法与流程

本发明涉及一种电机控制方法，具体涉及一种新能源汽车电动液压助力转向电机的控制方法。

技术背景

现如今对新能源汽车的要求越来越高，特别是在节能、降噪等方面，对于新能源汽车来说，如何提高节能效果是评定一辆新能源汽车好坏的一个重要标准，特别是对于新能源公交车而言，由于其使用率相比乘用车会高很多，因此其节能效果对于新能源汽车能源的使用效率影响较大，而且公交车为公共交通工具，其噪音的污染也是较大的。

现有的新能源公交车所用的助力转向系统是在传统的转向系统基础上加装扭矩传感器，检测驾驶员操纵力矩，根据操纵力矩由电机给出助力力矩，完成转向，然而目前常用的方法是根据转向需求迅速提高电机转速以达到提高转向助力的目的，而迅速提高电机转速会导致出力过度，造成输出功率的浪费，而且由于转速提供而带来的噪声增加也是很严重的，特别是在车辆进出站时的转向会给乘客带来不必要的噪声影响。

技术实现要素：

出于解决车辆空间的问题，本发明提供一种助力转向电机控制方法，所述助力转向电机根据其电流大小调整其转速，电机设置电流值I1、I2和转速值n1、n2，所述电流值I1、I2分别与所述转速值n1、n2对应，当所述电机电流I<I1时，所述电机采用转速环闭环控制，保证其转速n＝n1，当所述电机电流I>I2时，所述电机采用转速环闭环控制，保证其转速n＝n2，当所述电流在I1和I2之间变化时，所述转速随之于n1和n2之间变化，使用该方法既能快速响应转向助力需求，也能够有效降低转向能量消耗，并且能够降低噪音。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种助力转向电机控制方法，所述助力转向电机根据其电流大小调整其转速。

所述电机设置电流值I1、I2和转速值n1、n2，所述电流值I1、I2分别与所述转速值n1、n2对应，当所述电流在I1和I2之间变化时，所述转速随之于n1和n2之间变化。

当所述电机电流I<I1时，所述电机采用转速环闭环控制，保证其转速n＝n1。

当所述电机电流I<I1时，所述电机采用PI闭环控制。

当所述电机电流I>I2时，所述电机采用转速环闭环控制，保证其转速n＝n2。

当所述电机电流I>I2时，所述电机采用PI闭环控制。

当所述电机电流I1≤I≤I2时，所述电机转速n与所述电机电流I之间对应关系的轨迹为连接点(I1，n1)和(I2、n2)的线段。

当所述电机电流I1≤I≤I2时，所述电机电流I与转速n上升速度大于下降速度。

所述电机为直流无刷电机。

所述电机采用PWM控制，根据所述电机电流提高或降低PWM占空比来实现提高或降低所述电机转速。

相比现有的助力转向电机控制方法，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1、使用本发明的助力转向电机控制方法，利用线性增长的方式来提高电机的输出转速，改变传统突变的增长方式，降低能耗；

2、使用本发明的助力转向电机控制方法，线性增长方式降低了电机转速增长的速度，防止转速突变带来的噪音，有效降低噪音；

3、使用本发明的助力转向电机控制方法，由于低温环境下油路阻力的增加会导致转向电机的提速，而本方法使用线性提速，能够降低低温环境下转向电机的转速，降低能耗及噪音。

附图说明

图1为本发明助力转向电机控制方法的流程图；

图2为使用本发明助力转向电机控制方法工作时电机输出电流-输出转速图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

如图1所示为本发明助力转向电机控制方法的流程图，具体方法步骤如下：

第一步，初始化；

第二步，采集转向电机的电流值I；

第三步，比较电流值I与预设电流值I1的大小，若I<I1，则电机转速n为预设值n1；否则，比较电流值I与预设电流值I2的大小，若I>I2，则电机转速n为预设值n2；否则，电机转速n为kI，其中k为系数，I1<I2；

第四步，以第三步中的电机转速值n为目标转速，通过转速闭环来调节电机电流值；

第五步，通过输出PWM宽度控制电机的运转，然后转入第二步。

上述第二步中采集电机电流值可以直接通过电机获取，不需要额外加入电流传感器；上述第三步中预设电流值I1和I2、预设转速n1和n2均可以根据测试结果给出合适的值，并且为了保证转向助力的及时响应，系数k的选取应当合适，当转速上升时(即有转向需求时)，设定系数k1，所述电机转速n的增长速率大于所述系数k1，而当转速下降时(即撤除或减小转向需求)，设定系数k2，所述电机转速n的下降速率小于所述系数k2，以保证转向助力的快速响应及缓慢下降，这样既能满足转向的需求，也能通过缓慢降速来实现短时间内第二次转向的快速响应。

如图2所示为本发明助力转向电机控制方法工作时电机输出电流-输出转速图，图中电流值I1和I2、预设转速n1和n2均为预先设置值。

当车辆启动时，电机转速为零，此时电机目标转速为n1，根据转速闭环调节电机转速到达目标转速n1，若无转向需求，电机会维持转速n1运转，当有转向需求时，转向油泵油压增大，此时电机转速会有小幅下降，但是由于转速闭环的控制电机转速会很快回升至转速n1，而电机输出电流会增大，直至电流值大于设置值I1，此时根据电流值I的大小给出新的目标转速值kI，然后以新的目标转速来闭环控制调整电机运转，若电机电流值持续增大，则持续更新闭环控制的目标转速值来调整电机运转，直至满足转向需求。

所述转向电机采取比例上升，相比阶跃上升更加稳定，避免了转速突变带来的电机抖动和损坏，同时所述转向电机转速上升过程中的系数k可以设定一个下限值以保证其相应速度，防止出现相应不及时的顿挫感，电机转速下降过程也采取比例下降，但是下降比例小于上升比例，为多次转向需求的快速响应提供条件，也能减少能量的浪费，同时也可以设定一个转速下降系数的上限值，保证其缓慢下降，达到快速响应及节能的效果。

本发明中所采用的助力转向电机为直流无刷电机，所述电机与转向油泵一体化设置，既能节省整体空间，也能提高转向助力传递的效率，同时采用PWM宽度控制电机运转，既经济、节约空间，而且抗噪性能强。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。