CN101734278B - 一种电动助力转向系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种带有侧面安全辅助功能的电动助力转向系统的控制方法，以减少汽车发生侧碰的几率，保证行车安全。该电动助力转向系统包括电子控制单元，关键在于所述电子控制单元连接有方向盘的转角、扭矩传感器、车速传感器、车速加速度传感器、助力电机及其电流传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器，所述助力电机通过传动机构与汽车的转向机构相连，所述电子控制单元还连接有设置在车体两侧的测距传感器。本发明在传统电动助力转向系统为驾驶员提供转向助力的基本功能基础上，还增加了使用方向盘转矩警示侧面碰撞危险的功能，依靠助力电机实施警报与消除危险，有助于避免汽车与两侧物体发生侧碰，增大了行车安全性。

Description

一种电动助力转向系统的控制方法

技术领域

本发明属于汽车转向系统的技术领域，特别涉及到电动助力转向系统的控制方法。

背景技术

电动助力转向系统(EPS)是一种直接依靠电力不需要液压系统就能提供辅助扭矩的动力转向系统，具有控制简单、响应快，可根据需要调控电流值来改变力矩，从而方便地改善助力程度和路感。电动助力转向系统因为具有零部件少、重量轻、安装紧凑、工作可靠，易于检修、调整以及观测、低温工作性能优良、易于同不同车型进行匹配，缩短开发周期等诸多优点，已经被广泛应用于各种汽车上。

目前的电动助力转向系统只是起到为驾驶员转向提供助力的作用，对驾驶员的安全驾驶并没有起到辅助作用。在驾驶汽车时，驾驶员更为关注的是正前方的路况，对侧面的路况关注不多，而且因为观察角度的原因，驾驶员比较难判断侧面物体的距离，常常在转向时发生刮碰。虽然现在很多车上已经装有倒车雷达，但是倒车雷达只能够起到一定的提醒作用，具体的转向操作还是由驾驶员单独完成，如果驾驶员因疏忽而未听到倒车雷达的提醒，就有可能在转向时发生事故。

发明内容

本发明的目的是提出一种带有侧面安全辅助功能的电动助力转向系统的控制方法，以减少汽车发生侧碰的几率，保证行车安全。

本发明的电动助力转向系统的控制方法，该电动助力转向系统包括电子控制单元，所述电子控制单元连接有方向盘的转角、扭矩传感器、车速传感器、车速加速度传感器、助力电机及其电流传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器，所述助力电机通过传动机构与汽车的转向机构相连，所述电子控制单元还连接有设置在车体两侧的测距传感器，其控制方法的特征在于包括如下步骤：电子控制单元按照内置的控制策略，根据转角、转矩传感器、车速传感器、车速加速度传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器的信号计算出所需要的可以保障车辆行驶稳定的基本助力转矩；电子控制单元根据测距传感器、车速传感器、车速加速度传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器的信号计算出安全提示转矩；电子控制单元将所述基本助力转矩和安全提示转矩叠加在一起计算出助力的大小，并通过电流传感器反馈回来的电流值对电动机进行闭环的控制；所述安全提示转矩的大小与发生侧碰的危险性的大小成正比，安全提示转矩的方向与基本助力转矩的方向相反；所述安全提示转矩的计算方法如下：电子控制单元通过测距传感器的信号获知车身与侧面物体的距离L信息；电子控制单元通过车速传感器、车速加速度传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器的信号计算出汽车与侧面物体的相对速度V信息；电子控制单元对距离L信息和相对速度V信息进行处理，计算出汽车在维持当前的运动状态下是否会与侧面物体发生相碰，若不会发生相碰，则安全提示转矩为零，否则安全提示转矩大小与发生侧碰所需时间T的长短成反比，所述T＝L/V。

上述转角、转矩传感器、车速传感器、车速加速度传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器检测转向轮的运动情况和车辆的运动情况；测距传感器检测汽车车体与两侧物体之间的距离，电子控制单元接收上述传感器提供的信号，在兼顾转向安全的前提下，计算助力的大小；助力电机根据电子控制单元的控制信号生成转动力并将其传送至汽车的转向机构，协助驾驶员转向。

上述控制方法将助力分为基本助力转矩和安全提示转矩，其中安全提示转矩是电子控制单元为防止发生侧碰而生成的转矩，其大小与发生侧碰的危险性的大小成正比，方向与基本助力转矩的方向相反。发生侧碰的危险性越大，安全提示转矩就越大，就会使得助力越小，驾驶员就会感到方向盘沉重，转向不够灵活，从而防止驾驶员转向过快或过度而发生侧碰。上述基本助力转矩即为传统电动助力转向系统所提供的助力，此处不再赘述。

只有当车身与侧面物体的距离L小于预定距离L0时，电子控制单元才会计算安全提示转矩。这样可以避免电子控制单元无谓的计算过程，在保证汽车安全的前提下，使电动助力转向系统的反应更加灵敏。

当安全提示转矩大于零时，电子控制单元输出控制信号至提醒装置进行提醒，确保驾驶员能够注意到转向的危险。

本发明在传统电动助力转向系统为驾驶员提供转向助力的基本功能基础上，还增加了使用方向盘转矩警示侧面碰撞危险的功能，依靠助力电机实施警报与消除危险，有助于避免汽车与两侧物体发生侧碰，增大了行车安全性。

附图说明

图1是本发明的电动助力转向系统的系统原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。

实施例1：

如图1所示(箭头表示信号流向)，本实施例的电动助力转向系统包括电子控制单元1，所述电子控制单元1连接有转角、扭矩传感器2、车速传感器4、车速加速度传感器10、横摆角速度传感器5和侧向加速度传感器6、助力电机及其电流传感器7、提醒装置8和测距传感器3，其中助力电机通过减速机等传动机构与汽车的转向机构相连，转角、转矩传感器3安装在方向盘9的转向柱上，测距传感器2设置在车体两侧。

上述电动助力转向系统的控制方法具体包括如下步骤：

电子控制单元1按照内置的控制策略，根据转角、转矩传感器2、车速传感器4、车速加速度传感器10、横摆角速度传感器5和侧向加速度传感器6的信号计算出所需要的可以保障车辆行驶稳定的基本助力转矩；电子控制单元1根据测距传感器3、车速传感器4、车速加速度传感器10、侧向加速度传感器6和横摆角速度传感器5的信号计算出安全提示转矩；电子控制单元1将所述基本助力转矩和安全提示转矩叠加在一起计算出助力的大小，并通过电流传感器反馈回来的电流值对电动机进行闭环的控制；所述安全提示转矩的大小与发生侧碰的危险性的大小成正比，安全提示转矩的方向与基本助力转矩的方向相反。

上述安全提示转矩的具体计算方法如下：电子控制单元1通过测距传感器3的信号获知车身与侧面物体的距离L信息；电子控制单元1通过车速传感器4、车速加速度传感器10、侧向加速度传感器6和横摆角速度传感器5的信号计算出汽车与侧面物体的相对速度V信息；电子控制单元1对距离L信息和相对速度V信息进行处理，计算出汽车在维持当前的运动状态下是否会与侧面物体发生相碰，若不会发生相碰，则安全提示转矩为零，否则安全提示转矩大小与发生侧碰所需时间T的长短成反比，所述T＝L/V。

只有当车身与侧面物体的距离L小于预定距离L0时，电子控制单元1才会计算安全提示转矩。这样可以避免电子控制单元1无谓的计算过程，在保证汽车安全的前提下，使电动助力转向系统的反应更加灵敏。上述L0由厂家预设存储于电子控制单元1内。

当安全提示转矩大于零时，电子控制单元1输出控制信号至提醒装置8进行提醒，确保驾驶员能够注意到转向的危险。

Claims (3)

1.一种电动助力转向系统的控制方法，该电动助力转向系统包括电子控制单元，所述电子控制单元连接有方向盘的转角、扭矩传感器、车速传感器、车速加速度传感器、助力电机及其电流传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器，所述助力电机通过传动机构与汽车的转向机构相连，所述电子控制单元还连接有设置在车体两侧的测距传感器，其控制方法的特征在于包括如下步骤：电子控制单元按照内置的控制策略，根据转角、转矩传感器、车速传感器、车速加速度传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器的信号计算出所需要的可以保障车辆行驶稳定的基本助力转矩；电子控制单元根据测距传感器、车速传感器、车速加速度传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器的信号计算出安全提示转矩；电子控制单元将所述基本助力转矩和安全提示转矩叠加在一起计算出助力的大小，并通过电流传感器反馈回来的电流值对电动机进行闭环的控制；所述安全提示转矩的大小与发生侧碰的危险性的大小成正比，安全提示转矩的方向与基本助力转矩的方向相反；所述安全提示转矩的计算方法如下：电子控制单元通过测距传感器的信号获知车身与侧面物体的距离L信息；电子控制单元通过车速传感器、车速加速度传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器的信号计算出汽车与侧面物体的相对速度V信息；电子控制单元对距离L信息和相对速度V信息进行处理，计算出汽车在维持当前的运动状态下是否会与侧面物体发生相碰，若不会发生相碰，则安全提示转矩为零，否则安全提示转矩大小与发生侧碰所需时间T的长短成反比，所述T＝L/V。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的控制方法，其特征在于只有当车身与侧面物体的距离L小于预定距离L0时，电子控制单元才会计算安全提示转矩。

3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向系统的控制方法，其特征在于当安全提示转矩大于零时，电子控制单元输出控制信号至提醒装置进行提醒。

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