CN104179588B - 基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿法、系统和车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法、系统和汽车。所述方法包括步骤：在车辆转向系统中装设方向盘转角传感器，并对方向盘转角传感器进行标定，用以通过其来判定方向盘的各工作位置，并将方向盘的各工作位置信息转换成对应的方向盘转角信号后通过车载网络输出；对车载控制器进行标定，用以接收方向盘转角信号并由此计算出方向盘转角变化率，然后根据方向盘转角信号、方向盘转角变化率以及当前的发动机转速、环境温度和车速来确定助力转向装置在当前怠速工况下所需的转向扭矩补偿值，再根据转向扭矩补偿值以及除此之外的车辆扭矩预留需求值来汇总确定车辆的总扭矩预留需求值，由此来控制调节发动机的进气量和点火时刻。

Description

基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿法、系统和车

技术领域

本发明涉及发动机控制系统的扭矩补偿技术领域，尤其涉及一种基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法、系统和汽车。

背景技术

对于使用液压助力转向或电液助力转向的车辆，助力转向泵通常是由例如发动机的皮带来带动进行工作的。当发动机处于怠速工况时，如果发生转向情况，那么助力转向泵就会增大对发动机的扭矩消耗。因此在怠速转向工况下，通常需要发动机进行额外的扭矩补偿或扭矩预留，以避免出现熄火或者转速严重波动的情况。对于目前市场上的车辆，常用的扭矩补偿策略有两种：一种是在转向系统的液压回路中安装压力传感器，通过发动机控制器来检测液压回路中压力的变化，从而判断助力转向泵的工作状态，然后进行对应的扭矩补偿，但是采用这种方式存在着诸如增加零部件成本、控制不够及时准确等问题；另外一种是为了节约成本而没有设置任何的转向意图判断装置，只是在任何怠速工况下都提供一部分扭矩预留，然后采用这种方式会对油耗造成一定的负面影响。

发明内容

有鉴于此，本发明主要目的是提供一种基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法、系统和汽车，以便解决现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。

为了实现上述的发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，所述怠速转向扭矩补偿方法包括步骤：

在车辆转向系统中装设方向盘转角传感器，并且对所述方向盘转角传感器进行标定，用以通过其来判定方向盘的各工作位置，并将方向盘的各工作位置信息转换成对应的方向盘转角信号后通过车载网络输出；以及

对车载控制器进行标定，用以接收所述方向盘转角信号并根据其计算出方向盘转角变化率，然后根据所述方向盘转角信号、方向盘转角变化率以及当前的发动机转速、环境温度和车速来确定车辆转向系统中的助力转向装置在当前怠速工况下所需的转向扭矩补偿值，并且根据所述转向扭矩补偿值以及除此之外的车辆扭矩预留需求值来汇总确定车辆的总扭矩预留需求值，然后根据所述总扭矩预留需求值来控制调节发动机的进气量和点火时刻。

在上述基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法中，可选地，所述车载控制器是发动机控制器ECM。

在上述基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法中，可选地，所述车载网络包括CAN总线。

在上述基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法中，可选地，所述除此之外的车辆扭矩预留需求值提供给经由发动机皮带带动且具有开关功能的装置，所述装置包括空调压缩机、离合器水泵。

一种基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统，所述怠速转向扭矩补偿系统包括：

方向盘转角传感器，其装设在车辆转向系统中，并且被标定设置成用于判定方向盘的各工作位置，并将方向盘的各工作位置信息转换成对应的方向盘转角信号后通过车载网络输出；以及

车载控制器，其被标定设置成接收所述方向盘转角信号并根据其计算出方向盘转角变化率，然后根据所述方向盘转角信号、方向盘转角变化率以及当前的发动机转速、环境温度和车速来确定车辆转向系统中的助力转向装置在当前怠速工况下所需的转向扭矩补偿值，并且根据所述转向扭矩补偿值以及除此之外的车辆扭矩预留需求值来汇总确定车辆的总扭矩预留需求值，然后根据所述总扭矩预留需求值来控制调节发动机的进气量和点火时刻。

在上述基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统中，可选地，所述车载控制器是发动机控制器ECM。

在上述基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统中，可选地，所述车载网络包括CAN总线。

在上述基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统中，可选地，所述除此之外的车辆扭矩预留需求值提供给经由发动机皮带带动且具有开关功能的装置，所述装置包括空调压缩机、离合器水泵。

一种汽车，所述汽车上使用如以上任一项所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，或者所述汽车上装设有如以上任一项所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统。

本发明的有益效果在于：采用本发明可以通过例如发动机控制器ECM等车载控制器从方向盘转角传感器获取方向盘的工作位置信息，从而能够快速、准确地判断出助力转向装置在怠速工况下所需的转向扭矩补偿值，并且由此来及时有效地控制发动机进行对应的扭矩补偿。由于方向盘转角传感器与车辆上的其它功能系统存在共用性，因此无需增加额外的零部件费用；此外，即使方向盘转角传感器不被共用，仍然可以使用其来替代现有的转向系统液压回路中的压力传感器，从而更加理想地实现怠速转向扭矩补偿功能。

附图说明

以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

图1是本发明的基于方向盘转角传感器的怠速扭矩补偿系统一个实施例的工作原理示意图。

图2是图1实施例中车载控制器的处理逻辑示意图。

具体实施方式

需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法、系统和汽车的原理、特点以及优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。此外，在本文所提及的各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可以在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

为了说明本发明的工作原理，在图1中以示例方式图示出了本发明的基于方向盘转角传感器的怠速扭矩补偿系统一个实施例的基本组成情况，并且在图2中进一步给出了该系统实施例中车载控制器的处理逻辑。

请结合参考图1和图2，在上述实施例中，怠速转向扭矩补偿系统中设置有车载控制器1和方向盘转角传感器3。其中，方向盘转角传感器3是被装设在车辆转向系统中，并且通过标定将该方向盘转角传感器3设置成用来判定方向盘4的各工作位置，然后将这些工作位置信息转换成对应的方向盘转角信号，再通过车载网络(例如CAN总线等)输出转换后的方向盘转角信号。

车载控制器1是本怠速转向扭矩补偿系统中的核心控制部件，它在可选情形下可以直接采用发动机控制器ECM。当然，本发明也允许使用其他形式的独立或集成的控制器件来作为该车载控制器1。在给出的上述实施例中，如图2所示，通过标定将车载控制器1设置成用来接收由方向盘转角传感器3通过车载网络输送出的方向盘转角信号，然后根据接收到的方向盘转角信号来计算出方向盘转角变化率，并且根据方向盘转角信号、方向盘转角变化率以及当前的发动机转速、环境温度、车速来确定出车辆转向系统中的助力转向装置5在当前怠速工况下所需要的转向扭矩补偿值，该车载控制器1再根据所获得的转向扭矩补偿值以及其他的车辆扭矩预留需求值(其被提供给例如经由发动机皮带带动并且具有开关功能的装置，这些装置包括但不限于空调压缩机、离合器水泵等)来汇总确定出车辆的总扭矩预留需求值，然后就可以根据该总扭矩预留需求值来控制调节发动机2的进气量和点火时刻。

如上所述，车载控制器1的标定工作是针对方向盘转角信号、方向盘转角变化率、发动机转速、环境温度、车速这些与怠速转向扭矩补偿相关的影响因素来进行的，以便在将输入它们到该车载控制器1之后可由后者确定助力转向装置5在怠速工况下需要的转向扭矩补偿值。具体来讲，由于助力转向装置5的工作状态与方向盘4的转向角度具有对应关系，因此在方向盘4的不同转向角度下，助力转向装置5存在着不同的发动机扭矩需求，通过上述的方向盘转角信号可以对应于助力转向装置5的扭矩需求。此外，通过对上述方向盘转角信号的变化进行计算可得到方向盘转角变化率，其可以对应于助力转向装置5扭矩需求的变化率。关于发动机转速和车速，当发动机和车辆运行在不同速度下时，助力转向装置5所需求的转向扭矩补偿值是会随之变化的。另外，由于不同的环境温度会对液压回路系统的性能产生影响，而液压回路系统的性能变化将会对助力转向装置5的转向扭矩补偿需求产生影响。

在本怠速转向扭矩补偿系统中，在可选情形下，上述助力转向装置5可以采用液压助力转向泵等，它通过转向机构6与方向盘4相连。此外，该助力转向装置5与发动机2之间的传动连接部件8可以采用带连接或者链连接等方式。作为举例，通过采用对诸如节气门体7、发动机进气阀等进行调控之类已被本领域技术人员所知的任何现有技术，可以实现对发动机2的进气量和点火时刻的调节控制操作。

相应地，本发明还提供了基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，该方法包括如下步骤：

在车辆转向系统中装设方向盘转角传感器，并且对方向盘转角传感器进行标定，用以通过其来判定方向盘的各工作位置，并将方向盘的各工作位置信息转换成对应的方向盘转角信号后通过车载网络输出；以及

对车载控制器进行标定，用以接收方向盘转角信号并根据其计算出方向盘转角变化率，然后根据方向盘转角信号、方向盘转角变化率以及当前的发动机转速、环境温度和车速来确定车辆转向系统中的助力转向装置在当前怠速工况下所需的转向扭矩补偿值，并且根据转向扭矩补偿值以及除此之外的车辆扭矩预留需求值来汇总确定车辆的总扭矩预留需求值，然后根据总扭矩预留需求值来控制调节发动机的进气量和点火时刻。

关于方向盘转角传感器、车载控制器、助力转向装置、车载网络、其他的车辆扭矩预留需求值等内容，可以参阅前述关于怠速转向扭矩补偿系统的相应说明，在此不再重复描述。

由于本发明的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统以及方法具有判断快速、准确，并且对怠速转向扭矩补偿控制及时、高效等优势，因此非常适于将它们装设或应用到现有的车辆上，如果这些车辆上已经带有方向盘转角传感器，那么仅需针对例如发动机控制器ECM的车载控制器进行标定设置即可，非常方便且成本低廉，因此易于推广应用。

以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法、系统和汽车，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，其特征在于，所述怠速转向扭矩补偿方法包括步骤：

在车辆转向系统中装设方向盘转角传感器，并且对所述方向盘转角传感器进行标定，用以通过其来判定方向盘的各工作位置，并将方向盘的各工作位置信息转换成对应的方向盘转角信号后通过车载网络输出；以及

对车载控制器进行标定，用以接收所述方向盘转角信号并根据其计算出方向盘转角变化率，然后根据所述方向盘转角信号、方向盘转角变化率以及当前的发动机转速、环境温度和车速来确定车辆转向系统中的助力转向装置在当前怠速工况下所需的转向扭矩补偿值，并且根据所述转向扭矩补偿值以及除此之外的车辆扭矩预留需求值来汇总确定车辆的总扭矩预留需求值，然后根据所述总扭矩预留需求值来控制调节发动机的进气量和点火时刻。

2.根据权利要求1所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，其特征在于，所述车载控制器是发动机控制器ECM。

3.根据权利要求1或2所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，其特征在于，所述车载网络包括CAN总线。

4.根据权利要求1或2所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，其特征在于，所述除此之外的车辆扭矩预留需求值提供给经由发动机皮带带动且具有开关功能的装置，所述装置包括空调压缩机、离合器水泵。

5.一种基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统，其特征在于，所述怠速转向扭矩补偿系统包括：

方向盘转角传感器，其装设在车辆转向系统中，并且被标定设置成用于判定方向盘的各工作位置，并将方向盘的各工作位置信息转换成对应的方向盘转角信号后通过车载网络输出；以及

车载控制器，其被标定设置成接收所述方向盘转角信号并根据其计算出方向盘转角变化率，然后根据所述方向盘转角信号、方向盘转角变化率以及当前的发动机转速、环境温度和车速来确定车辆转向系统中的助力转向装置在当前怠速工况下所需的转向扭矩补偿值，并且根据所述转向扭矩补偿值以及除此之外的车辆扭矩预留需求值来汇总确定车辆的总扭矩预留需求值，然后根据所述总扭矩预留需求值来控制调节发动机的进气量和点火时刻。

6.根据权利要求5所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统，其特征在于，所述车载控制器是发动机控制器ECM。

7.根据权利要求5或6所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统，其特征在于，所述车载网络包括CAN总线。

8.根据权利要求5或6所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统，其特征在于，所述除此之外的车辆扭矩预留需求值提供给经由发动机皮带带动且具有开关功能的装置，所述装置包括空调压缩机、离合器水泵。

9.一种汽车，其特征在于，所述汽车上使用如权利要求1-4中任一项所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿方法，或者所述汽车上装设有如权利要求5-8中任一项所述的基于方向盘转角传感器的怠速转向扭矩补偿系统。