CN106741149A - 电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法 - Google Patents

电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，不同驾驶模式下，具有不同的方向盘手感，它是通过存储在标定数据中的助力曲线决定的；该系统初始化阶段对ECU进行初始配置和上电诊断，然后进入助力控制轮循阶段；在助力控制轮循阶段，所述助力控制模块实时检测整车网络指令，根据整车驾驶模式切换指令进行驾驶模式切换，并选取切换后驾驶模式对应的标定变量实现不同的手感；在预定驾驶模式下，所述助力控制模块按一定周期轮循检测外部输入信号，根据各信号状态实时调整力矩指令的大小。本发明通过切换不同驾驶模式的助力特性，使汽车适应不同人群的助力要求，保证整车转向时的安全性和舒适性。

Description

电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动助力转向系统控制方法，尤其涉及一种电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法。
背景技术
电动助力转向系统通过检测方向盘扭矩，判断驾驶员的转向意图，通过电机输出力矩为驾驶员提供额外的转向助力，提高转向过程中的舒适性和灵活性。
单一的助力模式是电控单元(ECU)根据方向盘扭矩、方向盘转角、车速等输入信号，依据在正常路况下标定的助力曲线，输出相应的电机力矩。
但这种模式并不能满足不同人群的手感需求，例如有的人需要轻盈一些的手感，但有的人却喜欢稳重的手感。
为了使汽车能够适应不同人群的转向要求，改进的做法是将不同驾驶模式的助力曲线存入ECU内存，用户可以根据自己的喜好切换不同驾驶模式，如图1所示。但在各模式切换过程中如果产生较大的手感突变，则会使驾驶员产生异常体验，甚至带来安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，使汽车能够适应不同人群的转向手感需求，用户可以根据自己的喜好切换不同驾驶模式，同时增加不同手感之间的过渡过程，使驾驶员能平顺地切换不同的驾驶模式。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，包括如下步骤：
在ECU中预存不同驾驶模式的标定变量，其中包括各种不同驾驶模式的助力曲线，每种驾驶模式的助力曲线通过标定方向盘扭矩、方向盘转角、以及车速与ECU输出助力之间的关系，从而实现不同的手感，所述ECU中设置有助力控制模块和电机控制模块；该系统初始化阶段对ECU进行初始配置和上电诊断，然后进入助力控制轮循阶段；在助力控制轮循阶段，所述助力控制模块实时检测整车网络指令，根据整车驾驶模式切换指令进行驾驶模式切换，并选取切换后驾驶模式对应的标定变量实现不同的手感；在预定驾驶模式下，所述助力控制模块按一定周期轮循检测外部输入信号，根据各信号状态实时调整力矩指令的大小；所述电机控制模块根据助力控制模块输出的力矩指令实现相应的助力输出；当ECU检测到整车点火信号无效时，EPS控制程序进入下电阶段，保存必要的数据和参数，并实现ECU的安全掉电。
上述的电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，其中，不同驾驶模式对应不同的标定变量，各种不同的标定变量按连续地址集中固化到非易失性存储器中；该系统初始化阶段，将非易失性存储器中的各种不同的标定变量拷贝存放在随机访问存储器中。
上述的电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，其中，每种驾驶模式对应的标定变量的大小和内部参数结构完全相同，并采用驾驶模式编号索引标定变量的起始地址。
上述的电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，其中，在上一驾驶循环的下电阶段将最近一次的驾驶模式状态保存到EEPROM中，在本驾驶循环的上电阶段再从EEPROM中读取该驾驶模式状态作为本驾驶循环的初始驾驶模式选择；在ECU出厂时，EEPROM中的驾驶模式状态被设置为默认驾驶模式。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，不同驾驶模式下，具有不同的方向盘手感，它是通过存储在标定数据中的助力曲线决定的；用户可以根据自己的喜好切换不同驾驶模，同时增加不同手感之间的过渡过程，使驾驶员能平顺地切换不同的驾驶模式。本发明通过切换不同驾驶模式的助力特性，使汽车适应不同人群的助力要求，并保证各种驾驶模式下的手感性能平滑过渡，提高了不同人群的操纵体验和对整车的控制效果，保证整车转向时的安全性和舒适性。
附图说明
图1为本发明电动助力转向系统(EPS)助力控制框图；
图2为NVM区间分配示意图；
图3为标定数据切换过程示意图；
图4为本发明电动助力转向系统的手感切换流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
在本发明中，助力特性是通过特定的标定数据体现的。标定数据是助力控制模块中相关标定参数值的组合，它被固化到电控单元(ECU)中的非易失性存储器(NVM)的特定区域内。
图1为本发明电动助力转向系统(EPS)助力控制框图。当从整车网络总线来的整车驾驶模式指令选择特定的驾驶模式时，助力控制模块使用相应标定数据的各标定参数值调整输出的力矩指令，通过电机控制模块控制助力输出。故不同的标定数据决定不同的助力输出特性，从而达到适应不同手感的目的。
在图2所示的NVM区间分配中，代码区存储EPS控制程序，包括助力控制模块和电机控制模块；不同路况的标定数据被连续存储于NVM的不同数据空间内，它们的大小和内部参数结构相同，便于通过驾驶模式编号索引它们的起始地址。
ECU内部的微控制器(MCU)负责EPS控制程序的运行，其运行阶段分为上电初始化阶段(车辆点火处理阶段)、助力控制轮循阶段(方向盘助力输出阶段)和下电阶段(车辆熄火处理阶段)。
初始化阶段主要对ECU进行初始配置和上电诊断，为助力控制轮循阶段准备运行条件。
在助力控制轮循阶段，ECU按一定周期轮循检测外部输入信号，根据各信号状态实时调整助力输出的大小。
当ECU检测到整车点火信号无效时，EPS控制程序进入下电阶段，保存必要的数据和参数，并实现ECU的安全掉电。
为了在一个驾驶循环(车辆一次点火到熄火的过程)中延续上一驾驶循环的驾驶模式选择，本发明在上一驾驶循环的下电阶段将最近一次的驾驶模式状态保存到EEPROM中，在本驾驶循环的上电阶段再从EEPROM中读取该驾驶模式状态作为本驾驶循环的初始驾驶模式选择。在ECU出厂时，EEPROM中的驾驶模式状态可被设置为默认驾驶模式。在助力控制轮循阶段中，ECU实时检测整车网络指令，根据整车驾驶模式切换指令进行驾驶模式切换。
手感切换是通过对各驾驶模式下的标定数据的切换实现的，助力控制模块读取特定标定数据中的标定参数，从而实现不同的手感。
当ECU收到驾驶模式切换指令后,首先将标定数据切换到新驾驶模式的标定数据,并根据新标定数据计算需要到达的目标输出力矩,然后从当前输出力矩平缓变化到目标力矩,实现不同驾驶模式的平滑过渡。
在实际软件中，具体的助力特性是由各种标定变量设置的，助力控制模块通过访问这些标定变量，实现特定的助力性能。在特定驾驶模式下，对各标定变量的取值进行标定，就可以优化该驾驶模式下的助力性能。
在本发明中，标定变量的值需要随各驾驶模式的标定数据改变，故它们须存放在随机访问存储器(RAM)中。为便于整体赋值，需要将它们集中分配到连续地址中，并保证NVM中的标定数据内部的地址结构与RAM中标定变量区的地址结构完全相同，保证标定数据中相对应地址为相对应标定变量的取值。
图3为标定数据的切换过程，当需要改变标定数据时，程序先根据需要达到的手感状态检索相应标定数据的起始地址，然后将其中的数值整体复制到标定变量区。
MCU实现手感切换的具体方案如图4所示，手感切换过程如下：
1.ECU在上电初始化阶段读取EEPROM中的初始手感状态作为未收到手感切换指令时的手感状态设置；
2.ECU在助力控制轮循阶段实时检测整车网络通讯数据，当收到驾驶模式切换指令时，将手感状态更新为指令内容；
3.ECU实时判断手感状态是否改变，当手感状态改变时，进行标定数据的切换，否则维持原来的标定变量值；
4.助力控制模块根据标定变量值和助力控制模块计算输出力矩，根据驾驶模式切换前后的力矩变化，渐变力矩指令输出；
5.电机控制模块根据力矩指令输出实际的助力；
6.ECU在下电阶段将当前的驾驶模式状态备份到EEPROM，待下次上电时恢复。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.一种电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
在ECU中预存不同驾驶模式的标定变量，其中包括各种不同驾驶模式的助力曲线，每种驾驶模式的助力曲线通过标定方向盘扭矩、方向盘转角、以及车速与ECU输出助力之间的关系，从而实现不同的手感，所述ECU中设置有助力控制模块和电机控制模块；
该系统初始化阶段对ECU进行初始配置和上电诊断，然后进入助力控制轮循阶段；
在助力控制轮循阶段，所述助力控制模块实时检测整车网络指令，根据整车驾驶模式切换指令进行驾驶模式切换，并选取切换后驾驶模式对应的标定变量实现不同的手感；
在预定驾驶模式下，所述助力控制模块按一定周期轮循检测外部输入信号，根据各信号状态实时调整力矩指令的大小；
所述电机控制模块根据助力控制模块输出的力矩指令实现相应的助力输出；
当ECU检测到整车点火信号无效时，EPS控制程序进入下电阶段，保存必要的数据和参数，并实现ECU的安全掉电。
2.如权利要求1所述的电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，其特征在于，不同驾驶模式对应不同的标定变量，各种不同的标定变量按连续地址集中固化到非易失性存储器中；该系统初始化阶段，将非易失性存储器中的各种不同的标定变量拷贝存放在随机访问存储器中。
3.如权利要求2所述的电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，其特征在于，每种驾驶模式对应的标定变量的大小和内部参数结构完全相同，并采用驾驶模式编号索引标定变量的起始地址。
4.如权利要求1所述的电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法，其特征在于，在上一驾驶循环的下电阶段将最近一次的驾驶模式状态保存到EEPROM中，在本驾驶循环的上电阶段再从EEPROM中读取该驾驶模式状态作为本驾驶循环的初始驾驶模式选择；在ECU出厂时，EEPROM中的驾驶模式状态被设置为默认驾驶模式。
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