CN109466553A - 基于eps系统的车道保持辅助控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于EPS系统的车道保持辅助控制方法，包括EPS系统实施的纠偏过程：EPS系统中的电子控制单元接收到车道偏离信号；向EPS电动机发送报警指令，使EPS电动机向方向盘输出高频正负扭矩信号，驱使方向盘振动报警；电子控制单元检测是否有驾驶员已纠偏处理的纠偏信号，若有则停止发送报警指令；若否则停止发送报警指令，且向EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车辆回正至正常轨道。本发明可以直接利用整车系统及EPS系统，来进行报警及纠偏控制，无需额外增加硬件，无需改变车辆驾驶系统的内部结构，成本低，易于实施。本发明回正手感比较平顺，不会让驾驶员感到突兀，造成更严重的错误操作。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其是一种基于EPS系统的车道保持辅助控制方法。
背景技术
电动助力转向系统(Electric Power Steering，缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。EPS主要包括扭矩传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等，该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点，因此在现有技术中得到了广泛使用。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。
“在欧洲，39.4％的意外交通事故是在无意间偏离车道而产生的，在美国这个比例则是44％，在中国更是高达50％，如此惊人的数据直接催生了“车道保持辅助驾驶”系统的诞生。”现有技术中的车道保持辅助控制方法多通过增加报警原件来实现偏向报警，比如在方向盘处增加驱动方向盘振动的报警电机，通过整车系统来控制报警电机动作实现偏向报警，这种方式结构复杂，且成本较高，并且需要改变车辆驾驶系统的内部结构，实施起来难度较大，因此需要提供一种低成本，更直接，便于推广的车道保持辅助控制方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于EPS系统的车道保持辅助控制方法，用于解决现有技术中车道保持辅助控制方法结构复杂，且成本较高，并且需要改变车辆驾驶系统的内部结构，实施起来难度较大的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于EPS系统的车道保持辅助控制方法，包括EPS系统实施的纠偏过程：
EPS系统中的电子控制单元接收到车道偏离信号；
向EPS电动机发送报警指令，使EPS电动机向方向盘输出高频正负扭矩信号，驱使
方向盘振动报警；
电子控制单元检测是否有驾驶员已纠偏处理的纠偏信号，若有则停止发送报警指令；
若否则停止发送报警指令，且向EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车
辆回正至正常轨道。
优选地，所述车道偏离信号由整车系统发出，且车道偏离信号中包含不同的信号值，所述电子控制单元根据接收到的不同的信号值发出不同等级的报警指令。
进一步地，所述报警指令的不同等级是指：所述EPS电动机向方向盘输出不同的频率和/或幅度的正负扭矩信号，从而使方向盘产生不同的左右旋转振动，从而反应出不同的偏离报警级别。
优选地，所述高频正负扭矩信号中的频率为20HZ-50HZ。
优选地，所述驾驶员已纠偏处理的纠偏信号由整车系统发出，所述整车系统根据驾驶员方向盘操作信号、转向信号、人为输入信号、车速超限信号、驾驶员手力超限信号中的任意一种信号来判断驾驶员是否已纠偏处理，并且将纠偏信号反馈至EPS系统。
优选地，所述EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车辆回正至正常轨道的具体过程为：整车系统根据车辆当前位置信息及车道信号计算出车辆偏移量，并根据车辆偏移量计算出将车辆回正至原行驶车道所需的目标回正扭矩，再将所述目标回正扭矩发送至所述电子控制单元；电子控制单元计算叠加所述目标回正扭矩后的叠加总手力，且控制EPS电动机向方向盘输出所述叠加总手力，并且同时将所述叠加总手力反馈至整车系统；整车系统通过将所述叠加总手力与当前的车辆位置结合计算出新的当前回正扭矩，并且将新的当前回正扭矩再反馈给EPS系统，EPS系统再将新的回正扭矩叠加得出新的叠加总手力，向方向盘输出新的叠加总手力；循环调整计算所述叠加总手力，直至整车系统检测到车辆回到原行驶车道为止。
进一步地，所述电子控制单元将所述目标回正扭矩进行滤波和限值处理，再与方向盘上的当前手力矩叠加，得出所述叠加总手力。
优选地，在车辆速度小于60km/h时，所述EPS系统将所述纠偏过程挂起不启动。
如上所述，本发明车道保持辅助控制方法，具有以下有益效果：本发明可以直接利用整车系统及EPS系统，来进行报警及纠偏控制，无需额外增加硬件，无需改变车辆驾驶系统的内部结构，成本低，易于实施。并且本发明通过回正扭矩使方向盘回正的方法不仅回正更精准快捷，而且手感比较平顺，不会让驾驶员感到突兀，造成更严重的错误操作。
附图说明
图1为本发明所述的纠偏过程示意图；
图2为本发明所述的EPS电动机控制车辆回正至正常轨道的控制示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1-2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种基于EPS系统的车道保持辅助控制方法，包括EPS系统实施的纠偏过程：
EPS系统中的电子控制单元接收到车道偏离信号，
向EPS电动机发送报警指令，使EPS电动机向方向盘输出高频正负扭矩信号，驱使方向盘振动报警；
电子控制单元检测是否有驾驶员已纠偏处理的纠偏信号，若有则停止发送报警指令；
若否则停止发送报警指令，且向EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车
辆回正至正常轨道。
本发明可以直接在整车系统及EPS系统中增加算法计算模块来实现，从而进行报警及纠偏控制，无需额外增加硬件，无需改变车辆驾驶系统的内部结构，成本低，易于实施。并且本发明.通过回正扭矩使方向盘回正的方法不仅回正更精准快捷，而且手感比较平顺，不会让驾驶员感到突兀，造成更严重的错误操作。
作为本发明一实施例，所述车道偏离信号由整车系统发出，且车道偏离信号中包含不同的信号值，所述电子控制单元根据接收到的不同的信号值发出不同等级的报警指令。所述报警指令的不同等级是指：所述EPS电动机向方向盘输出不同的频率和/或幅度的正负扭矩信号，从而使方向盘产生不同的左右旋转振动，从而反应出不同的偏离报警级别。
本发明中的高频可以根据客户要求进行标定，但于本发明一实施例中，所述高频正负扭矩信号中的频率为20HZ-50HZ。
作为本发明一实施例，所述驾驶员已纠偏处理的纠偏信号由整车系统发出，所述整车系统根据驾驶员方向盘操作信号、转向信号、人为输入信号、车速超限信号、驾驶员手力超限信号中的任意一种信号来判断驾驶员是否已纠偏处理，并且将纠偏信号反馈至EPS系统。
作为本发明一实施例，所述EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车辆回正至正常轨道的具体过程为：整车系统根据车辆当前位置信息及车道信号计算出车辆偏移量，并根据车辆偏移量计算出将车辆回正至原行驶车道所需的目标回正扭矩，再将所述目标回正扭矩发送至所述电子控制单元；电子控制单元计算叠加所述目标回正扭矩后的叠加总手力，且控制EPS电动机向方向盘输出所述叠加总手力，并且同时将所述叠加总手力反馈至整车系统；整车系统通过将所述叠加总手力与当前的车辆位置结合计算出新的当前回正扭矩，并且将新的当前回正扭矩再反馈给EPS系统，EPS系统再将新的回正扭矩叠加得出新的叠加总手力，向方向盘输出新的叠加总手力；循环调整计算所述叠加总手力，直至整车系统检测到车辆回到原行驶车道为止。
作为本发明一实施例，所述电子控制单元将所述目标回正扭矩进行滤波和限值处理，再与方向盘上的当前手力矩叠加，得出所述叠加总手力。这样只需在EPS系统的电子控制单元中写入滤波及限值处理算法即可实现滤波和限值，可以防止整车系统会发送错误或者过大扭矩信号，导致方向盘手力矩突变或者方向盘出现错误转向。
作为本发明一实施例，在车辆速度小于60km/h时，所述EPS系统将所述纠偏过程挂起不启动。
需要说明的是，整车系统和EPS系统均为现有技术，其控制和连接过程不再详述。
本实施例的基于EPS系统的车道保持辅助控制方法，其采用车道保持辅助控制系统实现，其具体可由车辆上的整车系统和EPS系统来实施，在EPS系统中增设控制方向盘发出振动报警的方向盘振动模块、以及计算叠加总手力的扭矩主动回正模块，具体可包括：
1)驾驶员开启车道保持辅助功能后，车速在60km/h-180km/h之间时，EPS系统实施纠偏过程；如车速不在此区间范围内，车道保持辅助控制系统挂起不生效，即EPS系统不实施纠偏过程，当车速达到后再启动；
2)当车道保持辅助控制系统启动后，如车辆偏离车道后，由整车系统中的车道保持辅助控制器发送车道偏离信号给EPS系统，EPS系统接收到车道偏离信号后，向EPS电动机发送报警指令，使EPS电动机向方向盘输出高频正负扭矩信号，驱使方向盘振动报警，通过方向盘的高频振动来达到提醒驾驶员车辆已经偏离车道；其中，上述车道偏离信号由整车系统发出，且车道偏离信号中包含不同的信号值，所述电子控制单元根据接收到的不同的信号值发出不同等级的报警指令；所述EPS电动机向方向盘可输出不同的频率和/或幅度的正负扭矩信号，从而使方向盘产生不同的左右旋转振动，从而反应出不同的偏离报警级别；
3)在发出报警指令的过程中，当电子控制单元没有检测到驾驶员已纠偏处理的纠偏信号，则停止发送报警指令，且向EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车辆回正至正常轨道；具体为：当方向盘振动一定时间后，如驾驶员无任何操作，即关闭方向盘振动报警功能转为车道保持辅助。整车系统根据车辆当前位置信息及车道信号计算出车辆偏移量，并根据车辆偏移量计算出将车辆回正至原行驶车道所需的目标回正扭矩，再将所述目标回正扭矩发送至所述电子控制单元；电子控制单元计算叠加所述目标回正扭矩后的叠加总手力，且控制EPS电动机向方向盘输出所述叠加总手力，并且同时将所述叠加总手力反馈至整车系统；整车系统通过将所述叠加总手力与当前的车辆位置结合计算出新的当前回正扭矩，并且将新的当前回正扭矩再反馈给EPS系统，EPS系统再将新的回正扭矩叠加得出新的叠加总手力，向方向盘输出新的叠加总手力；循环调整计算所述叠加总手力，直至整车系统检测到车辆回到原行驶车道为止；
4)当电子控制单元检测到驾驶员已纠偏处理的纠偏信号，则停止发送报警指令；具体为：在车道保持辅助控制系统工作时，任何车辆车速超限、驾驶员手力矩超出限定范围或者有转向灯转向信号时，退出车道保持辅助控制系统，退出振动功能或主动回正功能转为正常助力功能。
综上所述，本发明可以直接利用整车系统及EPS系统，来进行报警及纠偏控制，无需额外增加硬件，无需改变车辆驾驶系统的内部结构，成本低，易于实施。并且本发明.通过回正扭矩使方向盘回正的方法不仅回正更精准快捷，而且手感比较平顺，不会让驾驶员感到突兀，造成更严重的错误操作。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种基于EPS系统的车道保持辅助控制方法，其特征在于，包括EPS系统实施的纠偏过程：
EPS系统中的电子控制单元接收到车道偏离信号；
向EPS电动机发送报警指令，使EPS电动机向方向盘输出高频正负扭矩信号，驱使方向盘振动报警；
电子控制单元检测是否有驾驶员已纠偏处理的纠偏信号，若有则停止发送报警指令；
若否则停止发送报警指令，且向EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车辆回正至正常轨道。
2.根据权利要求1所述的车道保持辅助控制方法，其特征在于，所述车道偏离信号由整车系统发出，且车道偏离信号中包含不同的信号值，所述电子控制单元根据接收到的不同的信号值发出不同等级的报警指令。
3.根据权利要求2所述的车道保持辅助控制方法，其特征在于，所述报警指令的不同等级是指：所述EPS电动机向方向盘输出不同的频率和/或幅度的正负扭矩信号，从而使方向盘产生不同的左右旋转振动，从而反应出不同的偏离报警级别。
4.根据权利要求1所述的车道保持辅助控制方法，其特征在于，所述高频正负扭矩信号中的频率为20HZ-50HZ。
5.根据权利要求1所述的车道保持辅助控制方法，其特征在于，所述驾驶员已纠偏处理的纠偏信号由整车系统发出，所述整车系统根据驾驶员方向盘操作信号、转向信号、人为输入信号、车速超限信号、驾驶员手力超限信号中的任意一种信号来判断驾驶员是否已纠偏处理，并且将纠偏信号反馈至EPS系统。
6.根据权利要求1所述的车道保持辅助控制方法，其特征在于，所述EPS电动机发出回正控制指令，EPS电动机控制车辆回正至正常轨道的具体过程为：整车系统根据车辆当前位置信息及车道信号计算出车辆偏移量，并根据车辆偏移量计算出将车辆回正至原行驶车道所需的目标回正扭矩，再将所述目标回正扭矩发送至所述电子控制单元；电子控制单元计算叠加所述目标回正扭矩后的叠加总手力，且控制EPS电动机向方向盘输出所述叠加总手力，并且同时将所述叠加总手力反馈至整车系统；整车系统通过将所述叠加总手力与当前的车辆位置结合计算出新的当前回正扭矩，并且将新的当前回正扭矩再反馈给EPS系统，EPS系统再将新的回正扭矩叠加得出新的叠加总手力，向方向盘输出新的叠加总手力；循环调整计算所述叠加总手力，直至整车系统检测到车辆回到原行驶车道为止。
7.根据权利要求6所述的车道保持辅助控制方法，其特征在于，所述电子控制单元将所述目标回正扭矩进行滤波和限值处理，再与方向盘上的当前手力矩叠加，得出所述叠加总手力。
8.根据权利要求1所述的车道保持辅助控制方法，其特征在于，在车辆速度小于60km/h时，所述EPS系统将所述纠偏过程挂起不启动。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113682304A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-11-23 | 岚图汽车科技有限公司 | 一种辅助车辆转向的方法及系统 |
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2018
- 2018-12-07 CN CN201811493575.6A patent/CN109466553A/zh active Pending
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| CN113682304A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-11-23 | 岚图汽车科技有限公司 | 一种辅助车辆转向的方法及系统 |
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