CN111942466B - 电动助力转向系统的随速调控方法、系统及汽车 - Google Patents
电动助力转向系统的随速调控方法、系统及汽车 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种电动助力转向系统的随速调控方法、系统及汽车。所述方法包括以下步骤：确认车辆满足无意识转向条件时，检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，以及当前车辆转向轮盘上的第一压力值；所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；根据所述转向扭矩值和所述第一压力值，确定对应的基础补充力矩；根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿。本申请能够避免车辆偏离原车道，规避了无意识转向导致的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体地涉及一种电动助力转向系统的随速调控方法、一种电动助力转向系统的随速调控系统和一种汽车。
背景技术
目前对于车辆的媒体播放等应用，往往通过在车辆转向盘下方设置触摸按键，或者通过设置在转向盘一侧的车辆中控装置进行操控，当驾驶员使用触摸按键或者中控装置时，有时候会无意地向方向盘施加扭矩，导致车辆偏离原车道的位置，存在很大的安全风险。
为了避免非驾驶行为导致的车辆偏移，现有技术如通过旋转式的按钮来操控，又或者选择摒弃或减少实体按键，同时增大中控屏幕尺寸，将屏幕设置在驾驶员视线正前方，让驾驶员在使用中控的时候目光尽可能少的远离前方路面。
然而，上述方式仍无法完全避免驾驶员在操作对转向盘无意识地施加扭矩，仍存在安全隐患。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种电动助力转向系统的随速调控方法、系统及汽车，以至少解决上述的驾驶员对转向盘无意识地施加扭矩导致安全隐患的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种电动助力转向系统的随速调控方法，包括以下步骤：
确认车辆满足无意识转向条件时，检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，以及当前车辆转向轮盘上的第一压力值；所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；
根据所述转向扭矩值和所述第一压力值，确定对应的基础补充力矩；
根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿。
优选的，所述的随速调控方法，还包括以下步骤：
确认所述反向补偿力矩超过第一预设值和/或所述转向扭矩值超过第二预设值和/或所述第一压力值超过标准补偿阈值时，停止所述力矩补偿。
优选的，所述无意识转向条件包括：车辆启动状态下的车辆转向轮盘的转向角度和车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值。
优选的，所述无意识转向条件包括：车辆中控台的操作信号；以及车辆启动状态下的车辆转向轮盘的转向角度和车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值。
优选的，所述车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值包括：
车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的底部轮缘区域的第三压力值；以及车辆转向轮盘水平中心线上的轮缘区域的第二压力值和第四压力值。
优选的，若车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，确定所述车辆满足无意识转向条件。
优选的，所述车辆中控台的操作信号包括：触摸屏界面的输入信号和/ 或车辆中控台的按键信号。
优选的，若检测到触摸屏界面的输入信号和/或车辆中控台的按键信号，且车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，确定所述车辆满足无意识转向条件。
本申请还提供一种电动助力转向系统的随速调控系统，包括：
第一压力传感器，用于实时采集车辆转向轮盘上的第一压力值；所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；
控制器，用于在确认车辆满足无意识转向条件时，检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，并从所述第一压力传感器获取所述第一压力值，根据所述转向扭矩值和所述第一压力值确定对应的基础补充力矩，以及根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿。
本申请还提供一种汽车，包括上述的电动助力转向系统的随速调控系统。
本申请通过EPS系统确认车辆是否满足无意识转向条件，进而输出相应的反向补偿力矩对助力转向系统进行力矩补偿，对于驾驶员对转向盘的无意识操作进行主动安全控制，自动进行转向助力调节保护，能够避免车辆偏离原车道，规避了无意识转向导致的安全风险。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明实施方式中的本申请的一种电动助力转向系统的随速调控系统示意图；
图2是本发明实施方式中的本申请的一种电动助力转向系统的随速调控方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明提供一种电动助力转向系统的随速调控系统，包括：控制器，以及与控制器电连接的第一压力传感器；为了数据的准确性，通过传感器进行获取需要的判断信号，因此随速调控系统还包括与控制器电连接的第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、扭矩传感器、角度传感器和速度传感器。
第一压力传感器用于实时采集车辆转向轮盘上的第一压力值，所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；第三压力传感器用于实时采集车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的底部轮缘区域的第三压力值；第二压力传感器和第四压力传感器分别用于实时采集车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘水平中心线上的轮缘区域的第二压力值和第四压力值。上述压力传感器检测的具体位置为转向盘轮缘；转向盘轮缘的弧度为预设范围，所述预设范围根据手型的大小确定，如预设范围设定为弧度范围，所述弧度范围优选为0-0.1/r，r为转向轮盘的半径。
扭矩传感器用于采集当前车辆转向系统中的转向扭矩值；角度传感器用于采集车辆转向轮盘转向角；速度传感器用于采集当前车速。所述控制器可以采用EPS(ElectricPower Steering System，电子助力转向系统)控制器。为了信号采集的方便，可以将EPS控制器与车辆终端连接，EPS控制器通过 CAN总线采集所需要的车辆转向轮盘转向角、当前车速和转向扭矩值，从而减少扭矩传感器、角度传感器和速度传感器的连线操作。
在车辆处于启动状态(此时控制器优选地通过采集车辆的点火信号判断车辆当前是否启动)时，车辆满足无意识转向条件包括两种判断方式，第一种判断方式为：当控制器检测到车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，确定所述车辆满足无意识转向条件；所述控制器检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，并从所述第一压力传感器获取所述第一压力值，根据所述转向扭矩值和所述第一压力值确定对应的基础补充力矩，以及根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿。
为了无意识转向的判断更准确，引入车辆的中控台的操作信号，所述中控台的操作信号通过连接车辆终端获取；满足无意识转向条件的第二种判断方式为：若所述控制器检测到触摸屏界面的输入信号和/或车辆中控台的按键信号，且车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，确定所述车辆满足无意识转向条件；所述控制器检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，并从所述第一压力传感器获取所述第一压力值，根据所述转向扭矩值和所述第一压力值确定对应的基础补充力矩，以及根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿。
所述控制器确定所述车辆满足无意识转向条件时，也会发出报警信号提示驾驶员注意。
所述控制器在确认所述反向补偿力矩超过第一预设值和/或所述转向扭矩值超过第二预设值和/或所述第一压力值超过标准补偿阈值时，以及车速为零或者为负数时，停止所述力矩补偿。所述第一预设值优选为1.5N.m；所述第二预设值优选为0.5N.m；所述标准补偿阈值根据车辆型号或者设计师的经验参数进行设定。
进一步的，本发明提供一种汽车，包括上述的电动助力转向系统的随速调控系统，这样设计，进一步地降低驾驶员在触摸屏界面时，无意识地对向转向盘施加转向扭矩，实现了转向扭矩地主动调节，保证行车安全。
为了实现上述目的，如图2所示，本发明提供一种电动助力转向系统的随速调控方法，包括以下步骤：
确认车辆满足无意识转向条件时，检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，以及当前车辆转向轮盘上的第一压力值；所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；
根据所述转向扭矩值和所述第一压力值，确定对应的基础补充力矩；
根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿。
具体地，根据一种实施方式，所述无意识转向条件包括一个判断条件：车辆启动状态下的车辆转向轮盘的转向角度和车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值；根据另一种实施方式，所述无意识转向条件包括以下两个判断条件，车辆中控台的操作信号；以及车辆启动状态下的车辆转向轮盘的转向角度和车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值。对于后一种实施方式，车辆中控台的操作信号的引入，是为了检测驾驶员无意识操作的准确性。
其中，所述车辆中控台的操作信号包括：触摸屏界面的输入信号和/或车辆中控台的按键信号。
具体的，对于上述一个判断条件的实施方式，满足无意识转向条件为：车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，也确定所述车辆满足无意识转向条件。
此外，对于上述两个判断条件的实施方式，满足无意识转向条件为：检测到触摸屏界面的输入信号和/或车辆中控台的按键信号，且车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零。在确定所述车辆满足无意识转向条件后，检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，以及当前车辆转向轮盘上的第一压力值；所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；所述转向阈值范围在±30°之内，其中包括端点值。这样的无意识转向条件判定条件，方便控制器直接获取判定信号，提高了判断的准确性和实时性。
具体的，所述车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值为：车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的底部轮缘区域的第三压力值；以及车辆转向轮盘水平中心线上的轮缘区域的第二压力值和第四压力值。
通过上述方法，满足车辆满足无意识转向条件时，根据所述转向扭矩值和所述第一压力值，确定对应的基础补充力矩，具体的，当M＞N1＞0时， N1为握力阈值，M为第一压力值；N1＝3牛顿,基础补偿力矩X＝-X1(X1为扭矩传感器测量力矩值)；当N1≥M时，基础补偿力矩X＝-X1*89％，X1为扭矩传感器测量力矩值。进一步的，根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿；具体的，当车速大于120km/h时，按基础补偿力矩X的100％进行补偿；当 120km/h＞车速≥100km/h时，按基础补偿力矩X的95％进行补偿；当 100km/h＞车速≥60km/h时，按要求基础补偿力矩X的90％进行补偿；当 60km/h＞车速≥30km/h时，按要求基础补偿力矩X的88％进行补偿；当30km/h＞车速＞0km/h时，按要求基础补偿力矩X 85％进行补偿。
进一步的，在得到力矩补偿后，控制器会根据力矩补偿降低对助力控制装置的补偿力矩的输出，从而助力控制装置补偿输出更符合车辆在无意识操作情况的力矩输出。
优选的，所述的随速调控方法，还包括以下步骤：
确认所述反向补偿力矩超过第一预设值和/或所述转向扭矩值超过第二预设值和/或所述第一压力值超过标准补偿阈值时，以及当控制器检测到车速为零或者为负数时，控制助力转向装置停止所述力矩补偿操作。第一预设值优选为1.5N.m；第二预设值优选为0.5N.m；所述标准补偿阈值根据车辆型号和/或设计师的经验参数进行设定。
本专利实施后，能够对由于驾驶员在触摸中控屏界面时无意识向转向轮盘施加扭矩进行主动调节，并且对于右手握转向轮盘的压力不同进行区别补偿；
具体的，车辆转向轮盘转向角在±30°之内、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，表示判断驾驶员右手脱开且非大角度转向；当所述第一压力值大于零时满足补偿开启条件。补偿开启后，电子助力转向系统 EPS接收触摸屏界面的输入信号，收到输入信号，扭矩传感器测量实时扭转值，系统根据第一压力值及车速，在保证电子助力转向系统EPS安全性能的前提下进行计算出和输出反向扭矩。这样的补偿过程对驾驶员驾驶过程中可能出现的风险进行主动安全控制，对于驾驶员的无意识操作进行提醒，以及提醒驾驶员注意安全；且本申请的随速调控系统确认所述反向补偿力矩超过第一预设值和/或所述转向扭矩值超过0.5N.m和/或所述第一压力值超过标准补偿阈值时，以及当控制器检测到车速为零或者为负数时，控制助力转向装置停止所述力矩补偿操作，这样的退出补偿机制，还对车辆的驾驶进行了自动保护。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
Claims (7)
1.一种电动助力转向系统的随速调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
确认车辆满足无意识转向条件时，检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，以及当前车辆转向轮盘上的第一压力值；所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；所述无意识转向条件包括：车辆启动状态下的车辆转向轮盘的转向角度和车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值，所述车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值包括：车辆转向轮盘转向角为零度时车辆转向轮盘竖直中心线上的底部轮缘区域的第三压力值，以及车辆转向轮盘水平中心线上的轮缘区域的第二压力值和第四压力值；若车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，确定所述车辆满足无意识转向条件；
根据所述转向扭矩值和所述第一压力值，确定对应的基础补充力矩；
根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿。
2.根据权利要求1所述的随速调控方法，其特征在于，还包括以下步骤：
确认所述反向补偿力矩超过第一预设值和/或所述转向扭矩值超过第二预设值和/或所述第一压力值超过标准补偿阈值时，停止所述力矩补偿。
3.根据权利要求1所述的随速调控方法，其特征在于，所述无意识转向条件还包括：
车辆中控台的操作信号。
4.根据权利要求3所述的随速调控方法，其特征在于，所述车辆中控台的操作信号包括：触摸屏界面的输入信号和/或车辆中控台的按键信号。
5.根据权利要求4所述的随速调控方法，其特征在于，若检测到触摸屏界面的输入信号和/或车辆中控台的按键信号，且车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，确定所述车辆满足无意识转向条件。
6.一种电动助力转向系统的随速调控系统，其特征在于，包括：
第一压力传感器，用于实时采集车辆转向轮盘上的第一压力值；所述第一压力值为车辆转向轮盘转向角为零度时，车辆转向轮盘竖直中心线上的顶部轮缘区域的测试压力值；
控制器，用于在确认车辆满足无意识转向条件时，检测当前车辆转向系统中的转向扭矩值，并从所述第一压力传感器获取所述第一压力值，根据所述转向扭矩值和所述第一压力值确定对应的基础补充力矩，以及根据当前车速所在的阈值范围和所述基础补充力矩，输出相应的反向补偿力矩对所述助力转向系统进行力矩补偿；所述无意识转向条件包括：车辆启动状态下的车辆转向轮盘的转向角度和车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值，所述车辆转向轮盘上不同轮缘区域的测试压力值包括：车辆转向轮盘转向角为零度时车辆转向轮盘竖直中心线上的底部轮缘区域的第三压力值，以及车辆转向轮盘水平中心线上的轮缘区域的第二压力值和第四压力值；若车辆转向轮盘转向角在转向阈值范围内、所述第一压力值大于零、所述第二压力值、第三压力值和第四压力值均为零，确定所述车辆满足无意识转向条件。
7.一种汽车，其特征在于，包括权利要求6所述的电动助力转向系统的随速调控系统。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 差速转向履带拖拉机液压操纵系统匹配研究;史金钟;《拖拉机与农用运输车》;20171215(第06期);全文 * |
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| Publication number | Publication date |
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| CN111942466A (zh) | 2020-11-17 |
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