[发明专利]一种自适应转向系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车零部件领域，特别是涉及一种自适应转向系统及其控制方法。

背景技术

在作为已知技术的申请号为200510030562.1的发明专利申请中，公开了一种融合主动转向功能的电动助力转向系统，它主要的结构是：电子控制单元对转向盘力矩传感器、车速传感器、转向盘角度传感器、横摆角速度传感器输入进行处理，通过在控制系统中实施鲁棒稳定控制模块，最终控制永磁直流电机实施主动转向，通过这个技术我们可以实现车辆更佳的操作稳定性能，但是它的缺点是不能从根本上实现主动转向的功能，不能完全满足驾驶者的意愿，而只是接近主动转向的功能。

发明内容

本发明的目的是以现有的EPS(电动助力转向)系统为基础，在此构建具有主动转向功能的转向系统策略框架，提供有效的设计思路和方法，本发明的改进点在于主要通过各种全新的技术的整合来建立一套具有自适应功能的转向系统。通过各种高科技元素的综合运用，实现真正意义的主动转向：同时具有不需要人进行操作的自动转向模式和较普通电动助力转向更具备更佳操纵性能的手动转向模式，完全建立于更加可靠的无极可变角传动比的机械装置，转向ECU(电子控制单元)通过来自摄像头的影像处理、GPS及位置传感器等信息的输入来判断路况信息制定行走路线，同时对转向盘实施相应动作，实现自动转向及泊车功能。

它的结构是在普通电动转向装置的基础上，增加了一种可变角传动比的装置，同时改进了普通ECU，进而由转向控制中央ECU进行控制。转向控制中央ECU对来自CAN总线的车速、横摆角速度信号进行处理后，就会对该机构发出指令，从而实现转向角传动比的无级变化，来满足转向路感和转向操作手力的最佳需求。无极可变转向传动比装置一般布置在转向管柱与转向器之间，它包括一种智能变速机构，变速动作装置。该无极角传动比变化机构同时兼顾了不同速度和不同横摆角速度下的转向路感要求，比如：低速时高传动比和低方向盘力矩可满足更佳的低速转向便捷性，高速时低传动比和高转向盘力矩满足更佳的高速操纵稳定性。

实现本发明的具体的技术方案如下。

一种自适应转向系统，包括：转向控制中央ECU、EPS执行装置、可变传动比执行装置、转向盘力矩传感器、车速传感器以及方向盘角度传感器，转向控制中央ECU通过CAN总线接收扭矩信号、转矩横摆角速度信号、方向盘转角信号和车速信号，进行计算，确定转向力和角传动比R。当车速V小于最低设定车速Vmin时，则按照最小转向角传动比Rmin执行，当车速V大于最高设定车速Vmax时，按照最大转向角传动比Rmax执行，当车速V在最低设定车速Vmin和最高设定车速Vmax之间时，按照转向控制中央ECU计算出的角传动比R执行。

进一步，自适应转向系统还包括横摆角速度传感器、摄像头、GPS以及位置传感器，通过CAN总线接收档位信号、影像处理信号、位置信号和GPS处理信号，进行处理，用于启动自动转向功能。

本发明还公开了自适应转向控制方法。

通过本发明提供的技术我们可以实现：

a，手动转向模式，拓宽了转向系统的控制范围，提升低速转向舒适性和高速转向稳定性，并能随时修正转向力的感觉，使之更加符合特定用户的使用习惯和驾驶意愿，在低速和原地行驶时，根据车速和横摆角速度的输入，转向中央控制ECU进行计算后将得到最佳的方向盘转动圈数和助力水平，以做到最便捷的转向操作，在低于某一特定车速时，转向角传动比将恒定不变的保持此最大值；在高速行驶时，转向控制中央ECU将选择另一个角传动比，同时会对电机提供的助力进行控制，方向盘将更重、转动圈数也更多，这样就能得到更加稳定的高速行驶性能，当速度达到一定程度时，转向力将保持恒定，且转向角传动比也将达到一个恒定的最小值。

b，自动转向模式：在低速行驶时，为了缓解四肢的疲劳，可切换到自动模式，通过自动转向功能实现实时转向。

c.在泊车时，切换到自动模式，通过对雷达信号以及倒车影像信号的处理，转向控制中央ECU将通过对助力电机的智能控制能实现方向盘自动转向，从而实现精确的泊车而省去人工转向操作。

附图说明

图1：自适应转向系统的基本组成图；

图2：无极可变传动比执行装置的组成和简易工作原理图；

图3：转向角传动比R随车速、横摆角速度的变化曲线；

图4：智能自动转向的组成要素和简易工作原理图。

附图标记说明：

1—方向盘；

2—转向传动装置；

3—机械转向执行装置；