一種汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種針對輪胎防滑鏈應(yīng)用的汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的控制方法，用于控制車輛安裝防滑鏈（俗稱雪鏈）后的輪胎最大轉(zhuǎn)角，所述方法包括：計算使輪胎在安裝防滑鏈的情況下與周邊子系統(tǒng)沒有運動干涉所對應(yīng)的輪胎最大轉(zhuǎn)角；以及在輪胎安裝防滑鏈的情況下，通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過所述輪胎最大轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)，以此來避免防滑鏈在汽車行駛過程中與周邊子系統(tǒng)的運動干涉。
【專利說明】 一種汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車控制【技術(shù)領(lǐng)域】，并且更具體地，涉及一種針對輪胎防滑鏈應(yīng)用的汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車防滑鏈，俗稱雪鏈，是防止汽車車輪行駛時打滑而使用的安全裝置。利用防滑鏈條特制的粗糙表面使汽車輪胎與路面的摩擦力增大，通常在雪地和泥濘路況下，可以起到保護輪胎，防止輪胎打滑，保證車輛正常行駛的作用。特別是冬天積雪路面上，能有效保證車輛的行駛平穩(wěn)和駕駛安全。
[0003]市場上常見的工業(yè)制成品中，汽車防滑鏈從材質(zhì)上來說通常分為聚氨酯橡膠、牛筋、鋼鐵材質(zhì)三種。就普通家用汽車使用的防滑鏈而言，目前鐵制防滑鏈因其對路面和輪胎的損害都很大，正在逐漸淡出市場。取而代之的是更加經(jīng)濟耐用且涉及更加人性化的橡膠和牛筋防滑鏈，因為其內(nèi)側(cè)緊貼輪胎表面，外側(cè)有鋼釘和特質(zhì)紋理，所以既不損傷輪胎也保證了防滑性能。
[0004]目前國家法規(guī)規(guī)定，車輛必須至少有一款輪胎可以裝配市場上常見的防滑鏈。由于防滑鏈的尺寸厚度通常都至少在12?20 _左右，因此主機廠在設(shè)計時需要對懸架擺臂、車身輪罩等零件進行大幅修改或凹陷設(shè)計，以避讓防滑鏈，但同時會降低零部件的剛度。傳統(tǒng)的機械限位方式可以有效地限制輪胎最大轉(zhuǎn)角，避免輪胎裝配防滑鏈后與其他零部件干涉，但卻需要增加額外的零部件，增加了成本并且顧客操作也較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述情況，本發(fā)明提供了一種針對輪胎防滑鏈應(yīng)用的汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的控制方法，所述方法包括:計算使輪胎在安裝防滑鏈的情況下與周邊子系統(tǒng)沒有運動干涉所對應(yīng)的輪胎最大轉(zhuǎn)角；以及在輪胎安裝防滑鏈的情況下，通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過所述輪胎最大轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)，以此來避免防滑鏈在汽車行駛過程中與周邊子系統(tǒng)的運動干涉。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過所述輪胎最大轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)包括:計算與所述輪胎最大轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向盤最大轉(zhuǎn)角；在檢測到方向盤被旋轉(zhuǎn)到所述方向盤最大轉(zhuǎn)角時，通過所述EPS控制程序使EPS電機關(guān)閉助力或施加反向助力來阻止方向盤轉(zhuǎn)角繼續(xù)增加。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過所述輪胎最大轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)包括:計算與所述輪胎最大轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向盤最大轉(zhuǎn)角；在檢測到方向盤被旋轉(zhuǎn)到所述方向盤最大轉(zhuǎn)角減去一個提前量的水平時，通過所述EPS控制程序使EPS電機關(guān)閉助力或施加反向助力來阻止方向盤轉(zhuǎn)角繼續(xù)增加，其中所述提前量根據(jù)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的響應(yīng)時間來設(shè)定。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述輪胎最大轉(zhuǎn)角為大約35度?40度。[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，計算所述輪胎最大轉(zhuǎn)角包括:為安裝防滑鏈后的輪胎建立數(shù)學模型；基于所述數(shù)學模型結(jié)合前懸架和電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運動模型來確定所述輪胎最大轉(zhuǎn)角。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括在車內(nèi)儀表板上向用戶提供按鍵以使用戶能夠通過操作按鍵向EPS控制程序通知輪胎安裝防滑鏈。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括在輪胎沒有安裝防滑鏈的情況下，通過EPS控制程序取消對輪胎轉(zhuǎn)角的所述限制。
[0012]本發(fā)明在不增加零部件重量、不給車輛使用者帶來復雜機械操作的情況下，通過電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的控制程序，來實現(xiàn)在特定工況下對輪胎最大轉(zhuǎn)角的限制，駕駛員只需要通過儀表面板上的簡單按鍵操作，就可以在汽車輪胎安裝防滑鏈的情況下，方便地實現(xiàn)對輪胎最大轉(zhuǎn)角的限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細描述。
[0014]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點更加明顯易懂，以下結(jié)合附圖和具體實施例進一步詳細描述本發(fā)明。需要說明的是，附圖中的各結(jié)構(gòu)只是示意性的而不是限定性的，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員最佳地理解本發(fā)明的原理，其不一定按比例繪制。
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的控制方法的流程圖。為了擺脫傳統(tǒng)的機械限位方式的諸多限制，本發(fā)明利用汽車的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS來實現(xiàn)輪胎防滑鏈與整車架構(gòu)的配合應(yīng)用。
[0017]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS,Electric Power Steering)是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS, Hydraulic Power Steering)相比，EPS系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，其省去了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動機上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護了環(huán)境。另外，EPS系統(tǒng)還具有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點。由于這些優(yōu)點，EPS系統(tǒng)目前已經(jīng)被應(yīng)用在幾乎所有的車輛上。在實踐中，EPS系統(tǒng)主要可以包括轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電動機、減速機構(gòu)和電子控制單元(ECU)等部件。
[0018]一般地，在應(yīng)用EPS系統(tǒng)的情況下，駕駛員在操縱方向盤進行轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)矩傳感器會檢測方向盤的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)矩的大小，并將相應(yīng)的電壓信號輸送到電子控制單元。可以在電子控制單元中運行EPS系統(tǒng)的控制程序，根據(jù)來自各傳感器的轉(zhuǎn)矩電壓信號、轉(zhuǎn)動方向和車速信號等向電動機控制器發(fā)出指令，使電動機輸出相應(yīng)大小和方向的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生輔助動力。汽車不轉(zhuǎn)向時，電子控制單元則不向電動機控制器發(fā)出指令，電動機不工作。
[0019]在圖1所示的方法中，為了避免防滑鏈在汽車行駛過程中與周邊子系統(tǒng)的運動干涉，首先計算使輪胎在安裝防滑鏈的情況下與周邊子系統(tǒng)沒有運動干涉所對應(yīng)的輪胎最大轉(zhuǎn)角δ 如步驟SlOl所示。在實踐中，輪胎最大轉(zhuǎn)角δ ^^可以在產(chǎn)品設(shè)計階段作為EPS系統(tǒng)標定的參數(shù)之一。
[0020]在本發(fā)明的一些實施例中，計算輪胎最大轉(zhuǎn)角δ 可以包括首先為安裝防滑鏈后的輪胎建立數(shù)學模型，進而在該數(shù)學模型的基礎(chǔ)上結(jié)合前懸架和電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運動模型來確定輪胎最大轉(zhuǎn)角，即防滑鏈與周邊零件不干涉時的最大輪胎轉(zhuǎn)角。通常，計算得到的輪胎最大轉(zhuǎn)角可以是大約35度~40度。
[0021]進一步地，在步驟S102中，EPS系統(tǒng)可以在為汽車轉(zhuǎn)向提供助力之前判斷輪胎是否是在安裝了防滑鏈的情況下運行。在本發(fā)明的一些實施例中，可以在車內(nèi)儀表板上向用戶提供按鍵以使用戶能夠通過操作按鍵向EPS系統(tǒng)的電子控制單元通知輪胎已安裝了防滑鏈。更具體地，可以在EPS系統(tǒng)的控制程序中設(shè)置防滑鏈模式。當車輛在冬季采用防滑鏈時，駕駛者可以通過車內(nèi)儀表板的操作按鍵快捷地將EPS系統(tǒng)切換為防滑鏈模式。該模式可以只在冬季使用防滑鏈時由駕駛員手動切換，因而不會影響平時正常駕駛時車輛的轉(zhuǎn)向靈活性。
[0022]如果處于該防滑鏈模式，EPS系統(tǒng)就可以確定輪胎正在安裝了防滑鏈的情況下運行。因此，在步驟S103中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在駕駛員控制方向盤進行轉(zhuǎn)向的過程中通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過如上計算得到的輪胎最大轉(zhuǎn)角δ輪胎的范圍內(nèi)，以此來避免防滑鏈在汽車行駛過程中與周邊子系統(tǒng)的運動干涉。
[0023]為了將方向盤轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過輪胎最大轉(zhuǎn)角δ 的范圍內(nèi)，EPS系統(tǒng)可以預先地計算與輪胎最大轉(zhuǎn)角S 對應(yīng)的方向盤最大轉(zhuǎn)角δ ，例如根據(jù)汽車的轉(zhuǎn)向比來計算，該轉(zhuǎn)向比通?？梢灾甘拒囕嗈D(zhuǎn)I度時，方向盤需要轉(zhuǎn)的角度。當EPS系統(tǒng)的傳感器檢測到方向盤轉(zhuǎn)角達到δ 的邊界值時，可以通過EPS控制程序指示電機立即關(guān)閉助力或施加反向助力，由此阻止駕駛員繼續(xù)增加方向盤轉(zhuǎn)角，進而達到限制輪胎最大轉(zhuǎn)角的目的。由于輪胎最大轉(zhuǎn)角被限制在防滑鏈與其他汽車零部件不干涉的范圍內(nèi)，因此只要輪胎轉(zhuǎn)角不超過該邊界值，防滑鏈就不會對車輪周圍的部件或系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
··[0024]在本發(fā)明的另一些實施例中，EPS系統(tǒng)的控制程序還可以被配置成在其中的傳感器檢測到方向盤被旋轉(zhuǎn)到方向盤最大轉(zhuǎn)角δ 減去一個提前量δ 的水平時，使EPS電機關(guān)閉助力或施加反向助力來阻止方向盤轉(zhuǎn)角繼續(xù)增加，其中S 可以根據(jù)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的響應(yīng)時間來設(shè)定。
[0025]在輪胎沒有安裝防滑鏈的情況下，可以通過EPS控制程序取消對輪胎轉(zhuǎn)角的限制，EPS系統(tǒng)可以按正常的輪胎轉(zhuǎn)角范圍為汽車提供助力，如步驟S104所示。
[0026]由此，在不增加零部件重量、不給車輛使用者帶來復雜機械操作的情況下，本發(fā)明所提供的控制方法使得駕駛員可以只需要通過儀表面板上的EPS模式按鍵，通過在電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的控制程序中增加的防滑鏈模式，由程序控制EPS電機施加反力，從而實現(xiàn)對安裝防滑鏈的輪胎的最大轉(zhuǎn)角的限制，避免了對輪胎周圍子系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)的改變。
[0027]以上列舉了若干具體實施例來詳細闡明本發(fā)明，這些個例僅供說明本發(fā)明的原理及其實施方式之用，而非對本發(fā)明的限制，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還可以做出各種變形和改進。因此所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇并為本發(fā)明的各項權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種針對輪胎防滑鏈應(yīng)用的汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的控制方法，其特征在于，所述方法包括: 計算使輪胎在安裝防滑鏈的情況下與周邊子系統(tǒng)沒有運動干涉所對應(yīng)的輪胎最大轉(zhuǎn)角；以及 在輪胎安裝防滑鏈的情況下，通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過所述輪胎最大轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)，以此來避免防滑鏈在汽車行駛過程中與周邊子系統(tǒng)的運動干涉。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過所述輪胎最大轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)包括:計算與所述輪胎最大轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向盤最大轉(zhuǎn)角；在檢測到方向盤被旋轉(zhuǎn)到所述方向盤最大轉(zhuǎn)角時，通過所述EPS控制程序使EPS電機關(guān)閉助力或施加反向助力來阻止方向盤轉(zhuǎn)角繼續(xù)增加。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過EPS控制程序?qū)⒎较虮P轉(zhuǎn)角限制在使輪胎不超過所述輪胎最大轉(zhuǎn)角的范圍內(nèi)包括:計算與所述輪胎最大轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向盤最大轉(zhuǎn)角；在檢測到方向盤被旋轉(zhuǎn)到所述方向盤最大轉(zhuǎn)角減去一個提前量的水平時，通過所述EPS控制程序使EPS電機關(guān)閉助力或施加反向助力來阻止方向盤轉(zhuǎn)角繼續(xù)增加，其中所述提前量根據(jù)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的響應(yīng)時間來設(shè)定。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，計算方向盤最大轉(zhuǎn)角包括根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向比來確定與所述輪胎最大轉(zhuǎn)角對應(yīng)的方向盤最大轉(zhuǎn)角。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎最大轉(zhuǎn)角為大約35度?40度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計算所述輪胎最大轉(zhuǎn)角包括:為安裝防滑鏈后的輪胎建立數(shù)學模型；基于所述數(shù)學模型結(jié)合前懸架和電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運動模型來確定所述輪胎最大轉(zhuǎn)角。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在車內(nèi)儀表板上向用戶提供按鍵以使用戶能夠通過操作按鍵向EPS控制程序通知輪胎安裝防滑鏈。
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在輪胎沒有安裝防滑鏈的情況下，通過向EPS控制程序取消對輪胎轉(zhuǎn)角的所述限制。
【文檔編號】B62D6/00GK103847787SQ201210498049
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】易斌, 劉飛, 朱俊, 翁輝, 裴亦辰, 古濤, 王鳳麗 申請人:上海汽車集團股份有限公司