EPS助力模式切换及其控制方法

0 引言 现 代 汽车 普 遍配 置电 动 助 力 转 向 系 统 （EPS)或液压 转 向 系 统 （HPS) 二者相比，E P S 转向系统具有节能、环 保 、良好的驾驶性能(原地转向轻盈，方向盘手力随车速增 加 ）等优 点，正在逐渐取代传统液压转向系统，当前新上市 车 型 把 E P S作 为 标准 配 置 已 经 占 比 8 5 % 以上。E P S助力 性能应满足以下二个基本要求：一方面是能够在低速时提 供大助力以转向轻便性为主要目标；另一方面在车辆中高 速 行 驶 时 ，应提供小助力或者根本不提供助力，以行驶稳 定和安全性为主要目标[|]。E P S助力曲线从传统的直线型 发展 到折线形，最 终到曲线 型；控制逻辑也分写加入了车 速 、车重、回正、阻尼等控制参数P、3、4、5!。 目前在售车辆上配置的EPS绝大多数只提供一种转 向力，而广大驾驶员的转向力的需求却存在较大差异。在驾 驶同一辆车时，女性驾驶员普遍希望车辆转向力轻一些，然 而男性客户驾驶时，若手上转向力太小，他们会觉得车辆操 纵稳定性差，驾驶信心不足。 因此单一的E P S转向力已无 法满足广大客户的需求，需 要 E P S支持助力模式可选，由 驾驶员根据需求自主选择转向助力式来解决此问题。 本田公司曾提供了一种电动动力转向装置，控制装置 在 切 换 控 制 模 式 时 ，从 基 于 与 以 前 的 控 制 模 式 对 应 的 映 射 的控制值，向基于与新的控制模式对应的映射的控制值逐 渐转移[7]。奇瑞汽车提出了一种在转向管柱上增加可变传 动 比 机 构 来 改 变 角 传 动 比 的 方 法 ，来 实 现 原 地 、中 速 、高速 转 向 力 的 改 变 。当 进 行 转 向 操 作 时 ，转 向 控 制 中 央 E C U 从 CAN总线上提取横摆角速度信号、方向盘转角信号和车 速 信 号 进 行 计 算 ，确 定 角 传 动 比 [8]。现代起亚提 出 了 一 种 转 向 系 统 及 其 控 制 方 法 ，所 述 转 向 系 统 包 括 ：运 动 模 式 选 择 / 释 放 开 关 、转 向 控 制 部 分 ，转 向 控 制 部 分 响 应 于 来 自 运 动 模式选择/释放开关的信号而改变存储在转向模式映射表 中的转向模式[9]。 本பைடு நூலகம்文 提 出了 一种 E P S 转向助力模式通过中控大屏的 切 换及其控制方法，并对助力模式切换的总体方案、控制 策 略 、安 全 策 略 及 整 车 标 定 测 试 进 行 了 全 面 介 绍 ，并在凯 翼 X3 实车上进行了 EPS三种模式调教和主客观评价测 试。实现了不同驾驶员在同一辆凯翼X3 自主选择转向助 力 模 式，满足不同驾驶员在驾驶整车时的转向力需求。
图 1 助力模式切换系统原理图 中控信息娱乐系统交互界面示意图如图2 所 示 ，界面 中 设 置 了 三 个 控 件 ：舒 适 、经 济 、运 动 。具体 助 力 模 式 驾 驶 员选择任意一个助力模块（默 认 为 经 济 ）后信息娱乐系统 发出对应的模式切 换指令，E P S发出当 前模 式状 态 信息 ， 娱乐系统根据EPS发出的信息进行对应模式标示显示。
1 E P S 助力模式切换方案 E P S 转向助力模式切换输入方式一般有两种：物理按 键和虚拟按键。物理按键通过一个按键进行助力模式切换 循环控制或多个按键分别控制，本文中介绍的助力模式切 换通过虚拟按键进行控制。E P S助力模式切换系统原理图 如 图 1 所示。凯 翼 X3E P S助力模式切换方案为：在 EPS控 制器中集成转向助力模式判别和执行模块，在中控信息娱 乐系统中开发助力模式切换人机交互界面，E P S 系统和中 控 信 息 娱 乐 系 统 之 间 采 用 C A N 网 络 进 行 通 讯 ，驾驶员在 中控大屏上按照个人需求进行转向助力模式切换。中控信 息娱乐系统界面中设置助力模式切换控件，当驾驶员选中 某 一 模 式 ，中 控 娱 乐 系 统 发 出 模 式 切 换 指 令 至 C A N 网 络 ， E P S接收到模式切换指令，综合判断整车状态后切换ECU 内 部 助 力 参 数 ，给 驾 驶 员 提 供 对 应 模 式 的 转 向 助 力 ，同时 E P S发出切换成功信息至CAN网络，中控信息娱乐系统 接 收 E P S信 息 后 ，在界面中显 示对应E P S 转向助力模式 执行标识和切换成功字样3 秒钟。
舒适 转向力轻盈。适用于喜好方向盘力较小
轻
和女性客户。
相 同 工况下E P S 提供的助力相对适中，
2
经济 转 向 力适中。 满足一般用户的日常驾驶
中
需 求 ，该 模 式 为 默 认 模 式 。
相 同 工况下E P S 提供的助力相对较小，
作者简介：郭廷（1979-),男，硕士，工程师，现就职于奇瑞商用车 (安徽）有限公司工程研究院，从事转向系统技术开发 工作。
图 2 中控信息娱乐系统人机交互界面
Internal Combustion Engine & Parts
表 1 转向助力模式定义
序号 助力模式
助力模式定义
方向盘力
相 同 工况下E P S 提供的助力相对较大，
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内燃机与配件
E P S 助力模式切换及其控制方法
; 郭 廷 黄 巨 成 ；卜万里;张海源
(奇 瑞 商 用 车 （安 徽 ）有 限 公 司 商 用 车 研 究 院 ，芜 湖 241009 )
摘要:通 过 在 车 载 娱 乐 信 息 系 统 人 机 交 互 模 块 增 加 E P S 助 力 模 式 切 换 控 制 子 模 块 和 E P S 控 制 器 中 预 置 三 种 助 力 特 性 曲 线 ，实现
了 驾 驶 员 在 三 种 不 同 模 式 的 驾 驶 力 切 换 功 能 ，满 足 不 同 驾 车 人 群 的 驾 驶 感 觉 。 同 时 为 了 驾 驶 安 全 考 虑 ，增 加 了 安 全 控 制 模 块 ，避免驾
驶员随意切换助力模式导致的安全事故。
关键词：E P S ; 多 助 力 模 式 ;切 换