一種方向盤歪斜校正系統及其控制方法
2023-05-18 08:22:36 1
一種方向盤歪斜校正系統及其控制方法
【專利摘要】本發明揭示了一種方向盤歪斜校正系統及其控制方法，它是一種全新校正車輛方向盤歪斜的方式，它直接通過轉向盤與轉向管柱聯接的執行裝置進行校正操作，使車輛直線行駛時方向盤處於正中狀態。利用整車上的傳感器（包括車輪上的側偏角傳感器、管柱上的轉向角傳感器）實時收集信號，根據信號判斷出車輛狀態（當檢測到車輛直線行駛，而方向盤不處於正中位置，非轉向，本系統即介入），計算出方向盤控制量，並發出執行指令，讓轉向電機進行糾正性轉向，達到維持直線行駛方向盤又處於正中的目的。
【專利說明】一種方向盤歪斜校正系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及能夠汽車轉向系統，尤其涉及一種能夠讓轉向電機進行糾正性操作，達到維持直線行駛，使方向盤處於正中狀態的校正系統及其校正方法。
【背景技術】
[0002]汽車直線行駛過程中，若發生「跑偏」會引發多種危險，一般汽車在平直的路面上行駛100m，最大的偏差也應控制在2m以內才算正常。若超出這個指標則可能因為跑偏容易引發多種危險，後果絕對不容忽視。
[0003]方向盤歪斜或方向盤不正，是跑偏的根源問題，指的是當車輛保持在平直的道路保持直線行駛時，方向盤不位於居中的位置，而是偏向一邊，方向盤不正主要是由於前束與方向盤未匹配好或前束的變化造成的，一般車輛「跑偏」都會伴隨有方向盤不正問題。「跑偏」雖不是那種立馬就能讓車拋錨的毛病，但長期駕駛跑偏的車輛還是存在諸多隱患的。跑偏輕則造成啃胎、輪胎報廢，重則引發爆胎、車輛失控等危險狀況的發生。據調查，對於普通的家庭轎車而言，在150km/h下發生爆胎後生還的概率還不到20%。
[0004]汽車跑偏、方向盤歪，大部分司機就會認為是該做四輪定位了，大家常規的調整方法是四輪定位調整，如果四輪定位調整完仍不能解決問題，基本上束手無策。其實，造成跑偏的原因很多，像左右輪軸距不對稱，軸偏角不合格，車架、車身車架安裝點不合格，懸掛系統設計有問題，懸架部分件的受傷、變形、移位，轉向系統有問題，路面傾斜、側向風等都可能會引起跑偏，四輪定位只是其中的一個原因，總之引發跑偏的原因很多，但四輪定位就像頭疼都按感冒治是一樣的道理，所有的跑偏現象也絕不是僅靠做個四輪定位就能解決的。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是實現一種避免車輛直行時方向盤不處在正中位置的方向盤歪斜校正系統和控制方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為:一種方向盤歪斜校正系統，系統的側偏角傳感器和轉向角傳感器將採集的側偏角和方向盤轉向信號輸送至整車E⑶，所述的整車ECU輸出轉向信號至轉向信號至轉向助力電機。
[0007]所述的整車ECU同時接收車速傳感器和橫擺角速度傳感器採集的信號。
[0008]所述的整車E⑶同時接收設置在車頭視頻攝像頭採集的地面交通標識信號。
[0009]所述的側偏角傳感器設置在在輪輞固定螺栓的間隙處。
[0010]一種方向盤歪斜校正系統的控制方法:
[0011]步驟1、系統啟動；
[0012]步驟2、側偏角傳感器和轉向角傳感器實時將採集的側偏角和方向盤轉向信號輸送至整車E⑶；
[0013]步驟3、整車ECU根據信號判斷，若無側偏角，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若存在側偏角，且存在方向盤轉向信號，貝1J判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若存在側偏角，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整；
[0014]步驟4、整車E⑶根據側偏角方向，控制轉向助力電機反向調整；
[0015]步驟5、直至無側偏角信號，完成一次方向調整；
[0016]步驟6、循環步驟2-5 ；
[0017]步驟7、系統關閉。
[0018]所述的步驟2，整車ECU實時接收橫擺角速度傳感器的信號，並在步驟3中增加執行方向調整的依據，若無橫擺角速度，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若存在橫擺角速度，且存在方向盤轉向信號，貝1J判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若存在橫擺角速度，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整。
[0019]所述的步驟2，整車E⑶實時接收車頭視頻攝像頭的地面交通標識信號，並在步驟3中增加執行方向調整的依據，若通過地面交通標識判斷車輛未偏離直行路線，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若通過地面交通標識判斷車輛已偏離直行路線，且存在方向盤轉向信號，則判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若通過地面交通標識判斷車輛已偏離直行路線，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整。
[0020]所述的步驟2，整車E⑶實時接車速傳感器信號，當車速介於上、下限閥值之間時，啟動系統，當車速介於上、下限閥值之外時，關閉系統。
[0021]所述的系統啟動和系統關閉可以分別由點火和熄火信號控制，或者由設置在中控的系統啟閉開關控制，並且當系統行方向調整時發出警示。
[0022]當整車ECU通過轉向角傳感器採集到方向盤轉向信號時，系統不執行方向調整或者停止執行方向調整。
[0023]本發明是一種全新校正車輛方向盤歪斜的方式，它直接通過轉向盤與轉向管柱聯接的執行裝置進行校正操作，使車輛直線行駛時方向盤處於正中狀態。利用整車上的傳感器(包括車輪上的側偏角傳感器、管柱上的轉向角傳感器)實時收集信號，根據信號判斷出車輛狀態(當檢測到車輛直線行駛，而方向盤不處於正中位置，非轉向，本系統即介入)，計算出方向盤控制量，並發出執行指令，讓轉向電機進行糾正性轉向，達到維持直線行駛方向盤又處於正中的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下面對本發明說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0025]圖1為方向盤歪斜校正系統框圖；
[0026]圖2為方向盤歪斜校正系統控制流程圖；
【具體實施方式】
[0027]引起車輛跑偏的原因然有很多，但總體都會反映到車輪上，車輪是唯一與地面接觸，使車輛行駛的零部件；當以上引起車輛跑偏的原因存在時，就會弓I起側向力，當左右側輪胎所受的側向力不對稱，無法相互抵消時，就會引起車輛跑偏；當車輪上存在側向力時就會引起車輪的一個參數發生變化，那就是側偏角。
[0028]汽車在行駛過程中，由於路面、側向風、曲線行駛及車輛自身原因產生離心力的作用，車輪中心沿車軸方向產生一個側向力F。因為車輪是有彈性的，所以，在側向力F未達到車輪與地面間的最大摩擦力時，側向力F使輪胎產生變形，使車輪傾斜，導致車輪行駛方向偏離預定的行駛路線。這種現象，就稱為汽車輪胎的側偏現象。汽車輪胎的中心線，在側向力F的作用下，與車輪平面錯開了一定距離，而且有一個傾斜角，這個傾斜角，就叫做汽車輪胎的側偏角。
[0029]參見圖1可知，方向盤歪斜校正系統主要包括側偏角傳感器、轉向角傳感器、整車E⑶和轉向助力電機，側偏角傳感器、轉向角傳感器將採集的信號輸送至整車E⑶，整車ECU通過信號判斷是否需要調整方向，輸出信號至轉向助力電機執行轉向工作。其中側偏角傳感器通常設置在在輪輞固定螺栓的間隙處。
[0030]此外車輛還接收車速傳感器和橫擺角速度傳感器採集的信號，以及設置在車頭視頻攝像頭採集的地面交通標識信號，用作輔助判斷工作。
[0031]如圖2所示，利用上述系統，方向盤歪斜校正系統的控制方法如下:
[0032]步驟1、系統啟動；
[0033]步驟2、側偏角傳感器和轉向角傳感器實時將採集的側偏角和方向盤轉向信號輸送至整車E⑶；
[0034]步驟3、整車ECU根據信號判斷，若無側偏角，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若存在側偏角，且存在方向盤轉向信號，貝1J判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若存在側偏角，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整；
[0035]步驟4、整車E⑶根據側偏角方向，控制轉向助力電機反向調整；
[0036]步驟5、直至無側偏角信號,完成一次方向調整；
[0037]步驟6、循環步驟2-5 ；
[0038]步驟7、系統關閉。
[0039]為提高系統穩定性和可靠性，上述步驟2中，整車ECU實時接收橫擺角速度傳感器的信號，並在步驟3中增加執行方向調整的依據，若無橫擺角速度，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若存在橫擺角速度，且存在方向盤轉向信號，貝Ij判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若存在橫擺角速度，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整。
[0040]還可以通過車頭視頻攝像頭輔助判斷，即步驟2中，整車E⑶實時接收車頭視頻攝像頭的地面交通標識信號，並在步驟3中增加執行方向調整的依據，若通過地面交通標識判斷車輛未偏離直行路線，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若通過地面交通標識判斷車輛已偏離直行路線，且存在方向盤轉向信號，則判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若通過地面交通標識判斷車輛已偏離直行路線，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整。
[0041]作為系統的啟閉條件系統啟動和系統關閉可以分別由點火和熄火信號控制，或者由設置在中控的系統啟閉開關控制，同時整車ECU實時接車速傳感器信號，當車速介於上、下限閥值之間時(上、下限閥值可以根據需要預設，利用30-80公裡/小時)，啟動系統，當車速介於上、下限閥值之外時，關閉系統。低速時通常不需要介入，而在高速時，系統介入可能會存在誤判的風險，則利用速度來合理控制系統啟閉。
[0042]同時當步驟3中系統行方向調整時發出警示，用以提醒駕駛員注意，提高行駛安全系統。當整車ECU通過轉向角傳感器採集到方向盤轉向信號時，系統不執行方向調整或者停止執行方向調整。即人為介入時，系統不工作，這樣可以避免系統誤判而造成的危險。
[0043]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種方向盤歪斜校正系統，其特徵在於:系統的側偏角傳感器和轉向角傳感器將米集的側偏角和方向盤轉向信號輸送至整車E⑶，所述的整車E⑶輸出轉向信號至轉向信號至轉向助力電機。
2.根據權利要求1所述的方向盤歪斜校正系統，其特徵在於:所述的整車ECU同時接收車速傳感器和橫擺角速度傳感器採集的信號。
3.根據權利要求1或2所述的方向盤歪斜校正系統，其特徵在於:所述的整車ECU同時接收設置在車頭視頻攝像頭採集的地面交通標識信號。
4.根據權利要3所述的方向盤歪斜校正系統，其特徵在於:所述的側偏角傳感器設置在在輪輞固定螺栓的間隙處。
5.一種方向盤歪斜校正系統的控制方法，其特徵在於: 步驟1、系統啟動； 步驟2、側偏角傳感器和轉向角傳感器實時將採集的側偏角和方向盤轉向信號輸送至整車ECU ; 步驟3、整車ECU根據信號判斷，若無側偏角，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若存在側偏角，且存在方向盤轉向信號，貝1J判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若存在側偏角，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整； 步驟4、整車ECU根據側偏角方向，控制轉向助力電機反向調整； 步驟5、直至無側偏角信號，完成一次方向調整； 步驟6、循環步驟2-5 ； 步驟7、系統關閉。
6.根據權利要求5所述的方向盤歪斜校正系統的控制方法，其特徵在於:所述的步驟2，整車ECU實時接收橫擺角速度傳感器的信號，並在步驟3中增加執行方向調整的依據，若無橫擺角速度，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若存在橫擺角速度，且存在方向盤轉向信號，則判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若存在橫擺角速度，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整。
7.根據權利要求5或6所述的方向盤歪斜校正系統的控制方法，其特徵在於:所述的步驟2，整車ECU實時接收車頭視頻攝像頭的地面交通標識信號，並在步驟3中增加執行方向調整的依據，若通過地面交通標識判斷車輛未偏離直行路線，則判定為車輛直行且方向盤，系統不執行方向調整；若通過地面交通標識判斷車輛已偏離直行路線，且存在方向盤轉向信號，則判定為車輛為正常轉向，系統不執行方向調整；若通過地面交通標識判斷車輛已偏離直行路線，且無方向盤轉向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統執行方向調整。
8.根據權利要求7所述的方向盤歪斜校正系統的控制方法，其特徵在於:所述的步驟2，整車ECU實時接車速傳感器信號，當車速介於上、下限閥值之間時，啟動系統，當車速介於上、下限閥值之外時，關閉系統。
9.根據權利要求7所述的方向盤歪斜校正系統的控制方法，其特徵在於:所述的系統啟動和系統關閉可以分別由點火和熄火信號控制，或者由設置在中控的系統啟閉開關控制，並且當系統行方向調整時發出警示。
10.根據權利要求8或9所述的方向盤歪斜校正系統的控制方法，其特徵在於:當整車ECU通過轉向角 傳感器採集到方向盤轉向信號時，系統不執行方向調整或者停止執行方向調整。
【文檔編號】B62D137/00GK103879446SQ201410126193
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】謝文鋒, 朱林莉, 劉慧建, 高家兵 申請人:奇瑞汽車股份有限公司