一種方向盤歪斜校正系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種方向盤歪斜校正系統(tǒng)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(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向管柱聯(lián)接的執(zhí)行裝置進行校正操作，使車輛直線行駛時方向盤處于正中狀態(tài)。利用整車上的傳感器（包括車輪上的側(cè)偏角傳感器、管柱上的轉(zhuǎn)向角傳感器）實時收集信號，根據(jù)信號判斷出車輛狀態(tài)（當檢測到車輛直線行駛，而方向盤不處于正中位置，非轉(zhuǎn)向，本系統(tǒng)即介入），計算出方向盤控制量，并發(fā)出執(zhí)行指令，讓轉(zhuǎn)向電機進行糾正性轉(zhuǎn)向，達到維持直線行駛方向盤又處于正中的目的。
【專利說明】一種方向盤歪斜校正系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其涉及一種能夠讓轉(zhuǎn)向電機進行糾正性操作，達到維持直線行駛，使方向盤處于正中狀態(tài)的校正系統(tǒng)及其校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車直線行駛過程中，若發(fā)生“跑偏”會引發(fā)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(yīng)控制在2m以內(nèi)才算正常。若超出這個指標則可能因為跑偏容易引發(fā)多種危險，后果絕對不容忽視。
[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，方向盤不位于居中的位置，而是偏向一邊，方向盤不正主要是由于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?！芭芷彪m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(fā)爆胎、車輛失控等危險狀況的發(fā)生。據(jù)調(diào)查，對于普通的家庭轎車而言，在150km/h下發(fā)生爆胎后生還的概率還不到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(guī)的調(diào)整方法是四輪定位調(diào)整，如果四輪定位調(diào)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(tǒng)設(shè)計有問題，懸架部分件的受傷、變形、移位，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有問題，路面傾斜、側(cè)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(fā)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(xiàn)象也絕不是僅靠做個四輪定位就能解決的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)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(tǒng)和控制方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種方向盤歪斜校正系統(tǒng)，系統(tǒng)的側(cè)偏角傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器將采集的側(cè)偏角和方向盤轉(zhuǎn)向信號輸送至整車E⑶，所述的整車ECU輸出轉(zhuǎn)向信號至轉(zhuǎn)向信號至轉(zhuǎn)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采集的信號。
[0008]所述的整車E⑶同時接收設(shè)置在車頭視頻攝像頭采集的地面交通標識信號。
[0009]所述的側(cè)偏角傳感器設(shè)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(tǒng)的控制方法:
[0011]步驟1、系統(tǒng)啟動；
[0012]步驟2、側(cè)偏角傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器實時將采集的側(cè)偏角和方向盤轉(zhuǎn)向信號輸送至整車E⑶；
[0013]步驟3、整車ECU根據(jù)信號判斷，若無側(cè)偏角，則判定為車輛直行且方向盤，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在側(cè)偏角，且存在方向盤轉(zhuǎn)向信號，貝1J判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在側(cè)偏角，且無方向盤轉(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)整；
[0014]步驟4、整車E⑶根據(jù)側(cè)偏角方向，控制轉(zhuǎn)向助力電機反向調(diào)整；
[0015]步驟5、直至無側(cè)偏角信號，完成一次方向調(diào)整；
[0016]步驟6、循環(huán)步驟2-5 ；
[0017]步驟7、系統(tǒng)關(guān)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，并在步驟3中增加執(zhí)行方向調(diào)整的依據(jù)，若無橫擺角速度，則判定為車輛直行且方向盤，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在橫擺角速度，且存在方向盤轉(zhuǎn)向信號，貝1J判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在橫擺角速度，且無方向盤轉(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)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，并在步驟3中增加執(zhí)行方向調(diào)整的依據(jù)，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(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)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(zhuǎn)向信號，則判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)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(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)整。
[0020]所述的步驟2，整車E⑶實時接車速傳感器信號，當車速介于上、下限閥值之間時，啟動系統(tǒng)，當車速介于上、下限閥值之外時，關(guān)閉系統(tǒng)。
[0021]所述的系統(tǒng)啟動和系統(tǒng)關(guān)閉可以分別由點火和熄火信號控制，或者由設(shè)置在中控的系統(tǒng)啟閉開關(guān)控制，并且當系統(tǒng)行方向調(diào)整時發(fā)出警示。
[0022]當整車ECU通過轉(zhuǎn)向角傳感器采集到方向盤轉(zhuǎn)向信號時，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整或者停止執(zhí)行方向調(diào)整。
[0023]本發(fā)明是一種全新校正車輛方向盤歪斜的方式，它直接通過轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向管柱聯(lián)接的執(zhí)行裝置進行校正操作，使車輛直線行駛時方向盤處于正中狀態(tài)。利用整車上的傳感器(包括車輪上的側(cè)偏角傳感器、管柱上的轉(zhuǎn)向角傳感器)實時收集信號，根據(jù)信號判斷出車輛狀態(tài)(當檢測到車輛直線行駛，而方向盤不處于正中位置，非轉(zhuǎn)向，本系統(tǒng)即介入)，計算出方向盤控制量，并發(fā)出執(zhí)行指令，讓轉(zhuǎn)向電機進行糾正性轉(zhuǎn)向，達到維持直線行駛方向盤又處于正中的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達的內(nèi)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(tǒng)框圖；
[0026]圖2為方向盤歪斜校正系統(tǒng)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(cè)向力，當左右側(cè)輪胎所受的側(cè)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(cè)向力時就會引起車輪的一個參數(shù)發(fā)生變化，那就是側(cè)偏角。
[0028]汽車在行駛過程中，由于路面、側(cè)向風、曲線行駛及車輛自身原因產(chǎn)生離心力的作用，車輪中心沿車軸方向產(chǎn)生一個側(cè)向力F。因為車輪是有彈性的，所以，在側(cè)向力F未達到車輪與地面間的最大摩擦力時，側(cè)向力F使輪胎產(chǎn)生變形，使車輪傾斜，導(dǎo)致車輪行駛方向偏離預(yù)定的行駛路線。這種現(xiàn)象，就稱為汽車輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象。汽車輪胎的中心線，在側(cè)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(cè)偏角。
[0029]參見圖1可知，方向盤歪斜校正系統(tǒng)主要包括側(cè)偏角傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、整車E⑶和轉(zhuǎn)向助力電機，側(cè)偏角傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器將采集的信號輸送至整車E⑶，整車ECU通過信號判斷是否需要調(diào)整方向，輸出信號至轉(zhuǎn)向助力電機執(zhí)行轉(zhuǎn)向工作。其中側(cè)偏角傳感器通常設(shè)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采集的信號，以及設(shè)置在車頭視頻攝像頭采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(tǒng)，方向盤歪斜校正系統(tǒng)的控制方法如下:
[0032]步驟1、系統(tǒng)啟動；
[0033]步驟2、側(cè)偏角傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器實時將采集的側(cè)偏角和方向盤轉(zhuǎn)向信號輸送至整車E⑶；
[0034]步驟3、整車ECU根據(jù)信號判斷，若無側(cè)偏角，則判定為車輛直行且方向盤，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在側(cè)偏角，且存在方向盤轉(zhuǎn)向信號，貝1J判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在側(cè)偏角，且無方向盤轉(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)整；
[0035]步驟4、整車E⑶根據(jù)側(cè)偏角方向，控制轉(zhuǎn)向助力電機反向調(diào)整；
[0036]步驟5、直至無側(cè)偏角信號,完成一次方向調(diào)整；
[0037]步驟6、循環(huán)步驟2-5 ；
[0038]步驟7、系統(tǒng)關(guān)閉。
[0039]為提高系統(tǒng)穩(wěn)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，并在步驟3中增加執(zhí)行方向調(diào)整的依據(jù)，若無橫擺角速度，則判定為車輛直行且方向盤，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在橫擺角速度，且存在方向盤轉(zhuǎn)向信號，貝Ij判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在橫擺角速度，且無方向盤轉(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)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，并在步驟3中增加執(zhí)行方向調(diào)整的依據(jù)，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(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)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(zhuǎn)向信號，則判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)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(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)整。
[0041]作為系統(tǒng)的啟閉條件系統(tǒng)啟動和系統(tǒng)關(guān)閉可以分別由點火和熄火信號控制，或者由設(shè)置在中控的系統(tǒng)啟閉開關(guān)控制，同時整車ECU實時接車速傳感器信號，當車速介于上、下限閥值之間時(上、下限閥值可以根據(jù)需要預(yù)設(shè)，利用30-80公里/小時)，啟動系統(tǒng)，當車速介于上、下限閥值之外時，關(guān)閉系統(tǒng)。低速時通常不需要介入，而在高速時，系統(tǒng)介入可能會存在誤判的風險，則利用速度來合理控制系統(tǒng)啟閉。
[0042]同時當步驟3中系統(tǒng)行方向調(diào)整時發(fā)出警示，用以提醒駕駛員注意，提高行駛安全系統(tǒng)。當整車ECU通過轉(zhuǎn)向角傳感器采集到方向盤轉(zhuǎn)向信號時，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整或者停止執(zhí)行方向調(diào)整。即人為介入時，系統(tǒng)不工作，這樣可以避免系統(tǒng)誤判而造成的危險。
[0043]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方向盤歪斜校正系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)的側(cè)偏角傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器將米集的側(cè)偏角和方向盤轉(zhuǎn)向信號輸送至整車E⑶，所述的整車E⑶輸出轉(zhuǎn)向信號至轉(zhuǎn)向信號至轉(zhuǎn)向助力電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)，其特征在于:所述的整車ECU同時接收車速傳感器和橫擺角速度傳感器采集的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)，其特征在于:所述的整車ECU同時接收設(shè)置在車頭視頻攝像頭采集的地面交通標識信號。
4.根據(jù)權(quán)利要3所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)，其特征在于:所述的側(cè)偏角傳感器設(shè)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(tǒng)的控制方法，其特征在于: 步驟1、系統(tǒng)啟動； 步驟2、側(cè)偏角傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器實時將采集的側(cè)偏角和方向盤轉(zhuǎn)向信號輸送至整車ECU ; 步驟3、整車ECU根據(jù)信號判斷，若無側(cè)偏角，則判定為車輛直行且方向盤，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在側(cè)偏角，且存在方向盤轉(zhuǎn)向信號，貝1J判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在側(cè)偏角，且無方向盤轉(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)整； 步驟4、整車ECU根據(jù)側(cè)偏角方向，控制轉(zhuǎn)向助力電機反向調(diào)整； 步驟5、直至無側(cè)偏角信號，完成一次方向調(diào)整； 步驟6、循環(huán)步驟2-5 ； 步驟7、系統(tǒng)關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述的步驟2，整車ECU實時接收橫擺角速度傳感器的信號，并在步驟3中增加執(zhí)行方向調(diào)整的依據(jù)，若無橫擺角速度，則判定為車輛直行且方向盤，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在橫擺角速度，且存在方向盤轉(zhuǎn)向信號，則判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整；若存在橫擺角速度，且無方向盤轉(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)的控制方法，其特征在于: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，并在步驟3中增加執(zhí)行方向調(diào)整的依據(jù)，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(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)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(zhuǎn)向信號，則判定為車輛為正常轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)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(zhuǎn)向信號，則判斷為車輛直行且方向盤不正，系統(tǒng)執(zhí)行方向調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述的步驟2，整車ECU實時接車速傳感器信號，當車速介于上、下限閥值之間時，啟動系統(tǒng)，當車速介于上、下限閥值之外時，關(guān)閉系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述的系統(tǒng)啟動和系統(tǒng)關(guān)閉可以分別由點火和熄火信號控制，或者由設(shè)置在中控的系統(tǒng)啟閉開關(guān)控制，并且當系統(tǒng)行方向調(diào)整時發(fā)出警示。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方向盤歪斜校正系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:當整車ECU通過轉(zhuǎn)向角 傳感器采集到方向盤轉(zhuǎn)向信號時，系統(tǒng)不執(zhí)行方向調(diào)整或者停止執(zhí)行方向調(diào)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(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)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