本發(fā)明涉及一種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及控制方法，特別涉及一種個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)是在傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝了方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、電子控制單元、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及其減速機(jī)構(gòu)。其中傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要包括方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向輪；方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器安裝于轉(zhuǎn)向軸上用以檢測(cè)駕駛員作用于方向盤(pán)的操縱力矩；助力電機(jī)可安裝在轉(zhuǎn)向軸或轉(zhuǎn)向器上，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩；方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器信號(hào)與車(chē)速傳感器信號(hào)輸入到電子控制單元的基本控制助力模塊，計(jì)算出相應(yīng)的助力力矩，作為助力電機(jī)輸出的目標(biāo)力矩指令。

EPS系統(tǒng)輸出的助力力矩的大小與駕駛員作用于方向盤(pán)上的操縱力矩相關(guān)，其關(guān)系通過(guò)助力特性曲線決定。傳統(tǒng)的EPS系統(tǒng)僅僅采用一種助力特性曲線－直線型、折線型或曲線型。雖然任何一種助力特性曲線都可以實(shí)現(xiàn)EPS系統(tǒng)的主要功能－在各種行駛工況下提供最佳動(dòng)力、減少能源消耗、改善汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性、提高汽車(chē)的主動(dòng)安全性，但是目前的助力特性曲線并不能根據(jù)駕駛?cè)说牟煌{駛特性進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，即車(chē)上的EPS系統(tǒng)只是針對(duì)大多數(shù)人，其助力特性曲線不能完全滿足個(gè)人的需求，與汽車(chē)的智能化理念不符合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的EPS系統(tǒng)存在的智能化程度較低，不能滿足個(gè)性化需求的問(wèn)題而提供的一種個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及控制方法。

本發(fā)明提供的個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括有方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、電子控制單元、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、手力傳感器和性別選擇開(kāi)關(guān)，其中方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器裝配在方向盤(pán)下部的轉(zhuǎn)向軸上，以檢測(cè)駕駛員作用于方向盤(pán)上的操縱力矩，包括力矩的大小和方向；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)給駕駛員提供助力力矩；方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器安裝于轉(zhuǎn)向軸上，用以檢測(cè)駕駛員作用于方向盤(pán)上的轉(zhuǎn)角；手力傳感器安裝于方向盤(pán)上，用以檢測(cè)駕駛員握方向盤(pán)力的大小，性別選擇開(kāi)關(guān)裝配在儀表盤(pán)上，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、手力傳感器和性別選擇開(kāi)關(guān)均與電子控制單元相連接，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、手力傳感器和性別選擇開(kāi)關(guān)能夠把獲得的信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元通過(guò)獲得的信息指令轉(zhuǎn)向助力電機(jī)的工作。

電子控制單元包括有駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊、助力特性選擇模塊和基本助力模塊，其中駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊將駕駛員以最舒適的狀態(tài)作用在方向盤(pán)上的力矩大小為依據(jù)將駕駛員分為三類(lèi)：A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)，A類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩較小，C類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩較大，B類(lèi)表示相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩在A類(lèi)和C類(lèi)之間，助力特性選擇模塊是由M和W兩組助力特性曲線組成，其存儲(chǔ)于電子控制單元中，供EPS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)用，其中M組助力特性曲線是針對(duì)于男性，分為L(zhǎng)1、Z1和S1三種類(lèi)型的助力特性曲線，W組助力特性曲線是針對(duì)于女性，分為L(zhǎng)2、Z2和S2三種類(lèi)型的助力特性曲線，其主要是根據(jù)控制環(huán)境變量以及車(chē)輛行駛速度不變的同時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)向最舒適時(shí)所需要的助力不同劃分的，L、Z、S型助力特性曲線分別與A、B、C三種駕駛習(xí)性相對(duì)應(yīng)。

A、B、C類(lèi)駕駛員的劃分應(yīng)用Carsim RT實(shí)時(shí)仿真軟件和dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)搭建的駕駛模擬器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)采集不同類(lèi)型駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)聚類(lèi)算法分析出A、B、C三種類(lèi)型的駕駛員，然后將這三種駕駛習(xí)性的相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于ECU中。

性別選擇開(kāi)關(guān)由M按鈕和W按鈕兩個(gè)按鈕組成，其中M按鈕為藍(lán)色，代表男性駕駛員，W按鈕為紅色，代表女性駕駛員。

本發(fā)明提供的個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制方法，其方法如下所述：

步驟一、駕駛員啟動(dòng)汽車(chē)并且選定性別后，系統(tǒng)將進(jìn)入工作狀態(tài)，車(chē)輛上的GPS系統(tǒng)也將實(shí)時(shí)采集車(chē)輛行駛過(guò)程中周?chē)牡缆沸畔?，并且將道路信息輸送給電子控制單元，當(dāng)GPS檢測(cè)到前方有彎道路況或者駕駛員有轉(zhuǎn)向意圖，轉(zhuǎn)向燈亮?xí)r，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器以及手力傳感器將開(kāi)始工作，車(chē)輛將實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)上的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角以及手力，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和手力傳感器所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)濾波處理、信號(hào)放大和A/D轉(zhuǎn)換得到ECU能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)并傳入ECU駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊中，濾波處理采用加權(quán)平均濾波法，處理過(guò)的數(shù)據(jù)采用訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和matlab中的gensim函數(shù)實(shí)現(xiàn)駕駛員類(lèi)型的在線辨識(shí)，辨識(shí)出駕駛員轉(zhuǎn)向時(shí)的駕駛習(xí)性，確定出駕駛員的類(lèi)別，A類(lèi)、B類(lèi)或者C類(lèi)，并將辨識(shí)結(jié)果輸入到助力特性選擇模塊中；

步驟二、轉(zhuǎn)向過(guò)程包括轉(zhuǎn)向意圖和轉(zhuǎn)向執(zhí)行兩個(gè)階段，車(chē)輛在轉(zhuǎn)向意圖階段辨識(shí)出駕駛員的駕駛習(xí)性后，電子控制單元中的助力特性選擇模塊將會(huì)調(diào)出符合該駕駛員駕駛習(xí)性的助力特性曲線，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)向執(zhí)行階段，此時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和手力傳感器將停止工作，但方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器仍然處于工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩的大小和方向，并與車(chē)速傳感器采集的車(chē)速信號(hào)和轉(zhuǎn)向助力電機(jī)的電流信號(hào)同時(shí)傳輸給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)上述由駕駛習(xí)性所確定的助力特性曲線確定出轉(zhuǎn)向助力電機(jī)的控制電壓，使轉(zhuǎn)向助力電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的助力轉(zhuǎn)矩，助力轉(zhuǎn)矩通過(guò)減速器傳送到齒輪齒條機(jī)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明的工作原理：

電子控制單元主要包括駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊、助力特性選擇模塊和基本助力模塊。

所述的駕駛習(xí)性主要是指控制環(huán)境變量以及車(chē)輛行駛速度不變的情況下，駕駛員以最舒適的狀態(tài)作用在方向盤(pán)上的力矩大小，并以此為依據(jù)駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊將駕駛員分為三類(lèi)：A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)，A類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩較小，C類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩較大，B類(lèi)表示相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩在A類(lèi)和C類(lèi)之間。A、B、C類(lèi)駕駛員的劃分需要大量的數(shù)據(jù)作支撐，實(shí)車(chē)試驗(yàn)會(huì)有很大的難度，因此應(yīng)用Carsim RT實(shí)時(shí)仿真軟件和dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)搭建的駕駛模擬器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)廣泛采集不同類(lèi)型駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)聚類(lèi)算法分析出A、B、C三種類(lèi)型的駕駛員，然后將這三種駕駛習(xí)性的相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于ECU中；

性別選擇開(kāi)關(guān)安裝于車(chē)輛的儀表板上，用以供駕駛員選擇性別，以便于電子控制單元調(diào)用對(duì)應(yīng)的助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)。

助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)是由M和W兩組助力特性曲線組成，其存儲(chǔ)于電子控制單元中，供EPS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)用。其中M組助力特性曲線是針對(duì)于男性，分為L(zhǎng)1、Z1和S1三種類(lèi)型的助力特性曲線，W組助力特性曲線是針對(duì)于女性，分為L(zhǎng)2、Z2和S2三種類(lèi)型的助力特性曲線，其主要是根據(jù)控制環(huán)境變量以及車(chē)輛行駛速度不變的同時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)向最舒適時(shí)所需要的助力不同劃分的，L、Z、S型助力特性曲線分別與A、B、C三種駕駛習(xí)性相對(duì)應(yīng)。這六種不同類(lèi)型的助力特性曲線均采用直線型助力特性曲線(圖4給出了直線型助力特性曲線的大體形狀)，此種類(lèi)型的助力特性曲線可以很好的提高轉(zhuǎn)向輕便性，曲線中的具體參數(shù)(開(kāi)始助力時(shí)的轉(zhuǎn)向力矩、助力特性曲線的梯度、最大助力時(shí)的轉(zhuǎn)向力矩以及最大助力電流)均可通過(guò)駕駛模擬器進(jìn)行大量的試驗(yàn)獲得(選取不同性別不同年齡段的駕駛員進(jìn)行試驗(yàn))。圖6給出了車(chē)速為0(即原地轉(zhuǎn)向)時(shí)的L1、Z1和S1三種類(lèi)型的助力特性曲線，由于在相同的道路條件下轉(zhuǎn)向阻力矩是一定的，因此三種類(lèi)型的助力特性曲線在助力變化區(qū)的橫縱坐標(biāo)之和始終相同，即在相同附著條件的路面上(轉(zhuǎn)向阻力矩相同)，當(dāng)駕駛員作用在方向盤(pán)上的力矩較小時(shí)，EPS系統(tǒng)的助力電機(jī)就會(huì)提供較大的助力，從而保證了駕駛員的轉(zhuǎn)向舒適性及轉(zhuǎn)向安全性。

安裝于儀表板上的性別選擇開(kāi)關(guān)由兩個(gè)按鈕組成，M按鈕(藍(lán)色)代表男性駕駛員，W按鈕(紅色)代表女性駕駛員。設(shè)置此開(kāi)關(guān)的目的是當(dāng)駕駛員選擇性別后電子控制單元可以迅速的從助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出相對(duì)應(yīng)的助力特性曲線，避免在行車(chē)過(guò)程中電子控制單元做重復(fù)性的動(dòng)作，增加了該系統(tǒng)的響應(yīng)速度，對(duì)提高行車(chē)安全有一定的意義。

駕駛員啟動(dòng)汽車(chē)并且選定性別后，新型的EPS系統(tǒng)將進(jìn)入工作狀態(tài)，車(chē)輛上的GPS系統(tǒng)也將實(shí)時(shí)采集車(chē)輛行駛過(guò)程中周?chē)牡缆沸畔?，并且將道路信息輸送給電子控制單元。當(dāng)GPS檢測(cè)到前方有彎道路況或者駕駛員有轉(zhuǎn)向意圖(轉(zhuǎn)向燈亮)時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器以及手力傳感器將開(kāi)始工作，車(chē)輛將實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)上的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角以及手力。方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和手力傳感器所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)濾波處理、信號(hào)放大和A/D轉(zhuǎn)換得到ECU能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)并傳入ECU駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊中。所述的濾波處理采用加權(quán)平均濾波法。處理過(guò)的數(shù)據(jù)采用訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和matlab中的gensim函數(shù)實(shí)現(xiàn)駕駛員類(lèi)型的在線辨識(shí)，辨識(shí)出駕駛員轉(zhuǎn)向時(shí)的駕駛習(xí)性，確定出駕駛員的類(lèi)別(A類(lèi)、B類(lèi)或者C類(lèi))，并將辨識(shí)結(jié)果輸入到助力特性選擇模塊中。

轉(zhuǎn)向過(guò)程包括轉(zhuǎn)向意圖和轉(zhuǎn)向執(zhí)行兩個(gè)階段，車(chē)輛在轉(zhuǎn)向意圖階段辨識(shí)出駕駛員的駕駛習(xí)性后，個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ECU中的助力特性選擇模塊將會(huì)調(diào)出符合該駕駛員駕駛習(xí)性的助力特性曲線。即假如通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)出某駕駛員的駕駛習(xí)性為A類(lèi)，也就是說(shuō)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中他作用于方向盤(pán)上的力較小時(shí)有更好的舒適感，這時(shí)就需要EPS系統(tǒng)提供更大的助力，因此系統(tǒng)需要從助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出L類(lèi)的助力特性曲線，這樣才可以保證駕駛員在舒服轉(zhuǎn)向的同時(shí)完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，確保轉(zhuǎn)向安全性。

進(jìn)入轉(zhuǎn)向執(zhí)行階段后，該系統(tǒng)與正常的EPS系統(tǒng)并無(wú)很大差別。駕駛員在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和手力傳感器將停止工作，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和手力傳感器的這種分時(shí)段工作可以減少能源損耗，但方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器仍然處于工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)上的力矩的大小和方向，并與車(chē)速傳感器采集的車(chē)速信號(hào)和助力電機(jī)的電流信號(hào)同時(shí)傳輸給電子控制單元，而電子控制單元根據(jù)上述由駕駛習(xí)性所確定的助力特性曲線確定出助力電機(jī)的控制電壓，使助力電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的助力轉(zhuǎn)矩，助力轉(zhuǎn)矩通過(guò)減速器傳送到齒輪齒條機(jī)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明的有益效果：

在原有EPS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單；從而使車(chē)輛能夠根據(jù)駕駛員的特性選擇合適的助力特性，使得EPS系統(tǒng)更加個(gè)性化和智能化；減小駕駛員的不舒適度，提高了汽車(chē)的行駛安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)個(gè)性化的方法步驟示意圖。

圖3為本發(fā)明的個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本控制原理圖。

圖4為本發(fā)明的駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊原理圖。

圖5為本發(fā)明系統(tǒng)中采用的助力特性曲線的基本類(lèi)型示意圖。

圖6為本發(fā)明系統(tǒng)在原地轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)M組三種類(lèi)型的助力特性曲線示意圖。

1、方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器 2、電子控制單元 3、轉(zhuǎn)向助力電機(jī) 4、減速機(jī)構(gòu)

5、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器 6、手力傳感器 7、性別選擇開(kāi)關(guān) 8、方向盤(pán)

9、轉(zhuǎn)向軸。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示：

本發(fā)明提供的個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括有方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1、電子控制單元2、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3、減速機(jī)構(gòu)4、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5、手力傳感器6和性別選擇開(kāi)關(guān)7，其中方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1裝配在方向盤(pán)8下部的轉(zhuǎn)向軸9上，以檢測(cè)駕駛員作用于方向盤(pán)8上的操縱力矩，包括力矩的大小和方向；轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3通過(guò)減速機(jī)構(gòu)4給駕駛員提供助力力矩；方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5安裝于轉(zhuǎn)向軸9上，用以檢測(cè)駕駛員作用于方向盤(pán)8上的轉(zhuǎn)角；手力傳感器6安裝于方向盤(pán)8上，用以檢測(cè)駕駛員握方向盤(pán)力的大小，性別選擇開(kāi)關(guān)7裝配在儀表盤(pán)上，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5、手力傳感器6和性別選擇開(kāi)關(guān)7均與電子控制單元2相連接，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5、手力傳感器6和性別選擇開(kāi)關(guān)7能夠把獲得的信息傳遞給電子控制單元2，電子控制單元2通過(guò)獲得的信息指令轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3的工作。

電子控制單元2包括有駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊、助力特性選擇模塊和基本助力模塊，其中駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊將駕駛員以最舒適的狀態(tài)作用在方向盤(pán)8上的力矩大小為依據(jù)將駕駛員分為三類(lèi)：A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)，A類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩較小，C類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩較大，B類(lèi)表示相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩在A類(lèi)和C類(lèi)之間，助力特性選擇模塊是由M和W兩組助力特性曲線組成，其存儲(chǔ)于電子控制單元2中，供EPS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)用，其中M組助力特性曲線是針對(duì)于男性，分為L(zhǎng)1、Z1和S1三種類(lèi)型的助力特性曲線，W組助力特性曲線是針對(duì)于女性，分為L(zhǎng)2、Z2和S2三種類(lèi)型的助力特性曲線，其主要是根據(jù)控制環(huán)境變量以及車(chē)輛行駛速度不變的同時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)向最舒適時(shí)所需要的助力不同劃分的，L、Z、S型助力特性曲線分別與A、B、C三種駕駛習(xí)性相對(duì)應(yīng)。

A、B、C類(lèi)駕駛員的劃分應(yīng)用Carsim RT實(shí)時(shí)仿真軟件和dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)搭建的駕駛模擬器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)采集不同類(lèi)型駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)聚類(lèi)算法分析出A、B、C三種類(lèi)型的駕駛員，然后將這三種駕駛習(xí)性的相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于ECU中。

性別選擇開(kāi)關(guān)7由M按鈕和W按鈕兩個(gè)按鈕組成，其中M按鈕為藍(lán)色，代表男性駕駛員，W按鈕為紅色，代表女性駕駛員。

本發(fā)明提供的個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制方法，其方法如下所述：

步驟一、駕駛員啟動(dòng)汽車(chē)并且選定性別后，系統(tǒng)將進(jìn)入工作狀態(tài)，車(chē)輛上的GPS系統(tǒng)也將實(shí)時(shí)采集車(chē)輛行駛過(guò)程中周?chē)牡缆沸畔?，并且將道路信息輸送給電子控制單元2，當(dāng)GPS檢測(cè)到前方有彎道路況或者駕駛員有轉(zhuǎn)向意圖，轉(zhuǎn)向燈亮?xí)r，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5以及手力傳感器6將開(kāi)始工作，車(chē)輛將實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)8上的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角以及手力，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5和手力傳感器6所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)濾波處理、信號(hào)放大和A/D轉(zhuǎn)換得到ECU能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)并傳入ECU駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊中，濾波處理采用加權(quán)平均濾波法，處理過(guò)的數(shù)據(jù)采用訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和matlab中的gensim函數(shù)實(shí)現(xiàn)駕駛員類(lèi)型的在線辨識(shí)，辨識(shí)出駕駛員轉(zhuǎn)向時(shí)的駕駛習(xí)性，確定出駕駛員的類(lèi)別，A類(lèi)、B類(lèi)或者C類(lèi)，并將辨識(shí)結(jié)果輸入到助力特性選擇模塊中；

步驟二、轉(zhuǎn)向過(guò)程包括轉(zhuǎn)向意圖和轉(zhuǎn)向執(zhí)行兩個(gè)階段，車(chē)輛在轉(zhuǎn)向意圖階段辨識(shí)出駕駛員的駕駛習(xí)性后，電子控制單元2中的助力特性選擇模塊將會(huì)調(diào)出符合該駕駛員駕駛習(xí)性的助力特性曲線，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)向執(zhí)行階段，此時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5和手力傳感器6將停止工作，但方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1仍然處于工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩的大小和方向，并與車(chē)速傳感器采集的車(chē)速信號(hào)和轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3的電流信號(hào)同時(shí)傳輸給電子控制單元2，電子控制單元2根據(jù)上述由駕駛習(xí)性所確定的助力特性曲線確定出轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3的控制電壓，使轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3產(chǎn)生相應(yīng)的助力轉(zhuǎn)矩，助力轉(zhuǎn)矩通過(guò)減速器傳送到齒輪齒條機(jī)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。

本發(fā)明的工作原理：

電子控制單元2主要包括駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊、助力特性選擇模塊和基本助力模塊。

所述的駕駛習(xí)性主要是指控制環(huán)境變量以及車(chē)輛行駛速度不變的情況下，駕駛員以最舒適的狀態(tài)作用在方向盤(pán)8上的力矩大小，并以此為依據(jù)駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊將駕駛員分為三類(lèi)：A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)，A類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩較小，C類(lèi)表示在相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩較大，B類(lèi)表示相同條件下駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩在A類(lèi)和C類(lèi)之間。A、B、C類(lèi)駕駛員的劃分需要大量的數(shù)據(jù)作支撐，實(shí)車(chē)試驗(yàn)會(huì)有很大的難度，因此應(yīng)用Carsim RT實(shí)時(shí)仿真軟件和dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)搭建的駕駛模擬器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)廣泛采集不同類(lèi)型駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)聚類(lèi)算法分析出A、B、C三種類(lèi)型的駕駛員，然后將這三種駕駛習(xí)性的相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于ECU中；

性別選擇開(kāi)關(guān)7安裝于車(chē)輛的儀表板上，用以供駕駛員選擇性別，以便于電子控制單元2調(diào)用對(duì)應(yīng)的助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)。

助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)是由M和W兩組助力特性曲線組成，其存儲(chǔ)于電子控制單元2中，供EPS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)用。其中M組助力特性曲線是針對(duì)于男性，分為L(zhǎng)1、Z1和S1三種類(lèi)型的助力特性曲線，W組助力特性曲線是針對(duì)于女性，分為L(zhǎng)2、Z2和S2三種類(lèi)型的助力特性曲線，其主要是根據(jù)控制環(huán)境變量以及車(chē)輛行駛速度不變的同時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)向最舒適時(shí)所需要的助力不同劃分的，L、Z、S型助力特性曲線分別與A、B、C三種駕駛習(xí)性相對(duì)應(yīng)。這六種不同類(lèi)型的助力特性曲線均采用直線型助力特性曲線(圖4給出了直線型助力特性曲線的大體形狀)，此種類(lèi)型的助力特性曲線可以很好的提高轉(zhuǎn)向輕便性，曲線中的具體參數(shù)(開(kāi)始助力時(shí)的轉(zhuǎn)向力矩、助力特性曲線的梯度、最大助力時(shí)的轉(zhuǎn)向力矩以及最大助力電流)均可通過(guò)駕駛模擬器進(jìn)行大量的試驗(yàn)獲得(選取不同性別不同年齡段的駕駛員進(jìn)行試驗(yàn))。圖6給出了車(chē)速為0(即原地轉(zhuǎn)向)時(shí)的L1、Z1和S1三種類(lèi)型的助力特性曲線，由于在相同的道路條件下轉(zhuǎn)向阻力矩是一定的，因此三種類(lèi)型的助力特性曲線在助力變化區(qū)的橫縱坐標(biāo)之和始終相同，即在相同附著條件的路面上(轉(zhuǎn)向阻力矩相同)，當(dāng)駕駛員作用在方向盤(pán)8上的力矩較小時(shí)，EPS系統(tǒng)的助力電機(jī)就會(huì)提供較大的助力，從而保證了駕駛員的轉(zhuǎn)向舒適性及轉(zhuǎn)向安全性。

安裝于儀表板上的性別選擇開(kāi)關(guān)7由兩個(gè)按鈕組成，M按鈕(藍(lán)色)代表男性駕駛員，W按鈕(紅色)代表女性駕駛員。設(shè)置此開(kāi)關(guān)的目的是當(dāng)駕駛員選擇性別后電子控制單元2可以迅速的從助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出相對(duì)應(yīng)的助力特性曲線，避免在行車(chē)過(guò)程中電子控制單元2做重復(fù)性的動(dòng)作，增加了該系統(tǒng)的響應(yīng)速度，對(duì)提高行車(chē)安全有一定的意義。

駕駛員啟動(dòng)汽車(chē)并且選定性別后，新型的EPS系統(tǒng)將進(jìn)入工作狀態(tài)，車(chē)輛上的GPS系統(tǒng)也將實(shí)時(shí)采集車(chē)輛行駛過(guò)程中周?chē)牡缆沸畔?，并且將道路信息輸送給電子控制單元2。當(dāng)GPS檢測(cè)到前方有彎道路況或者駕駛員有轉(zhuǎn)向意圖(轉(zhuǎn)向燈亮)時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5以及手力傳感器6將開(kāi)始工作，車(chē)輛將實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)8上的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角以及手力。方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5和手力傳感器6所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)濾波處理、信號(hào)放大和A/D轉(zhuǎn)換得到ECU能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)并傳入ECU駕駛員習(xí)性辨識(shí)模塊中。所述的濾波處理采用加權(quán)平均濾波法。處理過(guò)的數(shù)據(jù)采用訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和matlab中的gens im函數(shù)實(shí)現(xiàn)駕駛員類(lèi)型的在線辨識(shí)，辨識(shí)出駕駛員轉(zhuǎn)向時(shí)的駕駛習(xí)性，確定出駕駛員的類(lèi)別(A類(lèi)、B類(lèi)或者C類(lèi))，并將辨識(shí)結(jié)果輸入到助力特性選擇模塊中。

轉(zhuǎn)向過(guò)程包括轉(zhuǎn)向意圖和轉(zhuǎn)向執(zhí)行兩個(gè)階段，車(chē)輛在轉(zhuǎn)向意圖階段辨識(shí)出駕駛員的駕駛習(xí)性后，個(gè)性化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ECU中的助力特性選擇模塊將會(huì)調(diào)出符合該駕駛員駕駛習(xí)性的助力特性曲線。即假如通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)出某駕駛員的駕駛習(xí)性為A類(lèi)，也就是說(shuō)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中他作用于方向盤(pán)8上的力較小時(shí)有更好的舒適感，這時(shí)就需要EPS系統(tǒng)提供更大的助力，因此系統(tǒng)需要從助力特性數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出L類(lèi)的助力特性曲線，這樣才可以保證駕駛員在舒服轉(zhuǎn)向的同時(shí)完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，確保轉(zhuǎn)向安全性。

進(jìn)入轉(zhuǎn)向執(zhí)行階段后，該系統(tǒng)與正常的EPS系統(tǒng)并無(wú)很大差別。駕駛員在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5和手力傳感器6將停止工作，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器5和手力傳感器6的這種分時(shí)段工作可以減少能源損耗，但方向盤(pán)轉(zhuǎn)矩傳感器1仍然處于工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)記錄駕駛員作用于方向盤(pán)8上的力矩的大小和方向，并與車(chē)速傳感器采集的車(chē)速信號(hào)和助力電機(jī)的電流信號(hào)同時(shí)傳輸給電子控制單元2，而電子控制單元2根據(jù)上述由駕駛習(xí)性所確定的助力特性曲線確定出轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3的控制電壓，使轉(zhuǎn)向助力電機(jī)3產(chǎn)生相應(yīng)的助力轉(zhuǎn)矩，助力轉(zhuǎn)矩通過(guò)減速器傳送到齒輪齒條機(jī)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。