EPS跑偏補(bǔ)償功能系統(tǒng)匹配實(shí)驗(yàn)研究

周錦鴻，黃乾生

EPS跑偏補(bǔ)償功能系統(tǒng)匹配實(shí)驗(yàn)研究

周錦鴻，黃乾生

（博世華域轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有限公司，上海 201800）

文章對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）跑偏補(bǔ)償功能（PDC）的系統(tǒng)匹配實(shí)驗(yàn)詳盡研究，對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)流程以及接受標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，總結(jié)出了一系列符合開發(fā)需求的方法與標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)今后跑偏補(bǔ)償功能乃至其它駕駛輔助高級(jí)功能的系統(tǒng)匹配實(shí)驗(yàn)具有借鑒意義。

EPS；跑偏補(bǔ)償功能；系統(tǒng)匹配實(shí)驗(yàn)

引言

現(xiàn)如今，為了便于道路積水的排出，道路設(shè)計(jì)通常是中間高而兩邊低。當(dāng)車輛行駛在這種傾斜路面上時(shí)，駕駛員通常需要施加一定的力使得車輛保持直線行駛，這樣駕駛員容易疲勞，增加行車風(fēng)險(xiǎn)。車輛的跑偏補(bǔ)償功能（Pull Drift Compensation）是當(dāng)今眾多車型所使用的一種駕駛輔助高級(jí)功能，如上汽名爵HS，吉利帝豪GS等車型上都有采用。PDC功能在工作時(shí)，對(duì)車速、轉(zhuǎn)角、方向盤扭矩、橫擺角速度等輸入信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，通過EPS（Electric Power Steering）輸出一定補(bǔ)償力矩，補(bǔ)償駕駛員所需提供的力，緩解駕駛疲勞，保障行車安全。本文對(duì)PDC開發(fā)過程中的系統(tǒng)匹配實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究，總結(jié)出相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)流程以及接受標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)今后PDC功能的開發(fā)及驗(yàn)證工作具有重要的參考價(jià)值。

1 匹配實(shí)驗(yàn)方法研究

在評(píng)估PDC功能效果時(shí)，需要車輛有一定程度的跑偏。通常在PDC匹配實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)采用如下三種方法。

1.1 傾斜路面實(shí)驗(yàn)法

進(jìn)行PDC匹配實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以行駛在傾斜路面，由于重力的分力會(huì)給車輛施加一個(gè)側(cè)向力，車身會(huì)整體朝傾斜的一側(cè)跑偏。

該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地要求較高，需要一段較長(zhǎng)的傾斜直線路。目前國(guó)內(nèi)有少數(shù)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)有這樣的傾斜直線路可供使用，如上汽通用廣德實(shí)驗(yàn)場(chǎng)、中汽中心鹽城汽車試驗(yàn)場(chǎng)等。

1.2 單側(cè)前輪胎放氣法

車輛左右兩側(cè)輪胎狀態(tài)不一致也會(huì)導(dǎo)致跑偏。如果同軸上的輪胎的花紋深度、花紋樣式不同或輪胎胎壓不同，都會(huì)對(duì)輪胎和路面間的摩擦力有所影響，從而使汽車在行駛過程中出現(xiàn)跑偏。汽車車輪正常壓力一般為2.1~2.5MPa，PDC匹配實(shí)驗(yàn)時(shí)可將單側(cè)前胎放氣至1.0MPa（注意不能放的太少否則影響正常駕駛），使得車輛左右高度不一致，產(chǎn)生一個(gè)重力的分力，從而制造車輛行駛跑偏現(xiàn)象。

1.3 更改前輪前束法

車輛的四輪定位參數(shù)是保證其直線行駛穩(wěn)定性的重要因素。當(dāng)車輛外傾角超過一定限制值，車輪會(huì)發(fā)生側(cè)移，車輛會(huì)向外傾角大的一側(cè)跑偏。當(dāng)主銷后傾角超差，會(huì)加劇車輛跑偏趨勢(shì)。當(dāng)前輪前束角超過一定限制值，汽車就會(huì)向前束偏小的一側(cè)跑偏。如果實(shí)驗(yàn)車四輪定位設(shè)計(jì)參數(shù)正常，通常不會(huì)造成跑偏的現(xiàn)象。通過更改四輪定位參數(shù)，一般只需要將左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向橫拉桿調(diào)整螺母同時(shí)向左或右擰1~1.5個(gè)齒，便會(huì)制造車輛行駛跑偏。

2 匹配實(shí)驗(yàn)條件研究

2.1 EPS、ESP系統(tǒng)功能正常

PDC功能工作時(shí)需要采集方向盤扭矩、轉(zhuǎn)角、PDC控制狀態(tài)、車速、橫擺角速度等輸入信號(hào)。方向盤扭矩、轉(zhuǎn)角以及PDC控制狀態(tài)等信號(hào)由EPS系統(tǒng)內(nèi)部提供，所以需保證EPS系統(tǒng)功能正常，儀表盤無EPS故障燈。

車速與橫擺角速度等信號(hào)為ESP（Electronic Stability Program）系統(tǒng)提供。當(dāng)ESP系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法采集有效車速或橫擺角速度信號(hào)時(shí)，PDC無法判斷當(dāng)前車輛行駛狀態(tài)，會(huì)自動(dòng)默認(rèn)有狀態(tài)問題，且無法切換至正常工作。如果看到儀表盤亮ESP故障燈，需要及時(shí)排查問題，恢復(fù)正常狀態(tài)。

2.2 車輛狀態(tài)正常

需要確保輪胎氣壓平衡、動(dòng)平衡，輪胎無異常磨損或破損，輪胎花紋深度一致；懸架系統(tǒng)零件無形變或斷裂、兩側(cè)彈簧彈性相同且減震器減震能力一致；四輪定位參數(shù)無明顯超差；制動(dòng)系統(tǒng)無明顯故障。

2.3 路面情況符合要求

采用傾斜路面實(shí)驗(yàn)法時(shí)，路面傾斜度要求盡量一致，無明顯變化，通常選取長(zhǎng)度不低于300米，傾斜度為2°的長(zhǎng)直路段較為合適。采用單側(cè)前輪胎放氣法或更改前輪前束法時(shí)，不需要路面有較大的傾斜度，通常只需要選取長(zhǎng)度不低于300米的平直路面即可。路面需要保持平整，無明顯凸臺(tái)、凹坑、大塊砂石等會(huì)影響車輛直行的因素。

3 實(shí)驗(yàn)流程與接受標(biāo)準(zhǔn)

在測(cè)試過程中，要求PDC的狀態(tài)位按照車輛不同的行駛狀態(tài)進(jìn)行改變，同時(shí)，總的補(bǔ)償力及長(zhǎng)、短時(shí)補(bǔ)償力變化符合要求。詳細(xì)匹配實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）發(fā)動(dòng)車輛，車速為零：PDC狀態(tài)位應(yīng)為“HoldLong Term（長(zhǎng)時(shí)間握住方向盤）”。此時(shí)PDC補(bǔ)償值為前次點(diǎn)火循環(huán)記錄的長(zhǎng)時(shí)補(bǔ)償值且維持不變，無短時(shí)補(bǔ)償，總補(bǔ)償力輸出為一個(gè)定值。

（2）雙手屏住方向盤，保持直線中速行駛（50kph）約15s后，PDC狀態(tài)位應(yīng)切換為“Active（激活）”，此時(shí)PDC處于持續(xù)工作狀態(tài)，總補(bǔ)償力實(shí)時(shí)變化。

（3）中速行駛時(shí)，緩慢小角度打方向盤（±50°），PDC狀態(tài)位切換為“Hold（等待）”，此時(shí)總補(bǔ)償力及長(zhǎng)、短時(shí)補(bǔ)償力不變，對(duì)應(yīng)值為Active狀態(tài)下最后一刻記錄的值。

（4）中速行駛時(shí)，大角度打方向盤（如掉頭），此時(shí)PDC的狀態(tài)位應(yīng)切換為“HoldLongTerm”，補(bǔ)償力情況同1）。

PDC的補(bǔ)償效果需要主機(jī)廠進(jìn)行主觀評(píng)估。大部分主機(jī)廠以補(bǔ)償后車輛的跑偏程度或駕駛員維持直行所需要的手力作為接受標(biāo)準(zhǔn)。具體為：車輛在PDC工作狀態(tài)下，以大約60kph的速度穩(wěn)定行駛，脫手時(shí)：在100m距離內(nèi)朝左或右偏移距離≤1m，未脫手時(shí)：維持車輛直行所需手力矩≤0.4Nm，即為符合標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

PDC功能改善了駕駛舒適性，提升了駕駛安全，有效的匹配實(shí)驗(yàn)是PDC開發(fā)流程中必不可少的一步。文章討論了各匹配實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)流程及接受標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入的研究。在PDC匹配實(shí)驗(yàn)過程中，基于文章討論內(nèi)容，不同的車輛采用合適的實(shí)驗(yàn)方法，確認(rèn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)流程，能夠保證匹配實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，對(duì)今后PDC功能乃至EPS其它高級(jí)功能的開發(fā)及驗(yàn)證工作具有十分重要的意義。

[1] 滕曉濤,谷玉川,王祥,羅文杰.汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的跑偏補(bǔ)償方法[J].汽車工程師,2015(6):32-34.

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A study of system matching experiment for EPS Pull Drift Compensation function

Zhou Jinhong, Huang Qiansheng

（Bosch HUAYU Steering Systems Co., Ltd., Shanghai 201800 )

In this paper, the system matching experiment of the Pull Drift Compensation(PDC) function of Electric Power Steering(EPS) is studied in detail. The relevant experimental methods, experimental conditions, experimental process and acceptance criteria are analyzed, and a series of methods and standards that meet the development requirements are summarized. It can be used for reference in the future system matching experiments of Pull Drift Compensation function and other advanced driving assistance functions.

Electric power steering; Pull Drift Compensation; System matching experiment

U463.4

A

1671-7988(2019)13-104-02

U463.4

A

1671-7988(2019)13-104-02

周錦鴻，就職于博世華域轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有限公司。黃乾生，就職于博世華域轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.036