車輛下電方向盤自主回正系統(tǒng)研究

張慶

摘 要：車輛下電方向盤自主回正系統(tǒng)，包括BCM、PEPS、GW、ECM、ESC、EPS、ICE等，EPS模塊作為執(zhí)行器，通過采集方向盤轉角傳感器信號和其他模塊CAN 總線信號，按照控制策略在車輛停車時，使方向盤自動回正，提高車輛安全性，延長車輛懸架系統(tǒng)和輪胎的使用壽命。

關鍵詞：車輛下電 方向盤 自主回正

Research on Autonomous Correction System of Steering Wheel in Vehicle Power-off

Zhang Qing

Abstract：The autonomous steering wheel self-returning system when the vehicle is powered off， including BCM， PEPS， GW， ECM， ESC， EPS， ICE， etc. The EPS module acts as an actuator， and collects signals from the steering wheel angle sensor and CAN bus signals of other modules. When the vehicle is parked， the steering wheel is automatically returned to the right， which improves the safety of the vehicle and extends the service life of the vehicle suspension system and tires.

Key words：vehicle power -off ， steering wheel， self-return

1 引言

停車時方向盤沒有回正，由于四個懸架受力不平均，長期積累會對懸架系統(tǒng)造成一定程度的影響，造成懸架系統(tǒng)內的減震橡膠墊老化，進而引起懸架的擺臂或連桿的連接處損傷;除此之外，還會損傷輪胎，當方向盤沒有回正時，由于主銷傾角的存在和乘用車輪胎外傾的設計，輪胎并不完全是胎面著地，而是胎肩和一部分胎面受力。輪胎側壁相對較薄，長時間受力平衡，會導致輪胎側壁更容易老化變形，進而引起漏氣或爆胎。

2 系統(tǒng)構成及方案

1、車輛下電后車輪自動回正系統(tǒng)[1]包括：BCM、PEPS、GW、ECM、ESC、EPS、ICE。

2、控制原理概述：用戶操作車輛下電，EPS通過方向盤角度傳感器[2]采集方向盤角度信號，如果方向盤未回正，則通過ICE進行文字+語音提示用戶回正方向盤;如果用戶未回正方向盤，則EPS自動回正方向盤，并在下次車輛上電后，在ICE上文字+語音提示車輛已為用戶回正方向盤。

3、車輛下電后車輪自動回正系統(tǒng)應具備以下功能：

3 系統(tǒng)框圖（圖1）：

4 節(jié)點方案

1、節(jié)點類型（表2）

2、節(jié)點策略

2.1 ECM策略

當點火開關由“ON”置于“ACC”檔位置開始計時，節(jié)點（ECM）需要保持通訊內核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）狀態(tài)一段時間（至少60s），這段時間內節(jié)點仍應周期性發(fā)送網絡保持幀（周期1秒）和應用數據幀。上述時間計時完成后，節(jié)點從通訊內核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）狀態(tài)切換至未上電（ECU_UNPOWERED）狀態(tài)，通訊自然停止，不再發(fā)送網絡管理幀和應用數據幀。

2.2 ESC策略

當點火開關由“ON”置于“ACC”檔位置開始計時，節(jié)點（ESC）需要保持通訊內核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）狀態(tài)一段時間（至少60s），這段時間內節(jié)點仍應周期性發(fā)送網絡保持幀（周期1秒）和應用數據幀。上述時間計時完成后，節(jié)點從通訊內核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）狀態(tài)切換至未上電（ECU_UNPOWERED）狀態(tài)，通訊自然停止，不再發(fā)送網絡管理幀和應用數據幀。

2.3 EPS策略

當點火開關由“ACC”置于“OFF”檔位置開始計時，節(jié)點（EPS）需要保持通訊內核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）狀態(tài)一段時間（至少60s），這段時間內節(jié)點仍應周期性發(fā)送網絡保持幀（周期1秒）和應用數據幀。上述時間計時完成后，節(jié)點從通訊內核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）狀態(tài)切換至未上電（ECU_UNPOWERED）狀態(tài)，通訊自然停止，不再發(fā)送網絡管理幀和應用數據幀。

3、節(jié)點控制執(zhí)行

ECM將“發(fā)動機轉速狀態(tài)信號”、“發(fā)動機轉速信號”、“發(fā)動機運轉狀態(tài)信號”發(fā)到總線上;

PEPS將“整車電源模式信號”發(fā)到總線上;

BCM將“點火鑰匙位置信號”、“手剎開關狀態(tài)信號”發(fā)到總線上;

ESC將“車速信號”、“電子手剎信號”發(fā)到總線上。

EPS根據控制策略[3]，判斷是否執(zhí)行方向盤自主回正[4]功能，20秒內嘗試兩次，并反饋總線信號給ICE;判斷條件包括：

1）發(fā)動機運轉狀態(tài)=不運轉;

2）發(fā)動機轉速狀態(tài)=無效;

3）發(fā)動機轉速=0;

4）車速有效性=有效;

5）車速<2km/h;

6）電子手剎信號/手剎開關狀態(tài)信號=有效;

7）整車電源模式=ACC;

8）點火鑰匙位置=ACC;

9）方向盤角度有效性=有效;

10）方向盤角度≥設定值;

ICE接收EPS的“方向盤自主回正執(zhí)行狀態(tài)信號”，做文字+語音提示。

5 輸入/輸出信號

1、總線信號（表3）

6 控制功能描述

1、功能流程圖（圖2）

2、方向盤自主回正控制流程

主流程：

1、用戶操作點火鑰匙位置從ON→ACC;

2、方向盤角度傳感器采集到的信號≥設定值;

3、多媒體文字+語音提示用戶回正方向盤;

4、用戶未按照提示回正方向盤;

5、用戶操作點火鑰匙位置從ACC→OFF;

6、機械/電子手剎拉起;

7、方向盤自主回正（連續(xù)嘗試兩次）;

8、自主回正成功;

9、下次車輛上電，多媒體文字+語音提示已為用戶回正方向盤;

10、結束。

7 結論

車輛下電方向盤自主回正系統(tǒng)，采集傳感器和CAN總線信號，在車輛下電時通過ICE主動提醒用戶回正方向盤;在用戶未響應的情況下，通過系統(tǒng)功能配置，自主回正方向盤，并對用戶進行文字和語音提示，達到提高車輛安全性，延長車輛懸架系統(tǒng)和輪胎的使用壽命的目的。

參考文獻：

[1]喬華，王娟.車輛轉向回正因素分析[J].測試試驗，2019（09）：161-163.

[2]溫偉.一款基于CAN總線的方向盤轉角傳感器的設計[J].汽車電器，2020（06）：24-28.

[3]董利瑩，贠海濤.電動助力轉向回正控制策略的研究[J].內燃機與配件，2019（09）：206-208.