[發(fā)明專利]一種基于網(wǎng)絡的智能方向盤控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510074692.9
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104627240B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設計）人: 程安宇;蔣小龍;謝明;孟小峰
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B62D15/00
• 分類號: B62D15/00;B62D6/00;B62D119/00;B62D113/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡的智能方向盤控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發(fā)展和社會水平的日益提高，人們對汽車的需求量也越來越大。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2014年國內(nèi)汽車保有量將近1.4億，近十年汽車年均增加1100多萬輛。汽車數(shù)量的逐年攀升，加之生活水平的不斷提高，因此，人們對汽車技術的安全性和適用性越來越關注。

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車的重要裝置之一，大致經(jīng)歷了傳統(tǒng)的機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Manual?Steering，MS)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Hydraulic?Power?Steering，HPS)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electro?Hydraulic?Power?Steering，EHPS)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric?Power?Steering，EPS)以及新型的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Steer-By-Wire，SBW)。傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)保留著方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接，而新型的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接，其減少了路面的沖擊，降低了噪聲，消除了碰撞時方向柱對駕駛員的傷害，增大了駕駛員腿部活動空間，提高了駕駛舒適度。由于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接，導致駕駛員操作方向盤時，沒有轉(zhuǎn)向輪反饋回來的阻力，即所謂的路感，因而汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常設置有一個方向電機，通過接受電控單元反饋的力矩信號，產(chǎn)生方向盤回正力矩，給駕駛員提供相應的路感。但是，不同駕駛員操作方向盤時，其施加給方向盤的力矩大小各異，因而需要開發(fā)一種可以滿足不同駕駛員駕駛習慣的方向盤控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于網(wǎng)絡的智能方向盤控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠適應不同駕駛習慣，具有智能化特點，并且其駕駛員模型還能夠后臺網(wǎng)絡進行管理和升級。

本發(fā)明還提供所述基于網(wǎng)絡的智能方向盤控制系統(tǒng)的控制方法。

本發(fā)明所述的基于網(wǎng)絡的智能方向盤控制系統(tǒng)包括：

方向盤，駕駛員通過操作方向盤進行轉(zhuǎn)向操作。

角度傳感器，用于檢測當前狀態(tài)下所述方向盤角度，所述角度傳感器同軸設置在所述方向盤上。

扭矩傳感器，用于檢測當前狀態(tài)下駕駛員施加給方向盤的力矩，所述扭矩傳感器同軸設置在所述方向盤上。

后臺網(wǎng)絡，用于預存各級固定駕駛員模型和保存特定駕駛員模型，以備選擇，通過所述后臺網(wǎng)絡能夠?qū)Ω骷壒潭{駛員模型進行升級。具體的，本發(fā)明所述基于網(wǎng)絡的智能方向盤控制系統(tǒng)針對不同駕駛員習慣，在所述后臺網(wǎng)絡中預先存儲多個固定駕駛員模型，其根據(jù)力矩大小區(qū)別。本發(fā)明所述后臺網(wǎng)絡還能夠?qū)崟r記錄駕駛過程中的實際駕駛數(shù)據(jù)記錄并保持為特定駕駛員模型。

方向電機，通過傳動機構(gòu)與所述方向盤連接。

電控單元，具有信號采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、駕駛意圖識別功能，能夠根據(jù)駕駛員模型、駕駛意圖以及當前車速進行綜合運算，并輸出信號控制所述方向電機。

進一步，本發(fā)明所述后臺網(wǎng)絡為CAN總線網(wǎng)絡或FlexRay總線網(wǎng)絡，根據(jù)在線升級需求，可以選擇不同的總線通信網(wǎng)絡。

進一步，所述預存在后臺網(wǎng)絡中的固定駕駛員模型根據(jù)力矩大小區(qū)別，依次分為一級固定駕駛員模型、二級固定駕駛員模型、三級固定駕駛員模型。

上述基于網(wǎng)絡的智能方向盤控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

(1)首次駕駛時，駕駛員根據(jù)自己的方向盤操作力度，從預存在后臺網(wǎng)絡中的各級固定駕駛員模型中選取一固定駕駛員模型。

(2)駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時，電控單元獲取扭矩傳感器和角度傳感器分別檢測到的力矩信號、方向盤角度信號以及當前汽車狀態(tài)信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

(3)電控單元根據(jù)獲取的方向盤角度信號和當前汽車狀態(tài)，識別出駕駛轉(zhuǎn)向意圖，得出方向盤預測轉(zhuǎn)角θ_sw；

(4)電控單元再根據(jù)得出的方向盤預測轉(zhuǎn)角θ_sw和已選定的駕駛員模型中的方向盤施加力矩T_sw以及當前汽車狀態(tài)，按照如下方程組，綜合運算得出方向電機輸出力矩T_m：