EPS跑偏補償功能系統匹配實驗研究

周錦鴻，黃乾生

EPS跑偏補償功能系統匹配實驗研究

周錦鴻，黃乾生

（博世華域轉向系統有限公司，上海 201800）

文章對電動助力轉向系統（EPS）跑偏補償功能（PDC）的系統匹配實驗詳盡研究，對相關實驗方法、實驗條件、實驗流程以及接受標準進行分析，總結出了一系列符合開發需求的方法與標準。對今后跑偏補償功能乃至其它駕駛輔助高級功能的系統匹配實驗具有借鑒意義。

EPS；跑偏補償功能；系統匹配實驗

引言

現如今，為了便于道路積水的排出，道路設計通常是中間高而兩邊低。當車輛行駛在這種傾斜路面上時，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，增加行車風險。車輛的跑偏補償功能（Pull Drift Compensation）是當今眾多車型所使用的一種駕駛輔助高級功能，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，對車速、轉角、方向盤扭矩、橫擺角速度等輸入信號進行分析計算，通過EPS（Electric Power Steering）輸出一定補償力矩，補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PDC開發過程中的系統匹配實驗方法進行研究，總結出相關實驗方法、實驗條件、實驗流程以及接受標準，對今后PDC功能的開發及驗證工作具有重要的參考價值。

1 匹配實驗方法研究

在評估PDC功能效果時，需要車輛有一定程度的跑偏。通常在PDC匹配實驗過程中，會采用如下三種方法。

1.1 傾斜路面實驗法

進行PDC匹配實驗時，可以行駛在傾斜路面，由于重力的分力會給車輛施加一個側向力，車身會整體朝傾斜的一側跑偏。

該方法對實驗場地要求較高，需要一段較長的傾斜直線路。目前國內有少數實驗場有這樣的傾斜直線路可供使用，如上汽通用廣德實驗場、中汽中心鹽城汽車試驗場等。

1.2 單側前輪胎放氣法

車輛左右兩側輪胎狀態不一致也會導致跑偏。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，都會對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跑偏。汽車車輪正常壓力一般為2.1~2.5MPa，PDC匹配實驗時可將單側前胎放氣至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，產生一個重力的分力，從而制造車輛行駛跑偏現象。

1.3 更改前輪前束法

車輛的四輪定位參數是保證其直線行駛穩定性的重要因素。當車輛外傾角超過一定限制值，車輪會發生側移，車輛會向外傾角大的一側跑偏。當主銷后傾角超差，會加劇車輛跑偏趨勢。當前輪前束角超過一定限制值，汽車就會向前束偏小的一側跑偏。如果實驗車四輪定位設計參數正常，通常不會造成跑偏的現象。通過更改四輪定位參數，一般只需要將左右兩側轉向橫拉桿調整螺母同時向左或右擰1~1.5個齒，便會制造車輛行駛跑偏。

2 匹配實驗條件研究

2.1 EPS、ESP系統功能正常

PDC功能工作時需要采集方向盤扭矩、轉角、PDC控制狀態、車速、橫擺角速度等輸入信號。方向盤扭矩、轉角以及PDC控制狀態等信號由EPS系統內部提供，所以需保證EPS系統功能正常，儀表盤無EPS故障燈。

車速與橫擺角速度等信號為ESP（Electronic Stability Program）系統提供。當ESP系統出現故障，無法采集有效車速或橫擺角速度信號時，PDC無法判斷當前車輛行駛狀態，會自動默認有狀態問題，且無法切換至正常工作。如果看到儀表盤亮ESP故障燈，需要及時排查問題，恢復正常狀態。

2.2 車輛狀態正常

需要確保輪胎氣壓平衡、動平衡，輪胎無異常磨損或破損，輪胎花紋深度一致；懸架系統零件無形變或斷裂、兩側彈簧彈性相同且減震器減震能力一致；四輪定位參數無明顯超差；制動系統無明顯故障。

2.3 路面情況符合要求

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

3 實驗流程與接受標準

在測試過程中，要求PDC的狀態位按照車輛不同的行駛狀態進行改變，同時，總的補償力及長、短時補償力變化符合要求。詳細匹配實驗過程如下：

（1）發動車輛，車速為零：PDC狀態位應為“HoldLong Term（長時間握住方向盤）”。此時PDC補償值為前次點火循環記錄的長時補償值且維持不變，無短時補償，總補償力輸出為一個定值。

（2）雙手屏住方向盤，保持直線中速行駛（50kph）約15s后，PDC狀態位應切換為“Active（激活）”，此時PDC處于持續工作狀態，總補償力實時變化。

（3）中速行駛時，緩慢小角度打方向盤（±50°），PDC狀態位切換為“Hold（等待）”，此時總補償力及長、短時補償力不變，對應值為Active狀態下最后一刻記錄的值。

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

PDC的補償效果需要主機廠進行主觀評估。大部分主機廠以補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準。具體為：車輛在PDC工作狀態下，以大約60kph的速度穩定行駛，脫手時：在100m距離內朝左或右偏移距離≤1m，未脫手時：維持車輛直行所需手力矩≤0.4Nm，即為符合標準。

4 結論

PDC功能改善了駕駛舒適性，提升了駕駛安全，有效的匹配實驗是PDC開發流程中必不可少的一步。文章討論了各匹配實驗方法，對實驗條件、實驗流程及接受標準進行了深入的研究。在PDC匹配實驗過程中，基于文章討論內容，不同的車輛采用合適的實驗方法，確認相關實驗條件和實驗流程，能夠保證匹配實驗順利進行，對今后PDC功能乃至EPS其它高級功能的開發及驗證工作具有十分重要的意義。

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

[2] 牛華.汽車行駛跑偏的故障原因分析及檢測[J].時代農機,2018（4）.

[3] 張成.汽車行駛跑偏原因淺析[J].魅力中國,2017(41):287-289.

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

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A

1671-7988(2019)13-104-02

周錦鴻，就職于博世華域轉向系統有限公司。黃乾生，就職于博世華域轉向系統有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.036