关联系统-电动助力转向系统EPS

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整车转向原理

电动助力转向系统EPS

电动助力转向系统EPS，其原理是根据车速以及驾驶员输入的转向角度及扭矩信息，对驾驶员施加的转向力进行增益，从而帮助驾驶员更好的控制车辆。根据助力电机装配的位置不同，EPS可分为转向柱助力式(C-EPS)、小齿轮助力式(P-EPS)、双小齿轮助力式(DP-EPS)、齿条助力式(R-EPS)

C-EPS

P-EPS

DP-EPS

R-EPS

EPS基本功能

随速助力

EPS接收方向盘手力矩及车速信息，计算所需助力大小，完成助力。实际操作时，EPS会考虑手感来标定对应助力曲线

回正控制

当释放方向盘时，由于机械摩擦作用，导致方向盘不能按照驾驶员的意愿回到中间位置，此时需要EPS会提供一个辅助回正的力矩，帮助方向盘自动回正，此力矩根据车速、方向盘力矩、方向盘转速及位置综合判断

阻尼控制

为了保证方向盘稳定，加入阻尼补偿，防止在高速情况下由于驾驶员脱手出现方向盘震荡。阻尼补偿值根据方向盘转速及当前车速综合判断

软止点

软止点，其功能是在齿条行程末端降低助力扭矩，从而在极限位置保护电机，减轻噪音

摩擦补偿

摩擦补偿主要是补偿转向机构之间摩擦力，EPS会根据车速和方向盘扭矩施加一个额外的助力用于抵消摩擦力

惯量补偿

惯量补偿主要是补偿电机的转动惯量，防止电机的转动惯量影响转向手感

相位补偿

EPS助力大小是基于当前速度及方向盘手力矩计算的，若EPS对车速或手力矩的信号响应存在延迟，则会出现相位差，助力大小就会不匹配，加入相位补偿，可提升EPS的响应能力

侧向干扰补偿

当汽车在倾斜道路上行驶或有侧向风时，用户需要不断施加转向力矩，以使车辆保持正确方向。该功能工作原理是车辆在直行过程当中检测到扭矩传感器的力矩超过正常范围时，则由电机主动施加一个反向力矩，以减少驾驶员保持车辆直线行驶所需的转向力

路面震颤抑制

路面震颤抑制功能主要是防止车辆经过坑洼路段时引起方向盘旋转振动，从而影响转向性能。其原理是检测轮速及方向盘手力矩，从中抵消掉由路面颠簸所附加的力矩，维持转向稳定

EPS外部接口

EPS作为执行器，支持上位机通过角度接口、力矩接口、方向盘振动接口请求EPS执行对应逻辑

角度接口

力矩接口

方向盘振动接口

上位机对EPS的需求

接口需求

缓进缓退

为保证功能激活和退出不会出现转向力的突然介入与丢失，需要EPS作缓进缓退策略，以固定斜率平滑过渡自驾或人驾转向模式

安全限制

为防止上位机控制过程中发出不合理的请求，一般会作最大输出扭矩/角度限制，防止因为上位机发送错误导致出现安全风险

人机共驾

在自驾功能控制过程中，驾驶员可能因为某些原因需要暂时介入，此时需要作人机共驾策略，当驾驶员干预时，适时缩小自驾的控制请求，防止出现对抗；当驾驶员结束干预时，系统又能自动恢复控制。