[发明专利]一种个性化的电动助力转向系统及控制方法

权利要求书

1.一种个性化的电动助力转向系统，其特征在于：包括有方向盘转矩传感器、电子控制单元、转向助力电机、减速机构、方向盘转角传感器、手力传感器和性别选择开关，其中方向盘转矩传感器装配在方向盘下部的转向轴上，以检测驾驶员作用于方向盘上的操纵力矩，包括力矩的大小和方向；转向助力电机通过减速机构给驾驶员提供助力力矩；方向盘转角传感器安装于转向轴上，用以检测驾驶员作用于方向盘上的转角；手力传感器安装于方向盘上，用以检测驾驶员握方向盘力的大小，性别选择开关装配在仪表盘上，方向盘转矩传感器、转向助力电机、方向盘转角传感器、手力传感器和性别选择开关均与电子控制单元相连接，方向盘转矩传感器、方向盘转角传感器、手力传感器和性别选择开关能够把获得的信息传递给电子控制单元，电子控制单元通过获得的信息指令转向助力电机的工作。

2.根据权利要求1所述的一种个性化的电动助力转向系统，其特征在于：所述的电子控制单元包括有驾驶员习性辨识模块、助力特性选择模块和基本助力模块，其中驾驶员习性辨识模块将驾驶员以最舒适的状态作用在方向盘上的力矩大小为依据将驾驶员分为三类：A类、B类和C类，A类表示在相同条件下驾驶员作用于方向盘上的力矩较小，C类表示在相同条件下驾驶员作用于方向盘上的力矩较大，B类表示相同条件下驾驶员作用于方向盘上的力矩在A类和C类之间，助力特性选择模块是由M和W两组助力特性曲线组成，其存储于电子控制单元中，供EPS系统进行实时调用，其中M组助力特性曲线是针对于男性，分为L1、Z1和S1三种类型的助力特性曲线，W组助力特性曲线是针对于女性，分为L2、Z2和S2三种类型的助力特性曲线，其主要是根据控制环境变量以及车辆行驶速度不变的同时，驾驶员转向最舒适时所需要的助力不同划分的，L、Z、S型助力特性曲线分别与A、B、C三种驾驶习性相对应。

3.根据权利要求2所述的一种个性化的电动助力转向系统，其特征在于：所述的A、B、C类驾驶员的划分应用Carsim RT实时仿真软件和dSPACE实时仿真系统搭建的驾驶模拟器实验平台，并以此为基础采集不同类型驾驶员的转向数据，并将这些数据通过聚类算法分析出A、B、C三种类型的驾驶员，然后将这三种驾驶习性的相关数据储存于ECU中。

4.根据权利要求1所述的一种个性化的电动助力转向系统，其特征在于：所述的性别选择开关由M按钮和W按钮两个按钮组成，其中M按钮为蓝色，代表男性驾驶员，W按钮为红色，代表女性驾驶员。

5.一种个性化的电动助力转向控制方法，其特征在于：其方法如下所述：

步骤一、驾驶员启动汽车并且选定性别后，系统将进入工作状态，车辆上的GPS系统也将实时采集车辆行驶过程中周围的道路信息，并且将道路信息输送给电子控制单元，当GPS检测到前方有弯道路况或者驾驶员有转向意图，转向灯亮时，方向盘转矩传感器、方向盘转角传感器以及手力传感器将开始工作，车辆将实时记录驾驶员作用于方向盘上的转矩、转角以及手力，方向盘转矩传感器、方向盘转角传感器和手力传感器所采集到的数据经过滤波处理、信号放大和A/D转换得到ECU能够识别的数字信号并传入ECU驾驶员习性辨识模块中，滤波处理采用加权平均滤波法，处理过的数据采用训练好的BP神经网络模型和matlab中的gensim函数实现驾驶员类型的在线辨识，辨识出驾驶员转向时的驾驶习性，确定出驾驶员的类别，A类、B类或者C类，并将辨识结果输入到助力特性选择模块中；

步骤二、转向过程包括转向意图和转向执行两个阶段，车辆在转向意图阶段辨识出驾驶员的驾驶习性后，电子控制单元中的助力特性选择模块将会调出符合该驾驶员驾驶习性的助力特性曲线，然后进入转向执行阶段，此时，方向盘转角传感器和手力传感器将停止工作，但方向盘转矩传感器仍然处于工作状态，实时记录驾驶员作用于方向盘上的力矩的大小和方向，并与车速传感器采集的车速信号和转向助力电机的电流信号同时传输给电子控制单元，电子控制单元根据上述由驾驶习性所确定的助力特性曲线确定出转向助力电机的控制电压，使转向助力电机产生相应的助力转矩，助力转矩通过减速器传送到齿轮齿条机构，进而实现助力转向。