车辆下电方向盘自主回正系统研究

张庆

摘 要：车辆下电方向盘自主回正系统，包括BCM、PEPS、GW、ECM、ESC、EPS、ICE等，EPS模块作为执行器，通过采集方向盘转角传感器信号和其他模块CAN 总线信号，按照控制策略在车辆停车时，使方向盘自动回正，提高车辆安全性，延长车辆悬架系统和轮胎的使用寿命。

关键词：车辆下电 方向盘 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

停車时方向盘没有回正，由于四个悬架受力不平均，长期积累会对悬架系统造成一定程度的影响，造成悬架系统内的减震橡胶垫老化，进而引起悬架的摆臂或连杆的连接处损伤;除此之外，还会损伤轮胎，当方向盘没有回正时，由于主销倾角的存在和乘用车轮胎外倾的设计，轮胎并不完全是胎面着地，而是胎肩和一部分胎面受力。轮胎侧壁相对较薄，长时间受力平衡，会导致轮胎侧壁更容易老化变形，进而引起漏气或爆胎。

2 系统构成及方案

1、车辆下电后车轮自动回正系统[1]包括：BCM、PEPS、GW、ECM、ESC、EPS、ICE。

2、控制原理概述：用户操作车辆下电，EPS通过方向盘角度传感器[2]采集方向盘角度信号，如果方向盘未回正，则通过ICE进行文字+语音提示用户回正方向盘;如果用户未回正方向盘，则EPS自动回正方向盘，并在下次车辆上电后，在ICE上文字+语音提示车辆已为用户回正方向盘。

3、车辆下电后车轮自动回正系统应具备以下功能：

3 系统框图（图1）：

4 节点方案

1、节点类型（表2）

2、节点策略

2.1 ECM策略

当点火开关由“ON”置于“ACC”档位置开始计时，节点（ECM）需要保持通讯内核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）状态一段时间（至少60s），这段时间内节点仍应周期性发送网络保持帧（周期1秒）和应用数据帧。上述时间计时完成后，节点从通讯内核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）状态切换至未上电（ECU_UNPOWERED）状态，通讯自然停止，不再发送网络管理帧和应用数据帧。

2.2 ESC策略

当点火开关由“ON”置于“ACC”档位置开始计时，节点（ESC）需要保持通讯内核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）状态一段时间（至少60s），这段时间内节点仍应周期性发送网络保持帧（周期1秒）和应用数据帧。上述时间计时完成后，节点从通讯内核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）状态切换至未上电（ECU_UNPOWERED）状态，通讯自然停止，不再发送网络管理帧和应用数据帧。

2.3 EPS策略

当点火开关由“ACC”置于“OFF”档位置开始计时，节点（EPS）需要保持通讯内核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）状态一段时间（至少60s），这段时间内节点仍应周期性发送网络保持帧（周期1秒）和应用数据帧。上述时间计时完成后，节点从通讯内核激活（COMM_KERNEL_ACTIVE）状态切换至未上电（ECU_UNPOWERED）状态，通讯自然停止，不再发送网络管理帧和应用数据帧。

3、节点控制执行

ECM将“发动机转速状态信号”、“发动机转速信号”、“发动机运转状态信号”发到总线上;

PEPS将“整车电源模式信号”发到总线上;

BCM将“点火钥匙位置信号”、“手刹开关状态信号”发到总线上;

ESC将“车速信号”、“电子手刹信号”发到总线上。

EPS根据控制策略[3]，判断是否执行方向盘自主回正[4]功能，20秒内尝试两次，并反馈总线信号给ICE;判断条件包括：

1）发动机运转状态=不运转;

2）发动机转速状态=无效;

3）发动机转速=0;

4）车速有效性=有效;

5）车速<2km/h;

6）电子手刹信号/手刹开关状态信号=有效;

7）整车电源模式=ACC;

8）点火钥匙位置=ACC;

9）方向盘角度有效性=有效;

10）方向盘角度≥设定值;

ICE接收EPS的“方向盘自主回正执行状态信号”，做文字+语音提示。

5 输入/输出信号

1、总线信号（表3）

6 控制功能描述

1、功能流程图（图2）

2、方向盘自主回正控制流程

主流程：

1、用户操作点火钥匙位置从ON→ACC;

2、方向盘角度传感器采集到的信号≥设定值;

3、多媒体文字+语音提示用户回正方向盘;

4、用户未按照提示回正方向盘;

5、用户操作点火钥匙位置从ACC→OFF;

6、机械/电子手刹拉起;

7、方向盘自主回正（连续尝试两次）;

8、自主回正成功;

9、下次车辆上电，多媒体文字+语音提示已为用户回正方向盘;

10、结束。

7 结论

车辆下电方向盘自主回正系统，采集传感器和CAN总线信号，在车辆下电时通过ICE主动提醒用户回正方向盘;在用户未响应的情况下，通过系统功能配置，自主回正方向盘，并对用户进行文字和语音提示，达到提高车辆安全性，延长车辆悬架系统和轮胎的使用寿命的目的。

参考文献：

[1]乔华，王娟.车辆转向回正因素分析[J].测试试验，2019（09）：161-163.

[2]温伟.一款基于CAN总线的方向盘转角传感器的设计[J].汽车电器，2020（06）：24-28.

[3]董利莹，贠海涛.电动助力转向回正控制策略的研究[J].内燃机与配件，2019（09）：206-208.